En los ¨²ltimos a?os, los minerales para bater¨ªas se han convertido en un gran negocio en el mundo , especialmente en el Congo, Rusia, Australia, Estados Unidos, Brasil y otros pa¨ªses. Esto se debe a que estos "minerales verdes" son muy importantes para las bater¨ªas de iones de litio utilizadas en los veh¨ªculos el¨¦ctricos (EV).
"Ahora los consumidores est¨¢n muy preocupados por las nuevas soluciones tecnol¨®gicas para minerales de bater¨ªas como el mineral de litio, el mineral de cobalto y el grafito, por lo que la industria minera debe responder r¨¢pidamente a esta creciente demanda", dijo Alan, ingeniero de minas de Ftmmachinery.
Lee este blog y podr¨¢s saber:
?Cu¨¢les son los minerales de la bater¨ªa?
Los minerales de bater¨ªa son minerales que se utilizan para producir bater¨ªas recargables para veh¨ªculos el¨¦ctricos (EV) y almacenamiento de energ¨ªa renovable.
Dependiendo de los componentes de la bater¨ªa, los minerales de la bater¨ªa pueden incluir mineral de litio, n¨ªquel, cobalto, grafito, manganeso, aluminio, esta?o, tantalio, vanadio, magnesio y minerales de tierras raras.
Sin embargo, el t¨¦rmino "minerales de bater¨ªa" suele referirse de manera m¨¢s concisa al litio, cobalto, n¨ªquel, manganeso y grafito. "Metal de bater¨ªa" tambi¨¦n es un t¨¦rmino de uso com¨²n, pero no incluye el grafito mineral no met¨¢lico. Este art¨ªculo se centrar¨¢ en estos cinco minerales cr¨ªticos para las bater¨ªas.
Mercado de minerales para bater¨ªas en auge
A medida que la transici¨®n a la energ¨ªa limpia cobra impulso, los veh¨ªculos el¨¦ctricos (por ejemplo, Tesla) se vuelven cada vez m¨¢s populares. M¨¢s de 10 millones de veh¨ªculos el¨¦ctricos circulan por las carreteras. Estas bater¨ªas (bater¨ªas para veh¨ªculos el¨¦ctricos) dependen de los minerales clave que ayudan a alimentarlas , lo que ha promovido el vigoroso desarrollo del mercado de minerales para bater¨ªas.
Las estad¨ªsticas muestran que para 2028, la demanda de n¨ªquel, cobalto, litio y grafito para la producci¨®n de bater¨ªas crecer¨¢ entre 2,5 y 12,4. El mercado mundial de metales para bater¨ªas se valor¨® en 25.660 millones de d¨®lares, con una tasa compuesta anual del 8,5% durante el per¨ªodo previsto (2022-2028).
A continuaci¨®n se muestran la producci¨®n y el precio de los minerales para bater¨ªas en todo el mundo en 2022:| Minerales de la bater¨ªa | productores | Producci¨®n global en 2022 | Precio (puede variar) |
| Litio | Australia, Zimbabwe, pa¨ªses latinoamericanos | 1,3 millones de toneladas | carbonato de litio: 17.000 d¨®lares / tonelada |
| Cobalto | Congo, Cuba, Rusia, Filipinas, Australia | 190.000 toneladas | 33.000 d¨®lares / tonelada |
| ±·¨ª±ç³Ü±ð±ô | Indonesia, Filipinas, Sud¨¢frica, Rusia, Australia, Canad¨¢ | 3,3 millones de toneladas | 18.000 d¨®lares / tonelada |
| Manganeso | Sud¨¢frica, Australia, Gab¨®n, Brasil, Nigeria | 20 millones de toneladas | 7,16 d¨®lares / tonelada |
| Grafito | China, Mozambique, Brasil, Rusia, Canad¨¢, India, Corea | 1,3 millones de toneladas | Escamas de grafito natural: 1.600 d¨®lares por tonelada |
²Ñ¾±²Ô±ð°ù¨ª²¹ y procesamiento de minerales para bater¨ªas.
