En los últimos años, los minerales para baterías se han convertido en un gran negocio en el mundo , especialmente en el Congo, Rusia, Australia, Estados Unidos, Brasil y otros países. Esto se debe a que estos "minerales verdes" son muy importantes para las baterías de iones de litio utilizadas en los vehículos eléctricos (EV).
"Ahora los consumidores están muy preocupados por las nuevas soluciones tecnológicas para minerales de baterías como el mineral de litio, el mineral de cobalto y el grafito, por lo que la industria minera debe responder rápidamente a esta creciente demanda", dijo Alan, ingeniero de minas de Ftmmachinery.
Lee este blog y podrás saber:
¿Cuáles son los minerales de la batería?
Los minerales de batería son minerales que se utilizan para producir baterías recargables para vehículos eléctricos (EV) y almacenamiento de energía renovable.
Dependiendo de los componentes de la batería, los minerales de la batería pueden incluir mineral de litio, níquel, cobalto, grafito, manganeso, aluminio, estaño, tantalio, vanadio, magnesio y minerales de tierras raras.
Sin embargo, el término "minerales de batería" suele referirse de manera más concisa al litio, cobalto, níquel, manganeso y grafito. "Metal de batería" también es un término de uso común, pero no incluye el grafito mineral no metálico. Este artículo se centrará en estos cinco minerales críticos para las baterías.
Mercado de minerales para baterías en auge
A medida que la transición a la energía limpia cobra impulso, los vehículos eléctricos (por ejemplo, Tesla) se vuelven cada vez más populares. Más de 10 millones de vehículos eléctricos circulan por las carreteras. Estas baterías (baterías para vehículos eléctricos) dependen de los minerales clave que ayudan a alimentarlas , lo que ha promovido el vigoroso desarrollo del mercado de minerales para baterías.
Las estadísticas muestran que para 2028, la demanda de níquel, cobalto, litio y grafito para la producción de baterías crecerá entre 2,5 y 12,4. El mercado mundial de metales para baterías se valoró en 25.660 millones de dólares, con una tasa compuesta anual del 8,5% durante el período previsto (2022-2028).
A continuación se muestran la producción y el precio de los minerales para baterías en todo el mundo en 2022:| Minerales de la batería | productores | Producción global en 2022 | Precio (puede variar) |
| Litio | Australia, Zimbabwe, países latinoamericanos | 1,3 millones de toneladas | carbonato de litio: 17.000 dólares / tonelada |
| Cobalto | Congo, Cuba, Rusia, Filipinas, Australia | 190.000 toneladas | 33.000 dólares / tonelada |
| Níquel | Indonesia, Filipinas, Sudáfrica, Rusia, Australia, Canadá | 3,3 millones de toneladas | 18.000 dólares / tonelada |
| Manganeso | Sudáfrica, Australia, Gabón, Brasil, Nigeria | 20 millones de toneladas | 7,16 dólares / tonelada |
| Grafito | China, Mozambique, Brasil, Rusia, Canadá, India, Corea | 1,3 millones de toneladas | Escamas de grafito natural: 1.600 dólares por tonelada |
Minería y procesamiento de minerales para baterías.
Manteniendo la fe en "Reducir, Reutilizar y Reciclar", Ftmmachinery se compromete a procesar minerales de baterías a partir de depósitos económicamente viables y refinarlos desde su forma cruda hasta convertirlos en productos de alta calidad.
1. Extracción y procesamiento de litio
El litio es la primera opción para la producción de baterías de iones de litio (especialmente de cátodo ), por ser el metal más ligero y un excelente conductor de electricidad y calor.
En 2022, la producción mundial de litio fue de 130.000 toneladas métricas. Australia es la mayor fuente de litio del mundo. El litio genera ahora más del 30% de los ingresos del mercado mundial de metales para baterías. Entonces, ¿cómo conseguir litio?
El litio se extrae de dos fuentes: la producción a partir de salmueras y la producción de litio en roca dura.
La producción a partir de salmueras es más económica y los mayores depósitos se encuentran en América y China. Chile, Argentina, Bolivia y otros países latinoamericanos son sus productores. Este método consiste en bombear salmuera rica en litio a la superficie, luego se evaporará y se concentrará en la piscina de evaporación solar.
Los minerales de litio de roca dura (pegmatitas de granito con espodumena) son más difíciles de procesar, especialmente en el beneficio. Australia, Canadá, Zimbabwe y Portugal son sus productores.
A continuación se muestra una planta de procesamiento de mineral de litio para baterías en Australia (que utiliza mineral de litio de roca dura):-
Aplastante:Después de la extracción, el mineral de litio en bruto se tritura a través de una trituradora de mandíbulas y una trituradora de cono para una trituración de dos etapas.
