Spodumen - Spodumene

Spodumen
Spodumene-usa59abg.jpg
Walnut Hill Pegmatite Prospect, Huntington, Hampshire County, Massachusetts, ABD (Boyut: 14,2 x 9,2 x 3,0 cm)
Genel
Kategori inosilikat
Formül
(yinelenen birim)
lityum alüminyum silikat, LiAl(SiO 3 ) 2
kristal sistemi monoklinik
kristal sınıfı Prizmatik (2/m)
(aynı HM sembolü )
Uzay grubu C2/c
Birim hücre a = 9.46  Â , b = 8.39 Â
c = 5.22 Â
β = 110.17°; Z = 4
Kimlik
Renk Çok değişken: beyaz, renksiz, gri, pembe, leylak, menekşe, sarı ve yeşil, iki renkli olabilir; zümrüt yeşili - gizli; leylak - kunzit; sarı - tripan
kristal alışkanlığı prizmatik, genellikle yassı ve uzun, çizgili {100}'e paralel, genellikle masif
Eşleştirme {100} üzerinde ortak
bölünme Mükemmel prizmatik, iki yönlü {110} ∧ {1 1 0} 87°'de
Kırık Düzensiz ila subkonkoidal
dayanıklılık Kırılgan
Mohs ölçeği sertliği 6.5–7
parlaklık Camsı, dekolte üzerinde inci gibi
Meç Beyaz
Spesifik yer çekimi 3.03–3.23
Optik özellikler Çift eksenli (+)
Kırılma indisi n α = 1.648–1.661 n β = 1.655–1.670 n γ = 1.662–1.679
çift ​​kırılma δ = 0,014–0,018
pleokroizm Kunzitte kuvvetli: α-mor, γ-renksiz; gizli: α-yeşil, γ-renksiz
2V açı 54° ila 69°
eriyebilirlik 3.5
çözünürlük çözünmez
Diğer özellikler Tenebrescence , chatoyancy , kunzit genellikle UV altında floresan
Referanslar

Spodumen , lityum alüminyum inosilikat , Li Al ( Si O 3 ) 2'den oluşan bir piroksen mineralidir ve bir lityum kaynağıdır. Renksiz ila sarımsı, morumsu veya leylak kunzit (aşağıya bakınız), sarımsı-yeşil veya zümrüt yeşili secretit , prizmatik kristaller, genellikle büyük boyutlu olarak oluşur. Boyutunda 14.3 m (47 ft) tekli kristalleri raporlandığı Black Hills of South Dakota , Amerika Birleşik Devletleri .

Doğal olarak oluşan düşük sıcaklıklı α-spodumen monoklinik sistemde iken yüksek sıcaklıklı β-spodumen tetragonal sistemde kristalleşir . α-spodümen, 900 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda β-spodümene dönüşür. Kristaller tipik olarak ana eksene paralel olarak yoğun şekilde çizgilidir. Kristal yüzler genellikle kazınır ve üçgen işaretlerle oyulur.

Keşif ve oluşum

Spodumen ilk olarak 1800 yılında Utö , Södermanland , İsveç'teki tip lokalitesinde bir oluşum için tanımlanmıştır . Brezilyalı doğa bilimci Jose Bonifacio de Andrada e Silva tarafından keşfedildi . Adı, endüstride kullanılmak üzere rafine edilmiş malzemenin opak, kül grisi görünümünden dolayı "küllere yanmış" anlamına gelen Yunanca spodumenos'tan (σποδούμενος) türetilmiştir .

Spodumen, lityum açısından zengin granit pegmatit ve aplitlerde oluşur . İlişkili mineraller şunları içerir: kuvars , albit , petalit , ökriptit , lepidolit ve beril .

Şirkete Göre % Küresel Lityum Sert Kaya Kaynakları. Büyük otomobil üreticileri ve lityum pil kimyasal dönüştürücüleri, elektrikli araç (EV) pil hücrelerinin üretiminde önemli bir hammadde olan lityum tedariki için uzun vadeli anlaşmalar yapıyorlar.

Şeffaf malzeme, güçlü pleokroizmleriyle dikkat çeken kunzit ve hideit çeşitleriyle uzun süredir değerli taş olarak kullanılmaktadır . Kaynak lokaliteleri dahil Demokratik Kongo Cumhuriyeti , Afganistan , Avustralya , Brezilya , Madagaskar , Pakistan , Québec içinde Kanada ve Kuzey Carolina , California bölgesindeki ABD .

