Espodumênio - Spodumene

Espodumênio
Spodumene-usa59abg.jpg
Walnut Hill Pegmatite Prospect, Huntington, Hampshire County, Massachusetts, EUA (Tamanho: 14,2 x 9,2 x 3,0 cm)
Em geral
Categoria Inosilicato
Fórmula
(unidade de repetição)
silicato de alumínio e lítio , LiAl (SiO 3 ) 2
Sistema de cristal Monoclínico
Classe de cristal Prismático (2 / m)
(mesmo símbolo HM )
Grupo espacial C2 / c
Célula unitária a = 9,46  Å , b = 8,39 Å
c = 5,22 Å
β = 110,17 °; Z = 4
Identificação
Cor Altamente variável: branco, incolor, cinza, rosa, lilás, violeta, amarelo e verde, pode ser bicolor; verde esmeralda - oculto; lilás - kunzita; amarelo - tripano
Hábito de cristal prismático, geralmente achatado e alongado, estriado paralelo a {100}, comumente maciço
Geminação Comum em {100}
Decote Prismático perfeito, duas direções {110} ∧ {1 1 0} a 87 °
Fratura Desigual para subconcoidal
Tenacidade Frágil
Dureza da escala de Mohs 6,5-7
Brilho Vítreo, perolado na clivagem
Onda Branco
Gravidade Específica 3,03-3,23
Propriedades ópticas Biaxial (+)
Índice de refração n α = 1,648–1,661 n β = 1,655–1,670 n γ = 1,662–1,679
Birrefringência δ = 0,014–0,018
Pleocroísmo Forte na kunzita: α-púrpura, γ-incolor; oculto: α-verde, γ-incolor
Ângulo 2V 54 ° a 69 °
Fusibilidade 3,5
Solubilidade insolúvel
Outras características Tenebrescence , chatoyancy , Kunzita muitas vezes fluorescentes sob UV
Referências

Spodumene é um piroxeno mineral consistindo de lítio alumínio inosilicate , Li Al ( Si O 3 ) 2 , e é uma fonte de lítio. Ocorre como kunzita incolor a amarelada, arroxeada ou lilás (veja abaixo), hiddenita verde-amarelada ou verde-esmeralda , cristais prismáticos, freqüentemente de grande tamanho. Cristais únicos de 14,3 m (47 pés) de tamanho são relatados em Black Hills em Dakota do Sul , Estados Unidos .

A forma natural de baixa temperatura α-espodumênio está no sistema monoclínico , enquanto a β-espodumênio de alta temperatura cristaliza no sistema tetragonal . α-espodumênio se converte em β-espodumênio a temperaturas acima de 900 ° C. Os cristais são tipicamente estriados paralelos ao eixo principal. As faces do cristal são freqüentemente gravadas e marcadas com marcas triangulares.

Descoberta e ocorrência

O espodumênio foi descrito pela primeira vez em 1800 para uma ocorrência na localidade-tipo em Utö , Södermanland , Suécia . Foi descoberto pelo naturalista brasileiro José Bonifácio de Andrada e Silva . O nome é derivado do grego spodumenos (σποδούμενος), que significa "reduzido a cinzas", devido à aparência opaca e cinza do material refinado para uso na indústria.

O espodumênio ocorre em pegmatitos e aplitos de granito rico em lítio . Os minerais associados incluem: quartzo , albita , petalita , eucriptita , lepidolita e berilo .

% Recursos globais de rochas duras de lítio por empresa. Os principais fabricantes de automóveis e conversores químicos de baterias de lítio estão firmando contratos de longo prazo para o fornecimento de lítio, uma matéria-prima fundamental na produção de células de baterias de veículos elétricos (EV)

O material transparente é usado há muito tempo como gema com as variedades kunzita e escondida, conhecidas por seu forte pleocroísmo . As localidades de origem incluem República Democrática do Congo , Afeganistão , Austrália , Brasil , Madagascar , Paquistão , Québec no Canadá e Carolina do Norte , Califórnia nos EUA .

