Spodumen - Spodumene

Spodumen
Spodumene-us59abg.jpg
Walnut Hill Pegmatite Prospect, Huntington, Hampshire County, Massachusetts, USA (Wymiary: 14,2 x 9,2 x 3,0 cm)
Ogólny
Kategoria Inokrzemian
Formuła
(jednostka powtarzalna)
litowo aluminium krzemian LiAl (SiC 3 ) 2
Kryształowy system Jednoskośny
Klasa kryształu Pryzmatyczny (2/m)
(ten sam symbol HM )
Grupa kosmiczna C2/c
Komórka elementarna a = 9,46  A , b = 8,39 A
c = 5,22 A
p = 110,17°; Z = 4
Identyfikacja
Kolor Bardzo zmienne: białe, bezbarwne, szare, różowe, liliowe, fioletowe, żółte i zielone, mogą być dwukolorowe; szmaragdowo zielony - ukryty; liliowy – kunzyt; żółty - trifan
Kryształowy zwyczaj pryzmatyczny, na ogół spłaszczony i wydłużony, prążkowany równolegle do {100}, zwykle masywny
Bliźniacze Często na {100}
Łupliwość Idealny pryzmatyczny, dwa kierunki {110} ∧ {1 1 0} przy 87°
Pęknięcie Nierówny do podkonchoidalny
Wytrwałość Kruchy
Twardość skali Mohsa 6,5–7
Połysk Ciało szkliste, perłowe na dekolcie
Pasemko biały
Środek ciężkości 3,03–3,23
Właściwości optyczne Dwuosiowy (+)
Współczynnik załamania światła n α = 1,648–1,661 n β = 1,655–1,670 n γ = 1,662–1,679
Dwójłomność δ = 0,014–0,018
Pleochroizm Silny w kunzycie: α-fioletowy, γ-bezbarwny; ukryty: α-zielony, γ-bezbarwny
Kąt 2V 54 ° do 69 °
Topliwość 3,5
Rozpuszczalność nierozpuszczalny
Inne cechy Tenebrescence , gadatliwość , kunzyt często fluorescencyjny w UV
Bibliografia

Spodumen jest minerałem piroksenowym składającym się z inkrzemianu litowo- glinowego , Li Al ( Si O 3 ) 2 i jest źródłem litu. Występuje jako bezbarwny do żółtawego, fioletowego lub liliowego kunzytu (patrz niżej), żółtawo-zielony lub szmaragdowozielony ukryty , pryzmatyczne kryształy, często o dużych rozmiarach. Pojedyncze kryształy o wielkości 14,3 m (47 stóp) pochodzą z Black Hills w Południowej Dakocie w Stanach Zjednoczonych .

Naturalnie występująca niskotemperaturowa forma α-spodumenu znajduje się w układzie jednoskośnym , natomiast wysokotemperaturowy β-spodumen krystalizuje w układzie tetragonalnym . α-spodumen przekształca się w β-spodumen w temperaturach powyżej 900 °C. Kryształy są zazwyczaj silnie prążkowane równolegle do osi głównej. Kryształowe twarze są często wytrawione i podziurawione trójkątnymi oznaczeniami.

Odkrycie i występowanie

Spodumen został po raz pierwszy opisany w 1800 r. dla występowania w typowej lokalizacji w Utö , Södermanland , Szwecja . Został odkryty przez brazylijskiego przyrodnika Jose Bonifacio de Andrada e Silva . Nazwa pochodzi od greckiego spodumenos (σποδούμενος), co oznacza „spalony na popiół”, ze względu na nieprzejrzysty, popielaty wygląd materiału uszlachetnianego do użytku w przemyśle.

Spodumen występuje w bogatych w lit granitowych pegmatytach i aplitach . Powiązane minerały to: kwarc , albit , petalit , eukryptyt , lepidolit i beryl .

% Globalne zasoby litowo-twardej skały według firmy. Główni producenci samochodów i konwertery chemiczne akumulatorów litowych zapewniają długoterminowe umowy na dostawę litu, kluczowego surowca do produkcji ogniw akumulatorów do pojazdów elektrycznych (EV)

Przezroczysty materiał był od dawna używany jako kamień szlachetny z odmianami kunzytu i hiddenytu, znanymi z silnego pleochroizmu . Miejscowości źródłowe obejmują Demokratycznej Republice Kongo , Afganistan , Australia , Brazylia , Madagaskar , Pakistan , Québec w Kanadzie i Karolina Północna , Kalifornia w Stanach Zjednoczonych .

