El espodumeno teóricamente contiene 8.03% de Li2O y por consiguiente la producción de este mineral grandemente aumenta por la extracción de litio para su uso en la manufactura de alta lubricantes insolubles a alta temperatura, cerámica, pirotecnia, equipos electrónicos, fundentes para soldadura, agentes que purifican aire, e isótopos de hidrógeno.
Extracción de litio de sus minerales
Los problemas del procesamiento de minerales de espodumeno dependen del volumen del depósito, erosión y la presencia de minerales asociados de la ganga. Las superficies erosionadas y alteradas deben ser a fondo limpiadas para la flotación. Las lamas interfieren con flote selectivo y también consumen reactivos caros. Por consiguiente, las lamas deben ser eliminadas antes de la flotación. Los concentrados deberían ser de 6% de Li2O.
La separación selectiva de minerales de la ganga requiere equipo que resista el ambiente acido, de manera similar al equipo para procesar feldespato
Diagrama de Flujo para Litio
La flotación de espodumeno con ácido graso o un jabón es un método establecido de recuperación, pero las superficies pulverizadas o chancadas de la partícula generalmente necesitan tratamiento de pre-flotación. Esto involucra agitación en alta de densidad con agentes de limpieza como fosfato trisodico, o el sulfuro sódico con hidróxido de sodio. La pulpa es luego deslamada.
La agitación con colectores aniónicos, seguido por flotación, a menudo dará como resultado concentración satisfactoria del espodumeno cuando debe ser flotado. Los ácidos oleicos y los jabones operan bien en una pulpa neutra y ligeramente alcalina, mientras que el ácido nafténico, aceite de ricino sulfonado, etc., trabajan mejor en una pulpa ácida.
El diagrama de flujo se basa en recomendaciones que involucran la remoción en la espuma de minerales de la ganga en un circuito alcalino con una amina como colector. El espodumeno es deprimido con dextrina y se obtiene como un concentrado alto de grado. Desde que este método es selectivo para la separación de mica, el feldespato, y el cuarzo, soluciona el problema de comercializar todos los productos posibles.
Chancado
El mineral enviado por la mina requiere de una parrilla para limitar el tamaño de mineral grueso alimentado a la trituradora de la mandíbula. Dos etapas en circuito abierto es satisfactorio para 200 toneladas por 8 horas de producción. El mineral fino resultante es más pequeño que ½” o ¾”.
Una parrilla estacionaria, con abertura de 1 ½”, remueve el material fino que se envía a la trituradora de la mandíbula. Una zaranda vibratoria remueve el material fino de la trituradora secundaria. La remoción reduce la cantidad de finos resultantes y aumenta la capacidad del equipo.
Molienda y Clasificación
El Molino de Barras ha resultado ser sumamente satisfactorio para moler el mineral de pegmatita como feldespato y espodumeno. El circuito moledor debería tener una alimentación regulable con alimentador de velocidad variable. Suficiente capacidad de almacenamiento debe tener la tolva de finos para un día o más de operación.
El tratamiento de pre-flotación generalmente comienza en el molino de barras. Un agente limpiador como, fosfato trisodico, o el sulfuro sódico con hidróxido de sodio se adicionan al molino de barras y la molienda se efectúa con una pulpa diluida (sólidos, 25-35%). Un trommel en la descarga del molino elimina el material muy grande, se complementa el circuito con una bomba Centrífuga Vertical y una zaranda vibratoria equipada con un tamiz de acero inoxidable para la separación.
El material pasante por la abertura (– 20 mallas) es luego deslamado en un hidroclasificador y en un espesador después de la pulpa ha sido procesado en un Jig. El Jig puede producir un concentrado de un mineral pesado como estaño.
Acondicionamiento
El acondicionamiento es a 70-75% de sólidos, siendo muy importante para preparar la superficie del mineral y asegurar el recubrimiento correcto de reactivo. Por consiguiente, los Agitadores de servicio pesado deben ser usados. El Agitador dúplex es una buena opción.
El deslamado y la pulpa lavada en (70-75% de sólidos) están acondicionados por aproximadamente 5 minutos con 0.3 a 0.5 kg/ton de cada uno de los reactivos como sigue: Un regulador del pH como cal; La dextrina; El acetato de amina como Armac T; Y un espumante alcohólico. El pH es regulado en el rango del 10-11.5 debido a la tendencia de inestabilidad del colector de amina por encima de pH 11.5.
La preparación de reactivo involucra podría tener una pequeña dificultad, los reactivos líquidos y secos pueden ser alimentados para el acondicionador con Alimentadores de Reactivo. Sin embargo, los reactivos viscosos como la amina requieren de calor y agitación para una alimentación adecuada del reactivo líquido.
Flotación del mineral de Litio
La pulpa condicionada es diluida a 20% de sólidos para la flotación en celdas mecánicas. La celda tiene paletas para remover la espuma. La celda de flujo abierto tiene alguna ventaja en procesar material grueso, y los puntos de descarga de las arenas están cerca del fondo de la celda. Los impulsores y los difusores están recubiertos de jebe para resistir el material abrasivo.
