В последние годы минералы для аккумуляторов стали крупным бизнесом в мире, особенно в Конго, России, Австралии, США, Бразилии и других странах. Это связано с тем, что эти «зеленые минералы" очень важны для литий-ионных аккумуляторов, используемых в электромобилях.
«Сейчас потребителей очень беспокоят новые технологические решения для аккумуляторных минералов, таких как литиевая руда, кобальтовая руда, графит, поэтому горнодобывающая промышленность должна быстро реагировать на этот растущий спрос", — сказал Алан, горный инженер, Ftmmachinery.
Прочтите этот блог, и вы узнаете:
Каковы минералы батареи?
Минералы для аккумуляторов — это минералы, используемые для производства перезаряжаемых аккумуляторов, в первую очередь для электромобилей (EV) и хранилищ возобновляемой энергии.
В зависимости от компонентов батареи минералы батареи могут включать литиевую руду, никель, кобальт, графит, марганец, алюминий, олово, тантал, ванадий, магний и редкоземельные минералы.
Однако термин «минералы для аккумуляторов" обычно более кратко относится к литию, кобальту, никелю, марганцу и графиту. Термин «металл для аккумуляторов" также широко используется, но не включает неметаллический минерал графит. . В этой статье основное внимание будет уделено этим пяти важным минералам батареи.
Быстро развивающийся рынок аккумуляторных минералов
По мере того, как переход к чистой энергии набирает обороты, электромобили (например, Tesla) становятся все более популярными. По дорогам ездят более 10 миллионов электромобилей. Эти аккумуляторы (аккумуляторы для электромобилей) зависят от ключевых минералов, из которых они питаются, что способствовало бурному развитию рынка аккумуляторных минералов.
Статистика показывает, что к 2028 году спрос на никель, кобальт, литий и графит для производства аккумуляторов вырастет в 2,5-12,4 раза. Мировой рынок аккумуляторных металлов оценивается в 25,66 млрд долларов США при среднегодовом темпе роста в 8,5% в течение прогнозируемого периода (2022-2028 гг.).
Ниже представлены объемы производства и цены на минералы для аккумуляторов по всему миру в 2022 году:| Батарейные минералы | Производители | Мировое производство в 2022 году | Цена (может варьироваться) |
| Литий | Австралия, Зимбабве, страны Латинской Америки | 1,3 млн тонн | карбонат лития: 17 000 долларов США за тонну |
| кобальт | Конго, Куба, Россия, Филиппины, Австралия | 190 000 тонн | 33 000 долларов США / тонна |
| никель | Индонезия, Филиппины, ЮАР, Россия, Австралия, Канада | 3,3 млн тонн | 18 000 долларов США / тонна |
| Марганец | Южная Африка, Австралия, Габон, Бразилия, Нигерия | 20 млн тонн | $7,16 / тонна |
| графит | Китай, Мозамбик, Бразилия, Россия, Канада, Индия, Корея | 1,3 млн тонн | Чешуйчатый натуральный графит: 1600 долларов США за тонну. |
Добыча и переработка аккумуляторных минералов
Сохраняя веру в «сокращение, повторное использование и переработку", Ftmmachinery стремится перерабатывать минералы для аккумуляторов из экономически жизнеспособных месторождений и перерабатывать их из необработанных форм в высококачественные продукты.
1. Добыча и переработка лития
Литий является лучшим выбором для производства литий-ионных аккумуляторов (особенно катодных), так как это самый легкий металл и отличный проводник электричества и тепла.
В 2022 году мировое производство лития составило 130 000 метрических тонн. Австралия является крупнейшим в мире источником лития. В настоящее время литий приносит более 30% доходов мирового рынка аккумуляторных металлов. Итак, как получить литий?
Литий извлекается из двух источников: производство из рассолов и производство лития из твердых пород.
Производство из рассолов более экономично, самые крупные месторождения находятся в Америке и Китае. Их производителями являются Чили, Аргентина, Боливия и другие страны Латинской Америки. Этот метод заключается в выкачивании богатого литием соляного раствора на поверхность, после чего он будет испаряться и концентрироваться в бассейне солнечного испарения.
литиевые руды твердых пород (гранитные пегматиты со сподуменом ) более сложны в обработке, особенно при обогащении. Их производителями являются Австралия, Канада, Зимбабве и Португалия.
Ниже приведена батарея- завод по переработке литиевой руды в Австралии (с использованием литиевой руды твердых пород):-
Дробление:
После добычи сырая литиевая руда измельчается с помощью щековой дробилки и конусная дробилка для двухступенчатого дробления.