Od 2018 roku w Demokratycznej Republice Konga znane jest największe na świecie złoże litu spodumenu twardego. Całkowite zasoby złoża znajdującego się w Manono w środkowej DRK mogą mieć wielkość 1,5 miliarda ton wysokogatunkowej, niskiej zawartości zanieczyszczeń litowej skały spodumene. Dwa największe pegmatyty (znane jako Carriere de l'Este Pegmatite i Roche Dure Pegmatite) są podobnej wielkości lub większe niż słynny pegmatyt Greenbushes w Australii Zachodniej. Oczekuje się, że w niedalekiej przyszłości, do 2023 roku, Demokratyczna Republika Konga stanie się znaczącym dostawcą litu na świat, z jego wysokiej jakości i niskimi zanieczyszczeniami spodumene. W 2021 r. AVZ Minerals, australijska firma, rozwija projekt Manono Lithium and Tin w Manono, DRK, surowiec ma niskie zanieczyszczenia o wysokiej jakości przy 1,65% Li2O (tlenek litu) w twardej skale spodumene w oparciu o badania i wiercenie Roche Dure , jeden z kilku pegmatytów w złożu.

Znaczenie gospodarcze

Spodumen jest ważnym źródłem litu do użytku w ceramice , telefon komórkowy i samochodowych baterii , medycyny , Pyroceram i jako topnik. Od 2019 r. około połowa litu jest wydobywana z rud mineralnych, które składają się głównie z spodumenu. Lit jest ekstrahowany z spodumenu przez stapianie w kwasie po prażeniu w celu przekształcenia go w bardziej reaktywny β-spodumen. Zaletą spodumenu jako źródła litu w porównaniu ze źródłami solanki jest wyższe stężenie litu, kosztem wyższych kosztów ekstrakcji.

W 2016 r. przewidywano, że cena wyniesie 500-600 USD za tonę w nadchodzących latach. Jednak cena wzrosła powyżej 800 USD w styczniu 2018 r., a produkcja wzrosła bardziej niż konsumpcja, obniżając cenę do 400 USD we wrześniu 2020 r.

Światowa produkcja litu poprzez spodumen wynosiła około 80 000 ton metrycznych rocznie w 2018 roku, głównie z pegmatytu Greenbushes w Australii Zachodniej oraz z niektórych źródeł chińskich i chilijskich . Kopalnia Talison w Greenbushes w Australii Zachodniej jest drugą co do wielkości i ma najwyższą zawartość rudy na poziomie 2,4% Li 2 O (dane z 2012 r.).

W 2020 r. Australia rozszerzyła wydobycie spodumenu, aby stać się wiodącym krajem produkującym lit na świecie (patrz tabela poniżej).

Zalety spodumenu w porównaniu do solanki to:

  • preferowany w produkcji wodorotlenku litu (związek litu stosowany w produkcji akumulatorów pojazdów elektrycznych)
  • czas powstania zakładu: po ukończeniu zakładu przeróbki rudy może on produkować węglan litu w ciągu kilku dni, podczas gdy odparowanie solanki do stężenia użytkowego w otwartych wyparnikach może trwać od 18 miesięcy do 3 lat, w zależności od szybkości parowania i początkowego stężenia.

Popyt na akumulatory litowo-jonowe

Koncentrat litu z twardej skały (spodumen) oferuje bardziej bezpośrednią drogę rafinacji do produkcji wodorotlenku litu niż lit przetwarzany w solance. Rosnący trend w zakresie akumulatorów litowo-jonowych bogatych w nikiel wymaga wodorotlenku litu jako wkładu chemicznego ogniw katodowych akumulatora. Akumulatory bogate w nikiel wymagają wodorotlenku litu do ogniw katodowych akumulatorów, a mianowicie katod NCM 811, NCM 622, LFP i NCA. Oczekuje się, że popyt na wodorotlenek litu wzrośnie wykładniczo do 2025 do 2030 roku, wraz z zapotrzebowaniem na lit spodumenowy. W raporcie z lutego 2021 r. Canalys, firma badawcza, prognozuje, że do 2028 r. globalna produkcja nowych pojazdów elektrycznych (EV) będzie wynosić ponad 30 milionów pojazdów rocznie. W 2020 roku na całym świecie sprzedano 3,1 miliona pojazdów elektrycznych.

Producent pojazdów Tesla buduje zakład konwersji/rafinacji litu w Austin w Teksasie , w którym 6% twarda skała spodumenu, znana również jako 6% koncentrat spodumenu (SC6), zostanie przekształcona w wodorotlenek litu do wykorzystania w ogniwach akumulatorowych, co pozwoli Tesli na lepszą kontrolę jakość wodorotlenku litu (kluczowego surowca katodowego baterii). Tesla podpisała 5-letnią umowę na dostawę litu spodumenu z twardej skały bezpośrednio z kopalni lituPiedmont Lithium – w Północnej Karolinie.

