home » filiere » Filiera cemento Portland

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.

IRI
chem:portlandCementPipeline
Unit Operation
5
Operazioni chimiche
2 (con reazione)
Operazioni fisiche
3
CO₂eq cumulato
0.87 kg/kg
Produzione globale
4100 Mt/anno
Impatto CO₂ globale
3567 Mt CO₂/anno
Sezioni: diagramma unit operation reazioni ruoli sostanze condizioni energia supply chain supply chain completa → SPARQL

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

OperazioneConsumaProduceCatalizzatoreEquipmentCO₂eqResa
⚙️ 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, ematiteraw meal cava di argilla (open pit), cava di silice (sand pit), raw mill 0.020.98
🧪 preriscaldatore + precalciner CaCO3, raw mealmeal calcinato torre preheater, precalciner 0.450.95
🧪 formazione clinker calce, silica, meal calcinatoclinker forno rotante (apparato) 0.300.96
⚙️ raffreddamento clinker clinker, ariaclinker raffreddato raffreddatore a griglia 0.00.99
⚙️ macinazione finale cemento clinker raffreddato, CaSO4·2H2Ocemento Portland mulino a sfere cemento 0.100.99

Reazioni chimiche bilanciate

OperazioneEquazione bilanciataΔH
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

🟦 materia prima (17)
🟩 prodotto finale (1)
🟨 sottoprodotto (2)
▫️ intermedio (4)
🩵 utility (1)

Condizioni operative

OperazioneTemperaturaPressioneAtmosfera
preparazione raw meal 60–120 °Catm
preriscaldatore + precalciner 350–900 °Catmossidante
formazione clinker 1350–1450 °Catmossidante
raffreddamento clinker 100–1450 °Catmossidante
macinazione finale cemento 60–120 °Catm

Input energetici

OperazioneFormaEnergia specifica
preparazione raw meal elettrica0.10 MJ/kg
preriscaldatore + precalciner termica2.2 MJ/kg
formazione clinker termica1.3 MJ/kg
raffreddamento clinker elettrica0.05 MJ/kg
macinazione finale cemento elettrica0.14 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