Desde 2018, a República Democrática do Congo é conhecida por ter o maior depósito de rocha dura de lítio espodumênio do mundo. O recurso total do depósito localizado em Manono, região central da RDC , tem o potencial de ser da ordem de 1,5 bilhão de toneladas de rocha dura de lítio espodumênio de alto teor e baixo teor de impurezas. Os dois maiores pegmatitos (conhecidos como Carriere de l'Este Pegmatite e Roche Dure Pegmatite) são cada um de tamanho semelhante ou maior do que o famoso Greenbushes Pegmatite na Austrália Ocidental. Em um futuro próximo, em 2023, a República Democrática do Congo deverá ser um fornecedor significativo de lítio para o mundo com seu espodumênio de alto grau e baixo teor de impurezas. Em 2021, a AVZ Minerals, uma empresa australiana, está desenvolvendo o projeto Manono Lithium and Tin em Manono, RDC, o recurso tem baixo teor de impurezas de 1,65% Li2O (óxido de lítio) espodumeno de rocha dura com base em estudos e perfuração da Roche Dure , um dos vários pegmatitos do depósito.

Importância econômica

O espodumênio é uma importante fonte de lítio para uso em cerâmica , baterias de celulares e automotivas , medicina , piroceram e como fundente. Em 2019, cerca de metade do lítio é extraído de minérios, que consistem principalmente de espodumênio. O lítio é extraído do espodumênio por fusão em ácido após a torrefação para convertê-lo no β-espodumênio mais reativo. A vantagem do espodumênio como fonte de lítio em comparação com as fontes de salmoura é a maior concentração de lítio, às custas de um custo de extração mais alto.

Em 2016, o preço estava previsto em US $ 500-600 / t nos próximos anos. No entanto, o preço disparou acima de US $ 800 em janeiro de 2018 e a produção aumentou mais do que o consumo, reduzindo o preço para US $ 400 em setembro de 2020.

A produção mundial de lítio via espodumênio foi de cerca de 80.000 toneladas métricas por ano em 2018, principalmente do pegmatito Greenbushes da Austrália Ocidental e de algumas fontes chinesas e chilenas . A mina Talison em Greenbushes, Austrália Ocidental, é relatada como a segunda maior e com o maior teor de minério com 2,4% Li 2 O (dados de 2012).

Em 2020, a Austrália expandiu a mineração de espodumênio para se tornar o principal país produtor de lítio do mundo (ver tabela abaixo).

As vantagens do espodumênio em comparação com a salmoura são:

  • preferido na fabricação de hidróxido de lítio (um composto de lítio usado na produção de baterias de veículos elétricos)
  • tempo de início de uma planta: uma vez que uma planta de processamento de minério está concluída, ela pode estar produzindo carbonato de lítio em alguns dias, enquanto a evaporação da salmoura para concentrações utilizáveis ​​em cubas de evaporação abertas pode levar de 18 meses a 3 anos, dependendo das taxas de evaporação e da concentração inicial.

Demanda em baterias de íon-lítio

O concentrado de lítio de rocha dura (espodumênio) oferece uma rota de refino mais direta para a produção de hidróxido de lítio do que o lítio processado com salmoura. A tendência crescente para baterias de íon-lítio ricas em níquel requerem hidróxido de lítio como entrada na química das células catódicas da bateria. As baterias ricas em níquel precisam de hidróxido de lítio para as células catódicas da bateria, ou seja, catodos NCM 811, NCM 622, LFP e NCA. A demanda por hidróxido de lítio deverá aumentar exponencialmente de 2025 a 2030 junto com a demanda por lítio de rocha dura espodumênio. Em um relatório de fevereiro de 2021, a Canalys, uma empresa de pesquisa, previu que até 2028 a produção global de novos veículos elétricos (VEs) será de mais de 30 milhões de veículos anualmente. 3,1 milhões de EVs foram vendidos globalmente em 2020.

A fabricante de veículos Tesla está construindo uma instalação de conversão / refino de lítio em Austin, Texas, que transformará rocha dura de espodumênio 6% também conhecido como concentrado de espodumênio 6% (SC6) em hidróxido de lítio para ser usado em células de bateria, permitindo que Tesla controle melhor o qualidade do hidróxido de lítio (uma matéria-prima chave do cátodo da bateria). A Tesla assinou um contrato de fornecimento de 5 anos para rocha dura de espodumênio de lítio diretamente de uma operação de mineração de lítio - Piedmont Lithium - na Carolina do Norte.