Tendencja ta prawdopodobnie zostanie powtórzona przez innych głównych producentów samochodów, aby zapewnić większą kontrolę nad dostawami koncentratu spodumenu litu bezpośrednio do górników, ponieważ przewiduje się, że podaż litu będzie deficytowa do 2023 r., zgodnie z analizą prognoz Benchmark Mineral. Intelligence (BMI), londyńska agencja raportowania cen i ekspertyzy w zakresie akumulatorów litowo-jonowych i branży magazynowania energii elektrycznej/elektrycznej. Transakcja ta stanowi około jednej trzeciej oczekiwanej 160 000 ton rocznej produkcji litu Piemont. 52 800 ton/rok koncentratu spodumenu 6% lub SC6 (odpowiednik 8000 ton wodorotlenku litu), ta dostawa ma się rozpocząć w połowie 2022 r./połowa 2023 r., ta ilość ma zaspokoić ponad połowę potrzeb baterii Tesli w Giga Texas w 2023 r. , w którym planowana jest pełna produkcja 4680 ogniw tego producenta samochodów elektrycznych do jego Cybertruck .

W grudniu 2020 r. i na początku 2021 r. podpisano trzy znaczące długoterminowe umowy na dostawę koncentratu spodumenu z AVZ Minerals, australijską firmą. Umowy obejmują łącznie 540 000 ton/rok dostaw (twardej skały) koncentratu spodumenu litu 6% (SC6) lub 16% światowej produkcji ekwiwalentu węglanu litu LCE (światowa produkcja LCE w 2020 r. wyniosła 431 000 ton). Trzy umowy zostały zawarte z wiodącymi światowymi producentami materiałów akumulatorowych Ganfeng Lithium, Yibin Tianyi Lithium Co./Contemporary Amperex Technology (CATL) oraz Shenzhen.

Odmiany kamieni szlachetnych

Ukryty

Hiddenite to blada, szmaragdowozielona odmiana klejnotów po raz pierwszy zgłoszona w hrabstwie Alexander w Karolinie Północnej w USA. Został nazwany na cześć Williama Earla Hiddena (16 lutego 1853 - 12 czerwca 1918), inżyniera górnictwa, kolekcjonera minerałów i handlarza minerałami.

Ta szmaragdowozielona odmiana spodumenu jest zabarwiona chromem, podobnie jak szmaragdy. Nie wszystkie zielone spodumeny są zabarwione chromem, który ma jaśniejszy kolor i dlatego nie jest prawdziwym ukrytym.

Kunzyt

Kunzite jest purpurowym kamieniem szlachetnym , odmianą spodumenu o kolorze od niewielkich do śladowych ilości manganu . Niektóre (ale nie wszystkie) kunzyty używane do kamieni szlachetnych zostały podgrzane, aby wzmocnić ich kolor. Jest również często napromieniany w celu wzmocnienia koloru. Wystawienie na działanie promieni słonecznych wyblaknie jego kolor.

Kunzite został odkryty w 1902 roku i został nazwany na cześć George'a Fredericka Kunza , ówczesnego głównego jubilera Tiffany & Co i znanego mineraloga. Stwierdzono w Brazylii , USA, Kanadzie , WNP , Meksyku , Szwecji , Australii Zachodniej , Afganistanie i Pakistanie .

Jednym godnym uwagi przykładem kunzytu używanego w biżuterii jest rosyjska tiara i naszyjnik Palmette noszony przez Birgitte, Duchess of Gloucester .

Tryfan

Triphane to nazwa używana dla żółtawych odmian spodumenu.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

  • Kunz, Jerzy Fryderyk (1892). Klejnoty i kamienie szlachetne Ameryki Północnej . Nowy Jork: The Scientific Publishing Company.
  • Palache, C., Davidson, SC, i Goranson, EA (1930). „Depozyt Hiddenite w hrabstwie Alexander, N. Carolina”. Amerykański mineralog tom. 15 nr 8 s. 280
  • Webster, R. (2000). Klejnoty: ich źródła, opisy i identyfikacja (wyd. 5), s. 186-190. Wielka Brytania: Butterworth-Heinemann.
  • Kluczowi gracze litu Quebec Zarchiwizowane 2013-01-30 na archive.today , „Daily News”, The Northern Miner . 11 sierpnia 2010 r.

Zewnętrzne linki