Scopriamo la tostatura acida dello spodumene riscaldata elettricamente

Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, KanthalÈ l'effetto sorpresa di chi possiede una vettura elettrica: sollevare il cofano del veicolo per trovare, beh, niente.

Dove migliaia di parti mobili ad alta temperatura e pressione hanno sopportato milioni di giri - niente. E dove centinaia di ore sarebbero state spese da utenti e meccanici per controllare, riempire, svuotare e sostituire - niente.

Lo stesso effetto sorpresa attende le raffinerie che ordinano nuovi forni per la tostatura acida riscaldati elettricamente, nel fiorente mercato del carbonato di litio o dell'idrossido di litio, afferma Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager di Kanthal.

Quando si passa a un'installazione elettrica il numero di parti mobili è nettamente minore. Come il motore di un'auto elettrica, è tutto molto più semplice.

"Quando si passa a un'installazione elettrica il numero di parti mobili è nettamente minore," aggiunge. "Come il motore di un'auto elettrica, è tutto molto più semplice."

Semplice e modulare

Basta forni con bruciatori a gas. Basta tubature. Le valvole di tiraggio e le soffianti non sono più necessarie. La moltitudine di sensori utilizzati per garantire una combustione sufficientemente completa - non sono più necessari.

Su un cilindro rotente con un diametro da tre a cinque metri e una lunghezza di forse 60 metri, vengono eliminati i tubi dell'aria e del gas che occupano le dimensioni di un boschetto grande quangto un campo da tennis.

I moduli riscaldanti Fibrothal® Kanthal, che sostituiscono le apparecchiature descritte, sono semplici ed elettrici. Eppure questa ingannevole semplicità è estremamente funzionale. I rivestimenti in fibra ceramica preformati sottovuoto hanno bassa conducibilità e massa termica. La loro forma compatta incorpora gli elementi in filo parzialmente annegati, permettendo una temperatura massima della resistenza di 1150 gradi C.

L'uso della formatura sottovuoto, impiegata nella linea di prodotti Fibrothal® dal 1978, permette di sagomare gli elementi riscaldanti per avvolgere un segmento della camera di riscaldo. Ulteriori moduli vengono aggiunti secondo necessità, in base alla lunghezza del forno.

Questa semplicità si traduce in un ridottissimo rischio di guasti alle apparecchiature o di errori dell'operatore e la tecnologia è stata utilizzata con successo in molte altre applicazioni e ambienti operativi nel corso di vari decenni.

Vantaggi ambientali del territorio

Oltre alla semplicità, sono proprio i vantaggi per l'ambiente che stanno portando l'interesse verso la tostatura acida con riscaldo elettrico.

"Naturalmente si è posta molta attenzione al fatto che è possibile alimentare un forno elettrico con elettricità generata da fonti rinnovabili e ottenere, quindi, emissioni di CO2 operative dall'impianto prossime allo zero ", afferma Pimpalnerkar, "ma si ottengono localmente anche vantaggi per l'ambiente – per la forza lavoro e il territorio”.

Le emissioni di NOx, che sono causa di malattie respiratorie e un punto importante per la legislazione ambientale in molti paesi, vengono eliminate dalla tecnologia dei forni elettrici.

Nei paesi attenti all'ambiente, le autorità si opporranno a consentire la costruzione di un nuovo forno a gas vicino ai centri abitati, dove le sue emissioni si aggiungeranno all'inquinamento esistente emesso dai veicoli diesel o dalle navi che entrano nei porti cittadini. Alcune città di varie nazioni europee, superano già i parametri di legge fissati per le emissioni per NOx.

Ridurre le emissioni di CO2

D'altra parte, i livelli di emissioni di gas serra (CO2) derivati dalla produzione di batterie, dove si ritiene che catodi e anodi rappresentino circa il 40 percento delle emissioni, forniscono un motivo per migliorare gli impianti in questo tipo di economie sviluppate. Questo perché, spesso, sono questi paesi quelli più avanzati nello sviluppo della produzione di energia a basse emissioni di carbonio.

Nel complesso, la produzione di batterie si basa prevalentemente sull'elettricità, e la quantità di carbonio generato varia notevolmente. Nel 2017, ad esempio, si è stimato che la produzione di energia cinese abbia generato 20 volte le emissioni di carbonio della Svezia e tre volte quelle del Brasile. L'impatto sulle emissioni complessive di CO2 derivanti dalla produzione di batterie è stato calcolato, rispetto a un sito di riferimento, a meno 60 per cento per un impianto svedese, rispetto a più 30-70 per cento per un impianto situato in Cina, Polonia o India.Sachin Pimpalnerkar got out his pencil and explained on the back of an envelope how the high volume of flue gas leaving a gas-fired kiln sharply reduces the thermal efficiency of a typical 4 MW unit.

Poiché alcuni produttori stanno valutando una produzione più integrata, questi vantaggi ambientali che ne derivano possono rappresentare una ulteriore spinta per poter passare dalla tostatura acida dello spodumene riscaldata a gas a quella riscaldata elettricamente.

"Unendo tuto, si ottiene una tecnologia più semplice e più efficiente dal punto di vista termico, e le motivazioni ambientali tendono a supportare l'ubicazione degli impianti dove l'impatto ambientale dell'elettricità è basso", afferma Pimpalnerkar. "È interessante notare che questo è anche il luogo in cui vengono scoperti nuovi giacimenti minerari e dove l'industria delle auto elettriche è sempre più incentivata a mettere le basi della propria produzione".