-
Скрининг:
Затем используйте вибрационный экран для просеивания. Квалифицированная литиевая руда поступает на следующий процесс измельчения.
-
Шлифовка/Фрезерование:
Руда мокро измельчается шаровой мельницей до размера частиц в пределах 0,15. мм.
-
Флотация и магнитная сепарация:
После измельчения порошок литиевой руды сначала поступает во флотационный сепаратор для удаления примесей. , такие как кварц, полевой шпат и слюда. Затем он поступает в магнитный сепаратор для удаления примесей железа, а литиевый концентрат подвергается полученный.
-
Прокаливание:
Концентрат прокаливают в вращающейся печи при 1050-1100°C.
-
Химическая обработка:
Наконец, химическая обработка литиевого концентрата осуществляется для получения карбоната лития или гидроксида лития, необходимых для аккумуляторов.
2. Добыча и переработка кобальта
Кобальт является наиболее широко используемым материалом катода в литий-ионных батареях.
Кобальт является побочным продуктом добычи никеля и меди, что затрудняет его получение.
Кроме того, крупнейший производитель кобальта Конго всегда использует детский труд, что делает его цену слишком высокой — 33 000 долларов США за тонну, что более чем в два раза превышает цену никеля.
В 2022 году мировое производство кобальта составило 190 000 метрических тонн. На Конго приходилось 70%, за ней следуют Куба, Россия, Филиппины и Австралия.
Добыча кобальта в Конго происходит из осадочных слоистых месторождений меди в Киншасе. обработка кобальтовой руды в Конго выглядит следующим образом:
-
Дробление:
Используйте щековую дробилку и конусная дробилкадля дробления.
-
Шлифовка/Фрезерование:
Медно-кобальтовая руда измельчается в шаровой мельнице.
-
Флотационное разделение:
Этот процесс выполняется на флотационной машине. Сначала используйте сульфидную флотацию для получения медно-кобальтовых сульфидных концентратов, а затем используйте оксидную флотацию для получения медно-кобальтовых оксидных концентратов.
-
Магнитная сепарация:
Используйте мокрый магнитный сепаратор, чтобы удалить магнитные минералы и, наконец, получить медь. -концентрат кобальта.
-
Приготовление аккумуляторного кобальта:
Co(OH) 2 и CoCO3 получают методами жидкофазного осаждения, нагревания воды, контролируемой кристаллизации или термического растворения. Подготовка кобальта для аккумуляторных батарей.
3. Добыча и переработка никеля
Никель — серебристо-белый металл. Он используется в производстве катодов для аккумуляторов из-за его высокой плотности энергии и емкости.
Увеличение содержания никеля имеет еще одно важное преимущество для производителей аккумуляторов: оно позволяет сократить количество кобальта, используемого в аккумуляторе.
Никелевые руды, подходящие для использования в батареях, бывают двух типов:- Класс I (сульфиды никеля): более высокое содержание, но более редкие месторождения, составляющие 37,5% текущей добычи. Основным минералом является никель-пирит.
- Класс II (латериты никеля): бедные, богатые запасы, составляющие 62,4% текущей добычи. Основными полезными ископаемыми являются сапролитовая руда и лимонитовая руда. Его добыча становится все более важной.
В настоящее время никель, используемый для батарей, должен относиться к классу I, но половина мирового производства никеля относится к классу II. Индонезия является вторым по величине производителем никеля класса 2 (чистота 99%). Филиппины, Южная Африка, Россия, Австралия и Канада также являются производителями никеля. В 2022 году мировое производство никеля составит 3 300 000 метрических тонн.
Для производства аккумуляторного никеля перерабатывается сульфид никеля дробление-сортировка-измельчение-флотация-сепарация-утилизация хвостов. Однако шахта быстро истощается.
Из-за обильных запасов никелевых латеритов производители аккумуляторов начинают сосредотачиваться на добыче никелевых латеритов. Следующее завод по переработке никелевых латеритов на Филиппинах:
-
Мойка:
Промойте сырую никелевую руду с помощью спиральной шайбы.
-
Дробление:
щековую дробилку и конусная дробилка для дробления.
-
Шлифовка/Фрезерование:
После дробления руда измельчается до размера -100 меш в шаровой мельнице.
