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produzione solfato di manganese monoidrato (battery grade)

manganese sulfate monohydrate (battery grade)

Filiera MnSO4·H2O battery-grade (~0.7 Mt/y, dominata Cina): rotta diretta da pirolusite (MnO2) + SO2 (riusato dal sulfurBurning del processo H2SO4 contact) -> lisciviazione riduttiva 'MnO2 + SO2 + H2O -> MnSO4·H2O' -> rimozione tracce Fe/Co/Ni con ozono o solfuri -> crystallization. Output: MnSO4·H2O 99.9% per CAM NMC catodi Li-ion (input camNMC811Pipeline).

IRI
chem:manganeseSulfateProductionPipeline
Unit Operation
2
Operazioni chimiche
1 (con reazione)
Operazioni fisiche
1
CO₂eq cumulato
1.00 kg/kg
Produzione globale
0.7 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
1 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain SPARQL

Diagramma di flusso

flowchart LR mnSO4Dissolution["lisciviazione riduttiva pirolusite con SO2 (rotta battery grade diretta)"] mnSO4Crystallization["cristallizzazione MnSO4·H2O + essiccazione"] s_pyrolusite(["pirolusite"]):::role_rawMaterial s_pyrolusite --> mnSO4Dissolution s_sulfurDioxide(["anidride solforosa"]):::role_rawMaterial s_sulfurDioxide --> mnSO4Dissolution s_water(["acqua"]):::role_utility s_water --> mnSO4Dissolution s_mnSO4Liquor(["soluzione satura MnSO4·H2O"]):::role_intermediate mnSO4Dissolution --> s_mnSO4Liquor m_pyrolusiteMine[/"⛏️ miniera di manganese (pirolusite open-pit)"/]:::role_mine m_pyrolusiteMine -.-> mnSO4Dissolution s_mnSO4Liquor --> mnSO4Crystallization s_manganeseSulfate(["solfato di manganese monoidrato"]):::role_finalProduct mnSO4Crystallization --> s_manganeseSulfate classDef role_rawMaterial fill:#e8f4ff,stroke:#06c,color:#003 classDef role_finalProduct fill:#e8ffe8,stroke:#0a7,color:#030 classDef role_intermediate fill:#f0f0f0,stroke:#666,color:#333 classDef role_byproduct fill:#fff4e0,stroke:#cc7a00,color:#642 classDef role_waste fill:#fae8e8,stroke:#888,stroke-dasharray:3 3,color:#444 classDef role_utility fill:#e0f7f7,stroke:#06c8c8,color:#033 classDef role_catalyst fill:#fde0f0,stroke:#cc3399,color:#506 classDef role_mine fill:#f5e6d3,stroke:#8b5a2b,color:#3d2e15,stroke-width:2px
materia prima prodotto finale intermedio sottoprodotto scarto utility catalizzatore ⛏️ miniera --> consumes/produces · -.> byproduct/waste/catalyst/recycle/mine

Unit Operation

🧪 = ha reazione bilanciata · ⚙️ = solo fisica

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
🧪 lisciviazione riduttiva pirolusite con SO2 (rotta battery grade diretta) pirolusite, anidride solforosa, acquasoluzione satura MnSO4·H2O —miniera di manganese (pirolusite open-pit), reattore CuSO4 aerato (acciaio rivestito Pb) 0.6—
⚙️ cristallizzazione MnSO4·H2O + essiccazione soluzione satura MnSO4·H2Osolfato di manganese monoidrato —cristallizzatore evaporativo a circolazione forzata 0.4—

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
lisciviazione riduttiva pirolusite con SO2 (rotta battery grade diretta) MnO2 + SO2 + H2O -> MnSO4·H2O -190.0 kJ/mol

Ruolo delle sostanze in questa filiera

🟦 materia prima (4)
🟩 prodotto finale (2)
▫️ intermedio (2)
🩵 utility (2)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
lisciviazione riduttiva pirolusite con SO2 (rotta battery grade diretta) 40–70 °C1.0–2.0 atmacidic
cristallizzazione MnSO4·H2O + essiccazione 40–80 °Catmvacuum

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
lisciviazione riduttiva pirolusite con SO2 (rotta battery grade diretta) thermal1.2 MJ/kg
cristallizzazione MnSO4·H2O + essiccazione thermal2.0 MJ/kg

Supply chain inter-filiera

⬅ Materie prime/intermedi forniti da altre filiere

➡ Prodotti/sottoprodotti consumati da altre filiere

Esplora con SPARQL

Query di esempio sui ruoli delle sostanze in questa filiera:

PREFIX chem: <https://ontology.siletto.it/chem-pipeline#>
SELECT ?role ?substance WHERE {
  ?substance chem:playsRole ?ra .
  ?ra chem:role ?role ; chem:inPipeline chem:manganeseSulfateProductionPipeline .
} ORDER BY ?role

Vedi altri esempi SPARQL.

Dereferenziabile: chem:manganeseSulfateProductionPipeline · ontologia completa · TTL sorgente