Flotación Primaria y Limpieza
Las espumas de la flotación primaria representan la ganga, y es limpiada es el circuito de limpieza con más reactivos para incrementar la recuperación de espodumeno. No se tratado de remover minerales de hierro en la etapa primaria.
Limpieza Final
El relave de flotación primaria y el de limpieza forman el concentrado de espodumeno con contaminantes como minerales de hierro, es entonces lavado en un clasificador de rastrillo y un espesador para tener una pulpa con 70-75% de sólidos. Los reactivos para la remoción de minerales de hierro incluye una combinación como ácido fluorhídrico, resinato de sodio y un espumante.
La pulpa condicionada es diluida a 20-25% de sólidos para la flotación. La completa remoción de minerales de hierro junto con algún feldespato forma parte de un producto reportado en las espumas, siendo una fracción pequeña que luego se descarta.
La espuma final con ganga, suele contener feldespato y mica, y puede ser procesada en un circuito ácido para la recuperación de mica. Luego la adición de una amina se usa para separar feldespato de cuarzo.
Secado
El concentrado de espodumeno se descarga de las celdas de flotación para su procesamiento final. La pulpa contiene cerca de 20% de sólidos y debe eliminarse parte del agua antes de la filtración para reducir el volumen del filtrado. La eliminación de agua a 20% de humedad se puede hacer en un clasificador de rastrillo.
Las arenas del clasificador son filtradas mejor en un filtro horizontal. Debido a la sedimentación rápida, y la naturaleza granular del espodumeno, el filtro a tambor convencional y los filtros de disco son inapropiados. La filtración le reduce el contenido de humedad a menos que 10 % y el producto de la filtración está listo para su secado.
Los Secadores Rotarios son adecuados para remover la humedad. Un cedazo vibratorio remueve cualquier material extraño que venga del circuito de flotación. Finalmente, el espodumeno estará luego listo para su embarque al mercado o procesamiento químico para la recuperación de sales de litio.
Reporte del Mercado de Litio
El informe incluye un análisis de demanda muy detallado (baterías de Li con una mirada en la química del cátodo para carbonato de litio vs. hidróxido de litio, y el contenido relativo de litio para los tipos diversos de cátodos de óxido, y uso de la batería de litio para Vehículos (EV), E-Buses, movilidad eléctrica personal (E-Bikes), almacenamiento, y consumo de productos electrónicos, así como también más aplicaciones tradicionales en la Industria incluyendo cerámica, vidrios, grasas y lubricantes, polvos metalúrgicos, aire y purificación). Pronostican la demanda de litio a crecer por 81 % del equivalente actual (LCE) de carbonato de litio de 192kt a 347kt LCE al 2020, y por 259 % para 687kt LCE al 2025 (la Figura 88), representando una tasa de crecimiento anual de la inversión (CAGR) de 14 % a través de todos los sectores de demanda, conducido por la demanda para baterías de ion-Li , lo que es el 38 % de toda demanda de litio al 2025 (de ~ 6 % en 2015), así como también la demanda significativa del sector de almacenamiento, cuál pronostican dará razón de 13.6 % de toda demanda al 2025 (la Figura 89 y 90).
En el sector real, estiman que el suministro global en 176kt LCE en 2015, con producción dominada por seis operaciones propiedad de cuatro compañías principales (representando 91 % de participación en el mercado total, incluyendo a Albemarle (ALB-US, descubierto), SQM (SQM-US, descubierto), FMC Corp (FMC-US, descubierto), y Sichuan Industrias Tianqi Lithium (002466-CH, descubiertas). Se incluye un resumen de las dos fuentes minerales primarias para la producción de Litio, sus procesos metalúrgicos asociados de recuperación, y Costo de inversión y costos operativos:
a) Los depósitos de la salmuera de litio se forman lixiviando rocas volcánicas en ambientes favorables a la deposición. Li es extraído de salmueras por un proceso involucrando el bombeo de salmuera, concentración por la evaporación, y la purificación a través de la extracción solvente, la absorción, y el intercambio iónico, con el producto final principalmente en forma de Li2CO3.
b) Los depósitos de roca contienen litio con el silicato de aluminio que en su mayor parte ocurre en pegmatitas ricas en litio (granito es una roca ígnea compuesta de cuarzo, feldespato y mica). El espodumeno es minado a tajo abierto y tratado por gravimetría de modo que el mineral concentrado es de 1-2% Li2O hasta un grado de Li2O de ~ 6 %.