2018'den beri Demokratik Kongo Cumhuriyeti'nin dünyanın en büyük lityum spodumen sert kaya yatağına sahip olduğu biliniyor. DRC'nin merkezindeki Manono'da bulunan mevduatın toplam kaynağı, 1,5 milyar ton yüksek dereceli düşük safsızlıklı lityum spodumen sert kaya büyüklüğünde olma potansiyeline sahiptir. En büyük iki pegmatit (Carriere de l'Este Pegmatite ve Roche Dure Pegmatite olarak bilinir), Batı Avustralya'daki ünlü Greenbushes Pegmatite'den benzer boyutta veya daha büyüktür. 2023 yılına kadar yakın gelecekte, Demokratik Kongo Cumhuriyeti'nin yüksek dereceli ve düşük kirlilikteki spodümen ile dünyanın önemli bir lityum tedarikçisi olması bekleniyor. 2021'de Avustralyalı bir şirket olan AVZ Minerals, Manono, DRC'de Manono Lityum ve Kalay projesini geliştiriyor; kaynak, Roche Dure'nin çalışmalarına ve sondajına dayalı olarak %1,65 Li2O (Lityum oksit) spodumen sert kayada yüksek dereceli düşük safsızlıklara sahip , yataktaki birkaç pegmatitten biri.

Ekonomik önem

Spodumen, seramik , cep telefonu ve otomotiv pilleri , tıp , Pyroceram ve eritici ajan olarak kullanım için önemli bir lityum kaynağıdır . 2019 itibariyle, lityumun yaklaşık yarısı, esas olarak spodümenden oluşan mineral cevherlerinden elde edilmektedir. Lityum, daha reaktif β-spodümene dönüştürmek için kavrulduktan sonra asit içinde eritilerek spodümenden ekstrakte edilir . Bir lityum kaynağı olarak spodumenin tuzlu su kaynaklarına kıyasla avantajı, daha yüksek ekstraksiyon maliyeti pahasına daha yüksek lityum konsantrasyonudur.

2016 yılında fiyatın önümüzdeki yıllar için 500-600$/ton olacağı tahmin ediliyordu. Ancak, Ocak 2018'de fiyat 800 doların üzerine çıktı ve üretim tüketimden daha fazla artarak fiyatı Eylül 2020'de 400 dolara düşürdü.

Spodumen yoluyla dünya lityum üretimi, 2018'de, öncelikle Batı Avustralya'nın Greenbushes pegmatitinden ve bazı Çin ve Şili kaynaklarından yılda yaklaşık 80.000 metrik ton oldu . Greenbushes, Batı Avustralya'daki Talison madeninin en büyük 2. maden olduğu ve %2.4 Li 2 O ile en yüksek cevher derecesine sahip olduğu bildiriliyor (2012 rakamları).

2020'de Avustralya, spodümen madenciliğini dünyanın önde gelen lityum üreten ülkesi olacak şekilde genişletti (aşağıdaki tabloya bakın).

Spodumenin tuzlu su ile karşılaştırıldığında avantajları şunlardır:

  • lityum hidroksit imalatında tercih edilir (elektrikli araç pillerinin üretiminde kullanılan bir lityum bileşiği)
  • Bir tesis için başlangıç ​​zamanı: Bir cevher işleme tesisi tamamlandığında, günler içinde lityum karbonat üretebilirken, tuzlu suyun açık buharlaştırma tavalarında kullanılabilir konsantrasyonlara buharlaştırılması, buharlaşma oranlarına ve başlangıç ​​konsantrasyonuna bağlı olarak 18 ay ila 3 yıl sürebilir.

Lityum iyon pillerde talep

Sert kaya (spodumen) lityum konsantresi, lityum hidroksit üretimine tuzlu su ile işlenmiş lityumdan daha doğrudan bir rafine etme yolu sunar . Nikel açısından zengin lityum iyon piller için artan eğilim, pil katot hücrelerinin kimyasına girdi olarak lityum hidroksit gerektirir. Nikel açısından zengin piller, pil katot hücreleri, yani NCM 811 katotları, NCM 622, LFP ve NCA için lityum hidroksite ihtiyaç duyar. Lityum hidroksit talebinin, spodümen sert kaya lityum talebiyle birlikte 2025'e kadar 2030'a kadar katlanarak artması bekleniyor. Bir araştırma şirketi olan Canalys, Şubat 2021 raporunda, 2028 yılına kadar küresel yeni elektrikli araç (EV) üretiminin yılda 30 milyondan fazla araç olacağını tahmin ediyor. 2020'de dünya genelinde 3,1 milyon EV satıldı.

Araç üreticisi Tesla , Austin, Teksas'ta , spodümen konsantresi olarak da bilinen %6'lık sert kayayı (SC6) pil hücrelerinde kullanılmak üzere lityum hidroksite dönüştürecek ve Tesla'nın daha iyi kontrol etmesine olanak sağlayacak bir lityum dönüştürme/rafine tesisi inşa ediyor. lityum hidroksitin kalitesi (önemli bir pil katot hammaddesi). Tesla, doğrudan Kuzey Carolina'daki bir lityum madenciliği operasyonu olan Piedmont Lithium'dan lityum spodumen sert kaya için 5 yıllık bir tedarik anlaşması imzaladı .