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Poner en pantalla:Luego use una criba vibratoria para tamizar. El mineral de litio calificado ingresa al siguiente proceso de molienda.
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Molienda/fresado:El mineral se muele en húmedo mediante un molino de bolas hasta obtener un tamaño de partícula de 0,15 mm.
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Flotación y separación magnética:Después de la molienda, el polvo de mineral de litio ingresa primero a un separador de flotación para eliminar purezas como cuarzo, feldespato y mica. Luego ingresa a un separador magnético para eliminar las purezas de hierro y se obtiene el concentrado de litio.
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Calcinación:El concentrado se calcina en un horno rotatorio a 1050-1100°C.
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Tratamiento químico:Finalmente, se realiza el tratamiento químico del concentrado de litio para producir carbonato de litio o hidróxido de litio necesarios para las baterías.
2. Minería y procesamiento de cobalto
El cobalto es el material catódico más utilizado en las baterías de iones de litio.
El cobalto es un subproducto de la minería del níquel y el cobre, lo que dificulta su obtención.
Además, el Congo, el mayor productor de cobalto, siempre utiliza mano de obra infantil, lo que encarece su precio, 33.000 dólares la tonelada, más del doble del precio del níquel.
En 2022, la producción mundial de cobalto fue de 190.000 toneladas métricas. El Congo representó el 70%, seguido de Cuba, Rusia, Filipinas y Australia.
La extracción de cobalto en el Congo proviene de los depósitos sedimentarios de cobre en capas en Kinshasa. El procesamiento de mineral de cobalto en el Congo es el siguiente:
- Aplastante:
Utilice una trituradora de mandíbulas y una trituradora de cono para triturar.
- Molienda/fresado:
El mineral de cobre y cobalto se muele en un molino de bolas .
- Separación por flotación:
Este proceso se realiza en una máquina de flotación . Primero, use la flotación de sulfuro para obtener los concentrados de sulfuro de cobre y cobalto y luego use la flotación de óxido para obtener los concentrados de óxido de cobre y cobalto.
- Separación magnética:
Utilice un separador magnético húmedo para eliminar los minerales magnéticos y finalmente obtenga el concentrado de cobre y cobalto.
- Preparación de cobalto apto para baterías:
El Co(OH) 2 y el CoCO3 se producen mediante los métodos de precipitación en fase líquida, calor con agua, control de la cristalización o disolvente térmico. Conozca la preparación de cobalto apto para baterías .
3. Extracción y procesamiento de níquel
El níquel es un metal de color blanco plateado. Se utiliza en la producción de cátodos para baterías debido a su alta densidad de energía y capacidad de almacenamiento.
El aumento del níquel tiene otra gran ventaja para los fabricantes de baterías: permite reducir la cantidad de cobalto utilizado en la batería.
Los minerales de níquel adecuados para uso en baterías se presentan en dos tipos de minerales de níquel:- Clase I (sulfuros de níquel) : depósitos de mayor ley, pero más raros, que representan el 37,5% de la producción actual. El mineral principal es el níquel-pirita.
- Clase II (Lateritas de Níquel) : Reservas ricas y de baja ley, que representan el 62,4% de la producción actual. Los principales minerales son el mineral saprolítico y el mineral limonítico. Su minería es cada vez más importante.
Actualmente, el níquel utilizado para las baterías tiene que ser de Clase I, pero la mitad de la producción mundial de níquel es de Clase II. Indonesia es el segundo mayor productor de níquel Clase 2 (99% de pureza). Filipinas, Sudáfrica, Rusia, Australia y Canadá también son productores de níquel. En 2022, la producción mundial de níquel será de 3.300.000 toneladas métricas.
Para producir níquel apto para baterías, el procesamiento del sulfuro de níquel consiste en trituración, cribado, molienda, separación por flotación y reciclaje de relaves. Sin embargo, la mina se agota rápidamente.
Debido a las abundantes reservas de laterita de níquel, los fabricantes de baterías comienzan a centrarse en la extracción de laterita de níquel. La siguiente es una planta procesadora de lateritas de níquel en Filipinas :
- Lavado:
Lave el mineral de níquel en bruto con una arandela en espiral .
- Aplastante:
Utilice una trituradora de mandíbulas y una trituradora de cono para triturar.
- Molienda/fresado:
Después de la trituración, el mineral se muele hasta obtener una malla -100 en un molino de bolas .
- Separación magnética:
Utilice un separador magnético húmedo para separar la pirrotita. Luego de ese proceso, la pirrotita con malla -100 no cumple con los requisitos de separación por flotación de espuma. Entonces, se reduce a malla -200 en un molino de bolas y luego se tamiza con una criba vibratoria.