En determinar una esperada respuesta del suministro, se han analizado 60 proyectos de litio, con 19 en etapa adelantada y ofreciendo un potencial para un total de ~ 400kt LCE en suministro nuevo dentro de los siguientes 5 a 6 años, con dos a empezar producción antes del fin de 2016 (la operación Mt Cattlin Minería está actualmente siendo comisionada y el proyecto Mt Marrion propiedad de Jiangxi Ganfeng Lithium, Mineral Resources and Neometals). Han clasificado en categorías las fuentes nuevas modeladas del suministro en las diversas categorías diversas (la Figura 27):
- Comprometido (los dos proyectos anteriormente citados)
- No comprometido (avanzados con terminación de estudios de factibilidad definitivos esperó en los siguientes 6 meses, los obstáculos relativamente mayúsculos son modestos, y el potencial para introducir producción dentro de 3 años, incluyendo Pilgangoora, Altura Pilgangoora, Orocobre Olaroz de Pilbara, y Sal de Vida de la Galaxia), y
- No especificado (las fuentes de abastecimiento nuevas potenciales, la salmuera de litio y roca dura, eso podrían lograr que la producción dentro de 5-6 años, pero los que están en su mayor parte en anteriores etapas de desarrollo, plantean utilizar técnicas no comprobadas de extracción /procesamiento, tener costos de capital relativamente altos o tiempos empleados inciertos para la producción, incluyéndose a Cauchari-Olaroz, Baconora Sonora, Nemaska Whabouchi de Lithium America, y Crítical Element’s Rose). En las figuras 28 a 35, se comparan los atributos cruciales para evaluar el potencial de proyectos en la categoría No Especificada y el marco de orden/tiempo en el cual pueden ser metidos en producción (o sea para Salmueras: La química, grados y los niveles de la impureza como magnesio y boro tienen un impacto en el capital y costos operativos, y tiempo para la producción; Y para roca Dura: El grado, que impacta costos operativos por lograr las especificaciones de concentrado y aceptación entre convertidores, y costos de capital).
Los Pronósticos de Excedente /déficit de Mercado y la Fijación de Precios: Basados en la oferta de mercado modelada (el suministro no comprometido y no especificado y nuevo viene adelante como modelado) y el caso de base exigen proyecciones (estimó CAGR de 14 % para 2025), pronostican exceso de oferta de mercado de 13 % en 2018 (38kt LCE) y 14 % en 2019 (43kt LCE) la Figura 2 y 3. Dicho eso, también pronostican que el mercado se moverá dentro de balance/déficit en el 2021, y en el 2025, estimación indica que un 510kt adicional (por encima de 2015 suministra estimaciones de 176kt LCE) de producción LCE está obligado a encontrar las estimaciones modeladas de demanda. Figura 91 también muestra sus proyecciones de demanda, lo cual asume un incremento de 8% de anual en la demanda sobre sus proyecciones de caso de base. Bajo este panorama, el cual asume que no hay cambios en el suministro, estiman un excedente culminante de mercado de 25kt LCE en 2019, y un déficit de mercado de 7 a 10 años para 2025. Sin embargo, con su investigación indicada allí, al menos 18 proyectos avanzados globalmente representar un ~ 400kt potencial de suministro nuevo que potencialmente pudo estar traído en corriente dentro de 5-6 años, y pretendería en realidad que cualquier déficit puede ser mucho menos severo. Bajo nuestro caso modelado (asume 8 % menos la demanda versus nuestro caso de base), estiman que el mercado se quedaría en el constante exceso de oferta sobre nuestro pronosticado período, con exceso de oferta culminante de 29 % en 2019, y un excedente de 9 % en 2025.
Por consiguiente, basados en su suministro /demanda, se pronosticaron precios de carbonato de litio a levantarse de US$6,000/t en 2015 a US$10,500/t en 2025, con precios de concentrado del espodumeno de US$450/t en 2015 a US$725/t en 2025. Bajo el caso más robusto estudiado, pronostican precios de carbonato de litio a elevarse a US$12,000/t y espodumeno a US$870/t el 2025.
Los gráficos son de estimaciones de Canaccord
Extracción de Espodumeno
Especificaciones de Espodumeno para Comercialización
Li2O, minimo………………………………………………………………………….6.0%
Fe2O3, maximo……………………………………………………………………….0.5%
Problemas de Producción
Los minerales de Pegmatita conteniendo espodumeno siempre contienen varios otros minerales como mica, feldespato, cuarzo, y hierro y otros silicatos que tienen tendencia a concentrarse con el espodumeno. La erosión y la oxidación de la superficie de la roca también le proporcionan la subida a los productos de alteración que interfieren con la flotación.
Combinación de Reactivos
La combinación de reactivos, a ser más efectiva, debería ser trabajado para cada depósito por pruebas del laboratorio y tratamiento de instalación piloto. La siguiente combinación, para un depósito de Carolina del Norte, involucra dos etapas de flotación.
Los minerales de la ganga como mica, feldespato, y el cuarzo son primeros flotados después de la molienda del mineral y deslamado, siendo adicionado para la flotación un colector catiónico en circuito alcalino, y con almidón o dextrina, para deprimir minerales de espodumeno y de hierro. Los minerales de hierro están entonces removidos por flotación en circuito ácido con resinato de sodio como ácido colector y ácido fluorhídrico como un depresor para el espodumeno, el cual es así concentrado en los relaves de flotación.