Esta tendência provavelmente será repetida por outros grandes fabricantes de automóveis para garantir mais controle sobre o suprimento upstream de matéria-prima de concentrado de espodumênio de lítio indo diretamente para as mineradoras, uma vez que o suprimento de lítio deve estar em déficit em 2023, de acordo com a análise de previsão da Benchmark Mineral Intelligence (BMI), agência de relatórios de preços de Londres e análise de especialistas em baterias de íons de lítio e indústria de armazenamento elétrico / EV. Este negócio representa cerca de um terço da produção esperada de 160.000 toneladas por ano para Piedmont Lithium. 52.800 toneladas / ano de concentrado de espodumênio 6%, ou SC6 (equivalente a 8.000 toneladas de hidróxido de lítio), este fornecimento deve começar em meados de 2022 / meados de 2023, esta quantidade deverá satisfazer mais da metade das necessidades de bateria de Tesla em Giga Texas em 2023 , o ano em que está planejada a produção total das 4680 células da fabricante de carros elétricos para seus Cybertrucks .

Em dezembro de 2020 e no início de 2021, três acordos significativos de comercialização de longo prazo foram assinados com a AVZ Minerals, uma empresa australiana, de concentrado de espodumênio. Os negócios são para o fornecimento total de 540.000 toneladas / ano de (rocha dura) concentrado de espodumênio de lítio 6% (SC6), ou 16% da produção equivalente de carbonato de lítio global LCE (a produção global de LCE em 2020 foi de 431.000 toneladas). Os três acordos foram feitos com os principais produtores mundiais de materiais para baterias Ganfeng Lithium, Yibin Tianyi Lithium Co./ Contemporary Amperex Technology (CATL) e Shenzhen.

Variedades de pedras preciosas

Hiddenite

Hiddenite é uma variedade de gema verde-esmeralda clara relatada pela primeira vez no Condado de Alexander, Carolina do Norte , EUA. Foi nomeado em homenagem a William Earl Hidden (16 de fevereiro de 1853 - 12 de junho de 1918), engenheiro de minas, colecionador de minerais e negociante de minerais.

Esta variedade verde-esmeralda de espodumênio é colorida por cromo, assim como as esmeraldas. Nem todo espodumênio verde é colorido com cromo, que tende a ter uma cor mais clara e, portanto, não é um verdadeiro oculto.

Kunzite

A kunzita é uma pedra preciosa de cor roxa , uma variedade de espodumênio cuja cor varia de pequenas a pequenas quantidades de manganês . Algumas (mas não todas) kunzitas usadas para gemas foram aquecidas para realçar sua cor. Também é frequentemente irradiado para realçar a cor. A exposição à luz solar irá desbotar sua cor.

A kunzita foi descoberta em 1902 e recebeu o nome de George Frederick Kunz , o joalheiro chefe da Tiffany & Co na época e um mineralogista notável. Foi encontrado no Brasil , EUA, Canadá , CEI , México , Suécia , Austrália Ocidental , Afeganistão e Paquistão .

Um exemplo notável de kunzita usada em joalheria é a tiara e o colar Palmette russo usado por Birgitte, _Duquesa_de_Gloucester .

Triphane

Triphane é o nome usado para variedades amareladas de espodumênio.

Veja também

Notas

Referências

  • Kunz, George Frederick (1892). Gemas e pedras preciosas da América do Norte . Nova York: The Scientific Publishing Company.
  • Palache, C., Davidson, SC e Goranson, EA (1930). "The Hiddenite deposit in Alexander County, N. Carolina". American Mineralogist Vol. 15 No. 8 p. 280
  • Webster, R. (2000). Gemas: suas fontes, descrições e identificação (5ª ed.), Pp. 186–190. Grã-Bretanha: Butterworth-Heinemann.
  • Os principais participantes do lítio de Quebec Arquivado em 30/01/2013 em archive.today , “Daily News”, The Northern Miner . 11 de agosto de 2010.

links externos