- Separación por flotación:
Utilice un separador de flotación para separar y obtener un 3% de concentrado de níquel y un 31% de concentrado de cobre. Luego se recupera el níquel en los relaves y finalmente se produce un total de 12% de concentrado de níquel.
- El secado:
El concentrado se envía a un secador de tambor rotatorio .
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Horno rotatorio-Restauración de horno eléctrico:Después del secado, el mineral de níquel ingresa a un horno rotatorio a 770 ° C y luego ingresa a un horno eléctrico para reducirlo y fundirlo aún más.
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Enfriamiento:El material se enfría directamente en un refrigerador . Se obtiene el producto final de níquel.
4. Minería y procesamiento de manganeso
Además de utilizarse como aditivo de aleación en la industria siderúrgica, los usos del manganeso también incluyen la producción de cátodos para baterías .
El manganeso apto para baterías es MnSO 4 , que se prepara químicamente a partir de MnO 2 . Antes de la preparación, es necesario obtener un concentrado de óxido de manganeso de alta calidad.
La producción mundial de manganeso en 2022 es de 20.000.000 de toneladas métricas. Sudáfrica es el mayor productor, seguida de Gabón, Australia y Brasil.
La siguiente es una planta procesadora de mineral de óxido de manganeso en Nigeria:Después de la prueba de minerales , el mineral contiene limo. Sus minerales de ganga son minerales de silicato y carbonato, asociados con hierro, fósforo, níquel, cobalto, etc. Por lo tanto, se adopta el proceso de lavado del mineral – separación por gravedad – separación magnética.
- Aplastante:
Envíe el mineral de óxido de manganeso en bruto a una trituradora de mandíbulas y a una trituradora de cono para triturarlo dentro de 70 mm.
- Lavado:
Utilice una criba de trómel para lavar el mineral.
- Separación por gravedad:
Selección manual para materiales mayores a 30 mm, y separación por gravedad mediante plantilla para materiales de 4,5-30 mm.
- Separación magnética:
Utilice un separador magnético fuerte para seleccionar el mineral de manganeso más fino dentro de 4,5 mm. Finalmente se obtuvo una ley de concentrado de manganeso de 41,23% y la tasa de recuperación alcanzó el 93,6%.
5. Extracción y procesamiento de grafito
El grafito es un mineral blando de color negro grisáceo. Ha sido el material elegido para los ánodos de baterías debido a su bajo costo, abundantes reservas y largo ciclo de vida.
El grafito en escamas se utiliza para grafito apto para baterías . Es grafito natural con un diámetro de cristal superior a 1 μm, que se extrae de rocas metamórficas carbonosas. El grafito en escamas tiene una alta calidad y contiene entre un 60% y un 80% de carbono, pero las partículas de grafito suelen estar incrustadas en la arcilla.
La demanda de grafito en escamas de alta calidad es fuerte. En 2022, la producción mundial total de grafito será de 1.300.000 toneladas métricas. China es su mayor productor (representa el 63%), seguida de Mozambique, Brasil, Rusia, Canadá, India y Corea del Sur.
El procesamiento de grafito en escamas es el siguiente:- Aplastante:
El mineral de grafito en bruto se tritura con una trituradora de mandíbulas y una trituradora de cono , y se coloca una criba vibratoria para el cribado. El tamaño de las partículas se reducirá a 10-20 mm.
- Molienda:
Utilice un molino de barras para la molienda gruesa y luego ingrese a un molino de bolas de desbordamiento para la molienda.
- Clasificación:
El clasificador en espiral separa grandes escamas de grafito.
- Separación por flotación:
Utilice una máquina de flotación para eliminar impurezas inútiles y obtener concentrado de grafito en escamas de alta calidad.
- Purificación:
Si se requiere grafito de alta pureza, se puede purificar aún más mediante tratamiento químico y la pureza del grafito en escamas puede alcanzar el 97-99%.
Conclusión
Ftmmachinery puede proporcionar los equipos de trituración, molienda y beneficio de minerales más avanzados para toda la cadena de producción de litio, cobalto, níquel, manganeso y grafito, desde minas hasta materiales para baterías, dentro del alcance del proyecto.
Muchos otros metales también desempeñan un papel importante en la cadena de fabricación de baterías. Nuestros equipos pueden permitir la recuperación de estos metales, ya sean el producto principal de las materias primas o flujos secundarios de la producción.
Referencias
Minerales críticos en las baterías de vehículos eléctricos
Minerales para baterías en todo el mundo
