Jiří Botula. Možnosti získávání Li z nerostných surovin a odpadů na území ČR

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Jiří Botula. Možnosti získávání Li z nerostných surovin a odpadů na území ČR"

Kristýna Slavíková
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Možnosti získávání Li z nerostných surovin a odpadů na území ČR Jiří Botula Oddělení úpravy nerostných surovin Institut hornického inženýrství a bezpečnosti Hornicko-geologická fakulta VŠB-TU Ostrava

2 Možnosti získávání Li z nerostných surovin a odpadů na území ČR Osnova přednášky 1. Lithium a jeho použití 2. Výskyt lithia ve světě a na území ČR 3. Technologické možnosti získání koncentrátů Li 4. Závěr 5. Seznam použité a související literatury

Lithium a jeho použití sekundární elektrochemické články (Li ion a Li-polymerové baterie) kladná elektroda (anoda) - směs oxidu lithia s dalším kovem (Co) záporná elektroda (katoda)- uhlík se směsí

3 Lithium a jeho použití sekundární elektrochemické články (Li ion a Li-polymerové baterie) kladná elektroda (anoda) - směs oxidu lithia s dalším kovem (Co) záporná elektroda (katoda)- uhlík se směsí dalších chemikálií elektrolyt - lithiová sůl v organickém rozpouštědle (směs esterů) sklářský a keramický průmysl Li 2 CO 3 - snižování bodu tání, úpravě viskozity a zlepšení odolnosti k tepelným změnám Li 2 CO 3 + Li 2 O - transparentní glazury metalurgie (lehké slitiny, pájky, výroba Al) organická chemie (katalyzátor při výrobě polymerních hmot) farmeceutický průmysl antidepresiva jaderná technika vodíková puma...

Výskyt lithia Minerální vody (solanky) a mořská voda kontinentální solanky vznikají zvětráváním hornin s obsahem lithia, vytvářením roztoků ze srážkových vod a transportem do uzavřených struktur s

4 Výskyt lithia Minerální vody (solanky) a mořská voda kontinentální solanky vznikají zvětráváním hornin s obsahem lithia, vytvářením roztoků ze srážkových vod a transportem do uzavřených struktur s porézními vrstvami hornin nebo do struktur s větší mírou odparu vod než jejich přítokem - solanky ropných polí a geotermální solanky mají menší význam, jsou spíše objektem zkoumání pro průmyslové využití mořská voda

Výskyt lithia Minerály s obsahem lithia 145 minerálů, obsahujících lithium jako hlavní komponentu 20 minerálů s obsahem větším než 2% Li minerál vzorec teor.obsah Li hustota [%] [kg.

5 Výskyt lithia Minerály s obsahem lithia 145 minerálů, obsahujících lithium jako hlavní komponentu 20 minerálů s obsahem větším než 2% Li minerál vzorec teor.obsah Li hustota [%] [kg.m -3 ] lepidolit KLi 1.5 Al 1.5 (SiAlO 10 )(F,OH) 2 5,9 2,85 spodumen LiAl(Si 2 O 6 ) 8,1 3,20 amblygonit LiAl(PO 4 )(F,OH) 10,1 3,10 petalit (Li,Na)(AlSi 4 O 10 ) 4,9 2,43 cinvaldit KLiFeAl(Si 3 AlO 10 )(F,OH) 1.6 3,10

6 Výskyt lithia

7 Světová těžba Li [t] ( stát rezervy Argentina Austrálie Brazílie Chile Čína Portugalsko Zimbabwe svět celkem odhadované náklady na výrobu 1t Li 2 CO 3 produkce z rud: USD/t produkce ze solanek Jižní Amerika USD/t Čína 3100 USD/t

8 Výskyt lithia na území ČR Krušnohorská oblast Cínovec celkové evidované zásoby(tis.t): W-23,1; Sn-123,8; Li -151,8 Cínovec - jih Cínovec - východ Cínovec - starý závod Cínovec - sever (netěžen) Cínovec odkaliště Krásno - Horní Slavkov celkové evidované zásoby (tis.t): W-9,1; Sn-72,0; Li-43,3 Krásno Horní Slavkov Horní Slavkov odkaliště

