Filiera cemento Portland
Portland cement pipeline
Filiera cemento Portland: estrazione e macinazione di calcare e argilla, cottura della farina cruda in forno rotativo a ~1450 °C per formare il clinker (alite, belite, alluminato e ferrite), seguita da macinazione finale con aggiunta di gesso. È il materiale da costruzione più prodotto al mondo.
Diagramma di flusso
flowchart LR
rawMealPreparation["preparazione raw meal"]
preheaterPrecalciner["preriscaldatore + precalciner"]
clinkerFormation["formazione clinker"]
clinkerCooling["raffreddamento clinker"]
cementFinishGrinding["macinazione finale cemento"]
s_eafSlag(["scoria EAF"]):::role_rawMaterial
s_eafSlag --> rawMealPreparation
s_ispSlag(["scoria ISP"]):::role_rawMaterial
s_ispSlag --> rawMealPreparation
s_ferrochromeSlag(["scoria ferrocromo"]):::role_rawMaterial
s_ferrochromeSlag --> rawMealPreparation
s_siRefiningSlag(["scoria raffinazione Si"]):::role_rawMaterial
s_siRefiningSlag --> rawMealPreparation
s_leadDrosses(["schiumature raffinazione Pb"]):::role_rawMaterial
s_leadDrosses --> rawMealPreparation
s_dicalciumSilicate(["silicato bicalcico"]):::role_rawMaterial
s_dicalciumSilicate --> rawMealPreparation
s_silicaFume(["fumi di silice"]):::role_rawMaterial
s_silicaFume --> rawMealPreparation
s_converterSlag(["scoria di convertimento"]):::role_rawMaterial
s_converterSlag --> rawMealPreparation
s_smeltingSlag(["scoria di fusione"]):::role_rawMaterial
s_smeltingSlag --> rawMealPreparation
s_calciumCarbonate(["carbonato di calcio (byproduct LiOH)"]):::role_rawMaterial
s_calciumCarbonate --> rawMealPreparation
s_blastFurnaceSlag(["GGBFS"]):::role_rawMaterial
s_blastFurnaceSlag --> rawMealPreparation
s_bofSlag(["scoria BOF"]):::role_rawMaterial
s_bofSlag --> rawMealPreparation
s_limestone(["CaCO3"]):::role_rawMaterial
s_limestone --> rawMealPreparation
s_clay(["argilla"]):::role_rawMaterial
s_clay --> rawMealPreparation
s_silica(["silica"]):::role_rawMaterial
s_silica --> rawMealPreparation
s_hematite(["ematite"]):::role_rawMaterial
s_hematite --> rawMealPreparation
s_rawMeal(["raw meal"]):::role_intermediate
rawMealPreparation --> s_rawMeal
m_clayPit[/"⛏️ cava di argilla (open pit)"/]:::role_mine
m_clayPit -.-> rawMealPreparation
m_silicaQuarry[/"⛏️ cava di silice (sand pit)"/]:::role_mine
m_silicaQuarry -.-> rawMealPreparation
s_limestone --> preheaterPrecalciner
s_rawMeal --> preheaterPrecalciner
s_calcinedMeal(["meal calcinato"]):::role_intermediate
preheaterPrecalciner --> s_calcinedMeal
s_lime(["calce"]):::role_byproduct
preheaterPrecalciner -.-> s_lime
s_carbonDioxide(["carbon dioxide"]):::role_byproduct
preheaterPrecalciner -.-> s_carbonDioxide
s_lime --> clinkerFormation
s_silica --> clinkerFormation
s_calcinedMeal --> clinkerFormation
s_clinker(["clinker"]):::role_intermediate
clinkerFormation --> s_clinker
clinkerFormation -.-> s_carbonDioxide
s_clinker --> clinkerCooling
s_air(["aria"]):::role_utility
s_air --> clinkerCooling
s_cooledClinker(["clinker raffreddato"]):::role_intermediate
clinkerCooling --> s_cooledClinker
s_cooledClinker --> cementFinishGrinding
s_gypsum(["CaSO4·2H2O"]):::role_rawMaterial
s_gypsum --> cementFinishGrinding
s_portlandCement(["cemento Portland"]):::role_finalProduct
cementFinishGrinding --> s_portlandCement
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
| Operazione | Consuma | Produce | Catalizzatore | Equipment | CO₂eq | Resa |
| ⚙️ preparazione raw meal |
scoria EAF, scoria ISP, scoria ferrocromo, scoria raffinazione Si, schiumature raffinazione Pb, silicato bicalcico, fumi di silice, scoria di convertimento, scoria di fusione, carbonato di calcio (byproduct LiOH), GGBFS, scoria BOF, CaCO3, argilla, silica, ematite | raw meal |
— | cava di argilla (open pit), cava di silice (sand pit), raw mill |
0.02 | 0.98 |
| 🧪 preriscaldatore + precalciner |
CaCO3, raw meal | meal calcinato |
— | torre preheater, precalciner |
0.45 | 0.95 |
| 🧪 formazione clinker |
calce, silica, meal calcinato | clinker |
— | forno rotante (apparato) |
0.30 | 0.96 |
| ⚙️ raffreddamento clinker |
clinker, aria | clinker raffreddato |
— | raffreddatore a griglia |
0.0 | 0.99 |
| ⚙️ macinazione finale cemento |
clinker raffreddato, CaSO4·2H2O | cemento Portland |
— | mulino a sfere cemento |
0.10 | 0.99 |
Reazioni chimiche bilanciate
| Operazione | Equazione bilanciata | ΔH |
| preriscaldatore + precalciner |
CaCO3 -> CaO + CO2 |
+178.0 kJ/mol |
| formazione clinker |
3 CaO + SiO2 -> 3CaO.SiO2 (alite, C3S) |
-480.0 kJ/mol |
Ruolo delle sostanze in questa filiera
Condizioni operative
| Operazione | Temperatura | Pressione | Atmosfera |
| preparazione raw meal |
60–120 °C | atm | — |
| preriscaldatore + precalciner |
350–900 °C | atm | ossidante |
| formazione clinker |
1350–1450 °C | atm | ossidante |
| raffreddamento clinker |
100–1450 °C | atm | ossidante |
| macinazione finale cemento |
60–120 °C | atm | — |
Input energetici
| Operazione | Forma | Energia specifica |
| preparazione raw meal |
elettrica | 0.10 MJ/kg |
| preriscaldatore + precalciner |
termica | 2.2 MJ/kg |
| formazione clinker |
termica | 1.3 MJ/kg |
| raffreddamento clinker |
elettrica | 0.05 MJ/kg |
| macinazione finale cemento |
elettrica | 0.14 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:portlandCementPipeline .
} ORDER BY ?role
Vedi altri esempi SPARQL.
Dereferenziabile: chem:portlandCementPipeline
· ontologia completa
· TTL sorgente