-
Магнитная сепарация:
Используйте мокрый магнитный сепаратор для отделения пирротина. После этого процесса пирротин с размером частиц -100 меш не удовлетворяет требованиям пенной флотационной сепарации. Таким образом, он измельчается до -200 меш в шаровой мельнице, а затем просеивается на вибросите.
-
Флотационное разделение:
Используйте флотационный сепаратор для разделения и получения 3% никелевого концентрата и 31% медный концентрат. Затем извлекают никель из хвостов и, наконец, производят в общей сложности 12% никелевого концентрата.
-
Сушка:
Концентрат направляется в сушилку с вращающимся барабаном.
-
Вращающаяся печь-электропечь восстановление:
После сушки никелевая руда поступает во вращающуюся печь при температуре 770°C, а затем поступает в электрическую печь для дальнейшего восстановления и плавки.
-
Охлаждение:
Материал охлаждается непосредственно в охладителе. Получают конечный никелевый продукт.
4. Добыча и переработка марганца
Помимо использования в качестве легирующей добавки в черной металлургии, марганец также используется в производстве катодов для аккумуляторов.
Марганец для аккумуляторов — это MnSO4, который химическим путем получают из MnO2. Перед приготовлением необходимо получить концентрат оксида марганца высокого качества.
Мировое производство марганца в 2022 году составляет 20 000 000 метрических тонн. Южная Африка является крупнейшим производителем, за ней следуют Габон, Австралия и Бразилия.
Ниже представлена руда оксида марганца перерабатывающий завод в Нигерии:После проверки минералов руда содержит шлам. Его пустая порода представляет собой силикатные и карбонатные минералы, связанные с железом, фосфором, никелем, кобальтом и т. д. Поэтому применяется процесс промывки руды — гравитационная сепарация — магнитная сепарация.
-
Дробление:
Отправьте необработанную руду оксида марганца в щековую дробилку и конусная дробилка для дробления в пределах 70 мм.
-
Мойка:
Используйте барабанный грохот для промывки руды.
-
Гравитационное разделение:
Материалы размером более 30 мм отбираются вручную, а материалы размером 4,5–30 мм отделяются под действием силы тяжести с помощью зажима.
-
Магнитная сепарация:
Используйте сильный магнитный сепаратор, чтобы выбрать самую мелкую марганцевую руду в пределах 4,5 мм. В итоге было получено содержание марганцевого концентрата 41,23%, а коэффициент извлечения достиг 93,6%.
5. Добыча и переработка графита
Графит — мягкий серовато-черный минерал. Это был предпочтительный материал для анодов батарей из-за его низкой стоимости, больших запасов и длительного срока службы.
Чешуйчатый графит используется для графита аккумуляторного качества. Это природный графит с диаметром кристаллов более 1 мкм, добываемый из углеродистых метаморфических пород. Чешуйчатый графит имеет высокое качество и содержит 60-80% углерода, но частицы графита часто внедряются в глину.
Спрос на высококачественный чешуйчатый графит высок. В 2022 году общее мировое производство графита составит 1 300 000 метрических тонн. Китай является его крупнейшим производителем (на долю которого приходится 63%), за ним следуют Мозамбик, Бразилия, Россия, Канада, Индия и Южная Корея.
Обработка чешуйчатого графита следует:-
Дробление:
Сырая графитовая руда измельчается с помощью щековой дробилки и конусная дробилка и вибрационный экран установлен для проверки. Размер частиц уменьшится до 10-20 мм.
-
Шлифовка:
Используйте стержневую мельницу для грубого помола, а затем введите переливная шаровая мельница для доизмельчения.
-
Классификация:
Спиральный классификатор отсеивает крупные чешуйки графита.
-
Флотационное разделение:
Используйте флотационную машину для удаления бесполезных примесей и получения высококачественного чешуйчатого графита. сконцентрироваться.
-
Очистка:
Если требуется графит высокой чистоты, его можно дополнительно очистить путем химической обработки, при этом чистота чешуйчатого графита может достигать 97-99%.
Заключение
Ftmmachinery может предоставить самое передовое оборудование для дробления, измельчения и обогащения минералов для всей цепочки производства лития, кобальта, никеля, марганца и графита от шахт до материалов для аккумуляторов в рамках проекта.
Многие другие металлы также играют важную роль в цепочке производства аккумуляторов. Наше оборудование позволяет извлекать эти металлы, независимо от того, являются ли они основным сырьевым продуктом или побочными продуктами производства.
Рекомендации
Важнейшие минералы в батареях электромобилей
Battery Minerals по всему миру