9 Výskyt lithia na území ČR Karlovarská oblast ložiska kaolinitických surovin Nezanedbatelné obsahy Li, Rb a Cs byly zjištěny ve slídových minerálech, přítomných na některých ložiscích kaolinitických surovin. Jde o povrchová i hlubinná ložiska keramických a papírenských kaolínů a samozřejmě o odpadní suroviny, vznikající báňsko-technickou činností na těžebních lokalitách. Lithium a ostatní prvky jsou zde vázány na přechodné typy slídových minerálů (od světlých po tmavé) a jejich obsahy dosahují obdobných hodnot jako u slíd z oblasti Cínovce a Krásna (se zvýšeným podílem Rb na úkor Cs). Úspěšné získání těchto slídových podílů by bylo vhodným doplňkem při výrobě plaveného kaolínu

10 Výskyt lithia na území ČR Odkaliště Cínovec odpadní materiál po gravitační úpravě Sn-W rud ložisek Cínovec-starý závod a Cínovec-jih je vyhodnoceno pouze jako ložisko Li, obsahuje také významné množství Rb a méně Cs plocha odkaliště m 2, objem uloženého materiálu m 3 střední obsahy sledovaných kovů 0,267% Li; 0,196% Rb; 0,0051% Cs vrtný průzkum orientační výpočet zásob 2934 t Li; 2154 t Rb; 56 t Cs

11 Výskyt lithia na území ČR minerál zastoupení [%] chlorit plagioklas-albit křemen cinvaldit topaz Mineralogické složení odpadu na odkališti Cínovec

12 Výskyt lithia na území ČR vrt Li [%] Rb [%] Cs [%] vrtný průzkum Průměr Odchylka odkaliště 2006

13 Výskyt lithia na území ČR Odkaliště Horní Slavkov tři původně samostatná odkaliště, na kterých byl ukládán odpad z gravitační úpravny Sn-W rud na závodě Stannum odkaliště 1 (plocha m 2, celkový uložený objem materiálu m 3 ) uzavřeno v r odkaliště 2 a 3 (plocha m 2, objem uloženého materiálu m 3 ) byla vyřazena z činnosti v r a 1991 obsahy kovů 0,08% Li; 0,03% Rb; 0,003% Cs Obsahy Li, Rb a Cs v odkališti Horní Slavkov-Krásno (Dokumentace záměru Stanovení dobývací prostoru Horní Slavkov ; Obsah užitkové složky [%] Li Rb Cs minimum 0,077 0,049 0,007 maximum 0,186 0,112 0,017 střední hodnota 0,126 0,072 0,01

14 Výskyt lithia na území ČR minerál zastoupení [%] Horní Slavkov 1 chlorit plagioklas-albit křemen cinvaldit topaz Horní Slavkov 2 minerál zastoupení [%] chlorit plagioklas-albit křemen cinvaldit topaz minerál Zastoupení [%] chlorit plagioklas-albit křemen cinvaldit topaz Horní Slavkov 3

15 Technologické možnosti získání koncentrátů Li Gravitační metody - v případě minerálů Li jde obvykle o oddělení těžké frakce (těžkých minerálů) od frakce silikátové s obsahem minerálů Li. Tyto metody byly v minulosti používány například na úpravně závodu Cínovec při zpracování Sn-W rud. Odpad z těchto procesů byl pak ukládán na odkaliště, kde došlo k nakoncentrování Li-slíd.