Benchmark Mineral tarafından yapılan tahmin analizine göre lityum arzının 2023 yılına kadar açıkta kalacağı tahmin edildiğinden, bu eğilim, doğrudan madencilere giderek lityum spodumen konsantre hammaddesinin yukarı akış yönü üzerinde daha fazla kontrol sağlamak için diğer büyük otomobil üreticileri tarafından tekrarlanacak. Intelligence (BMI), Londra'nın fiyat raporlama ajansı ve Lityum-iyon pil ve EV/elektrik depolama endüstrisinde uzman analizi. Bu anlaşma, Piedmont Lithium için beklenen yıllık 160.000 ton üretiminin yaklaşık üçte birini temsil ediyor. 52.800 ton/yıl spodumen konsantresi %6 veya SC6 (8.000 ton lityum hidroksite eşdeğer), bu tedarik 2022 ortalarında/2023 ortalarında başlayacak, bu miktarın Tesla'nın 2023'te Giga Texas'taki pil ihtiyacının yarısından fazlasını karşılaması bekleniyor Elektrikli otomobil üreticisinin Cybertruck'ları için 4680 hücresinin tam üretiminin planlandığı yıl.

Aralık 2020'de ve 2021'in başlarında, bir Avustralya şirketi olan AVZ Minerals ile spodumen konsantresi için üç önemli uzun vadeli alım anlaşması imzalandı, anlaşmalar toplam 540.000 ton/yıl (sert kaya) lityum spodumen konsantresi %6 tedariki için yapıldı. (SC6) veya küresel LCE lityum karbonat eşdeğeri üretiminin %16'sı (2020 küresel LCE üretimi 431.000 ton idi). Üç anlaşma, dünyanın önde gelen pil malzemeleri üreticileri Ganfeng Lithium, Yibin Tianyi Lithium Co./ Contemporary Amperex Technology (CATL) ve Shenzhen ile yapıldı.

Değerli taş çeşitleri

hiddenit

Hiddenite , ilk olarak Alexander County, Kuzey Karolina , ABD'den bildirilen soluk, zümrüt yeşili bir mücevher çeşididir . William Earl Hidden (16 Şubat 1853 - 12 Haziran 1918), maden mühendisi, maden toplayıcı ve maden satıcısı onuruna seçildi.

Bu zümrüt yeşili spodümen çeşidi, zümrütlerde olduğu gibi kromla renklendirilir. Tüm yeşil spodümenler, daha açık bir renge sahip olma eğiliminde olan ve bu nedenle gerçek gizli olmayan krom ile renklendirilmez.

Kunzit

Künzit mor renkli bir değerli taştır , rengi minörden eser miktarda manganezden gelen çeşitli spodümendir . Değerli taşlar için kullanılan bazı (hepsi değil) kunzit, rengini geliştirmek için ısıtılmıştır. Ayrıca rengi geliştirmek için sıklıkla ışınlanır . Güneş ışığına maruz kalmak rengini soldurur.

Kunzit, 1902'de keşfedildi ve adını , Tiffany & Co'nun o zamanki baş kuyumcusu ve tanınmış bir mineralog olan George Frederick Kunz'dan aldı. Bu bulunmuştur Brezilya , ABD, Kanada , BDT , Meksika , İsveç , Batı Avustralya , Afganistan ve Pakistan .

Mücevheratta kullanılan dikkate değer bir kunzit örneği, Birgitte,_Duchess_of_Gloucester tarafından giyilen Rus Palmette taç ve kolyesidir .

tripan

Triphane , sarımsı spodümen çeşitleri için kullanılan isimdir.

Ayrıca bakınız

Notlar

Referanslar

  • Kunz, George Frederick (1892). Kuzey Amerika'nın Mücevherleri ve Değerli Taşları . New York: Bilimsel Yayıncılık Şirketi.
  • Palache, C., Davidson, SC ve Goranson, EA (1930). "Alexander County, N. Carolina'daki Hiddenite mevduatı". Amerikan Mineralog Vol. 15 Sayı 8 s. 280
  • Webster, R. (2000). Taşlar: Kaynakları, Tanımları ve Tanımlamaları (5. baskı), s. 186–190. Büyük Britanya: Butterworth-Heinemann.
  • Quebec lityum anahtar oyuncular Arşivlenmiş de 2013/01/30 archive.today , “Daily News”, Kuzey Miner . 11 Ağustos 2010.

Dış bağlantılar