16 Technologické možnosti získání koncentrátů Li Flotační metody jsou v případě silikátů složité a komplikované jsou však běžně používány pro získávání spodumenových koncentrátů Magnetické rozdružování - je použitelné pouze pro minerály s fero- nebo paramagnetickými vlastnostmi. V případě minerálů Li je jediným zástupcem paramagnetických minerálů cinvaldit

17 Technologické možnosti získání koncentrátů Li Ověření možností separace cinvalditu z odpadů po těžbě Sn-W rud magnetické rozdružování ( za sucha i za mokra) cinvaldit přechází do magnetického produktu v poměrně širokém rozmezí magnetické indukce 0,3 0,7 T a vykazuje poměrně silné magnetické vlastnosti koncentrát o obsahu 1,1-1,2 Li flotace je komplikovaná, provádí se při nízkém ph do koncentrátu přechází kromě cinvalditu i ostatní slídy dosahuje obdobných výsledků jako magnetická separace

18 Technologické možnosti získání koncentrátů Li Minerál Obsah [%] Muskovit ± Křemen ± 6.60 Cinvaldit ± Mineralogické složení koncentrátu po flotaci Minerál Obsah [%] Muskovit ± 5.40 Křemen ± 3.60 Cinvaldit ± 5.40 Mineralogické složení magnetického produktu

19 Technologické možnosti získání koncentrátů Li

20 Gravitační úpravna na závodě Cínovec, vybudovaná v létech , byla zpočátku určena k rozdružování hrubozrnných Sn-W rudnin z vlastního ložiska Drcená (mletá) rudnina žilného ložiska zpracovávala dynamickou gravitační úpravou na sazečkách a splavech, produktem úpravy byl kolektivní Sn-W koncentrát. Ten se po domletí magneticky dělil na magnetický produkt, W- koncentrát a nemagnetický produkt, Sn-koncentrát. Po dotěžení těchto partií byla úpravna rekonstruována na úpravnu jemnozrnných rudnin z lokality Cínovec - jih a zároveň předurčena k ověřování technologie budoucí nové úpravny s projektovanou roční kapacitou 1 milion tun. Jemnozrnná rudnina greisenového typu se předupravovala na kuželovém separátoru, rozdružovala gravitačně na splavech a nakonec magneticky separovala na selektivní koncentráty. Průměrná roční kapacita úpravny na počátku její činnosti byla kt. V roce 1989 bylo připraveno zvýšení výkonu úpravny na 125 kt ročně Těžená rudnina obsahovala na počátku 0,38 % Sn a 0,28 % W, při dotěžování ložiska poklesla vstupní kovnatost na 0,17 % Sn a 0,15 W. V letech byl na úpravně získáván flotační technologií lithiový (cinvalditový) koncentrát z odpadů po klasické úpravě Sn-W rudniny. V letech se na úpravně přepracovával Sn-W koncentrát, importovaný z Mongolska.

21 Výsledky chemických analýz vyráběných koncentrátů za posledních 15 let provozu úpravny. Prvek Sn - koncentrát Obsah [%] W - koncentrát Sn W Nb Ta Sc In S As Cu Pb Obsah [ %] Prvek Snkoncentrát W- koncentrát Bi Ag Y X Li Zn Zr Fe Ti Yb - 0.0X

22 GREENBUSHES (Austrálie) vstupní surovina 50% spodumenu (4% Li 2 O) velmi vysoká kvalita 2 druhy spodumenových koncentrátů koncentrát technické čistoty TGP (TGP 7.5) min. 7,5% Li 2 O max. 0,1% Fe 2 O 3 koncentrát chemické čistoty (pro hydrometalurgické zpracování) CGP 6.0 min.6,0% Li 2 O max. 0,8% Fe 2 O 3

23 GREENBUSHES (Austrálie)

24 GREENBUSHES (Austrálie)

25 GREENBUSHES (Austrálie)

26 Děkuji za pozornost

Podobné dokumenty

Potenciální zdroje lithia v ČR

Potenciální zdroje lithia v ČR Jaromír Starý Cínovec odkaliště 1 Lithium základní informace Lithium (Li): atomové číslo 3, relativní atomová hmotnost 6,941 je stříbrolesklý, velice reaktivní, vodivý elektropozitivní kov. Je měkký (0,6)