Manteniendo la fe en "Reducir, Reutilizar y Reciclar", Ftmmachinery se compromete a procesar minerales de bater¨ªas a partir de dep¨®sitos econ¨®micamente viables y refinarlos desde su forma cruda hasta convertirlos en productos de alta calidad.
1. Extracci¨®n y procesamiento de litio
El litio es la primera opci¨®n para la producci¨®n de bater¨ªas de iones de litio (especialmente de c¨¢todo ), por ser el metal m¨¢s ligero y un excelente conductor de electricidad y calor.
En 2022, la producci¨®n mundial de litio fue de 130.000 toneladas m¨¦tricas. Australia es la mayor fuente de litio del mundo. El litio genera ahora m¨¢s del 30% de los ingresos del mercado mundial de metales para bater¨ªas. Entonces, ?c¨®mo conseguir litio?
El litio se extrae de dos fuentes: la producci¨®n a partir de salmueras y la producci¨®n de litio en roca dura.
La producci¨®n a partir de salmueras es m¨¢s econ¨®mica y los mayores dep¨®sitos se encuentran en Am¨¦rica y China. Chile, Argentina, Bolivia y otros pa¨ªses latinoamericanos son sus productores. Este m¨¦todo consiste en bombear salmuera rica en litio a la superficie, luego se evaporar¨¢ y se concentrar¨¢ en la piscina de evaporaci¨®n solar.
Los minerales de litio de roca dura (pegmatitas de granito con espodumena) son m¨¢s dif¨ªciles de procesar, especialmente en el beneficio. Australia, Canad¨¢, Zimbabwe y Portugal son sus productores.
A continuaci¨®n se muestra una planta de procesamiento de mineral de litio para bater¨ªas en Australia (que utiliza mineral de litio de roca dura):-
Aplastante:Despu¨¦s de la extracci¨®n, el mineral de litio en bruto se tritura a trav¨¦s de una trituradora de mand¨ªbulas y una trituradora de cono para una trituraci¨®n 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 h¨²medo mediante un molino de bolas hasta obtener un tama?o de part¨ªcula de 0,15 mm.
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Flotaci¨®n y separaci¨®n magn¨¦tica:Despu¨¦s de la molienda, el polvo de mineral de litio ingresa primero a un separador de flotaci¨®n para eliminar purezas como cuarzo, feldespato y mica. Luego ingresa a un separador magn¨¦tico para eliminar las purezas de hierro y se obtiene el concentrado de litio.
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°ä²¹±ô³¦¾±²Ô²¹³¦¾±¨®²Ô:El concentrado se calcina en un horno rotatorio a 1050-1100¡ãC.
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Tratamiento qu¨ªmico:Finalmente, se realiza el tratamiento qu¨ªmico del concentrado de litio para producir carbonato de litio o hidr¨®xido de litio necesarios para las bater¨ªas.
2. ²Ñ¾±²Ô±ð°ù¨ª²¹ y procesamiento de cobalto
El cobalto es el material ³¦²¹³Ù¨®»å¾±³¦´Ç m¨¢s utilizado en las bater¨ªas de iones de litio.
El cobalto es un subproducto de la miner¨ªa del n¨ªquel y el cobre, lo que dificulta su obtenci¨®n.
Adem¨¢s, el Congo, el mayor productor de cobalto, siempre utiliza mano de obra infantil, lo que encarece su precio, 33.000 d¨®lares la tonelada, m¨¢s del doble del precio del n¨ªquel.
En 2022, la producci¨®n mundial de cobalto fue de 190.000 toneladas m¨¦tricas. El Congo represent¨® el 70%, seguido de Cuba, Rusia, Filipinas y Australia.
La extracci¨®n de cobalto en el Congo proviene de los dep¨®sitos sedimentarios de cobre en capas en Kinshasa. El procesamiento de mineral de cobalto en el Congo es el siguiente:
- Aplastante:
Utilice una trituradora de mand¨ªbulas y una trituradora de cono para triturar.
- Molienda/fresado:
El mineral de cobre y cobalto se muele en un molino de bolas .
- Separaci¨®n por flotaci¨®n:
Este proceso se realiza en una m¨¢quina de flotaci¨®n . Primero, use la flotaci¨®n de sulfuro para obtener los concentrados de sulfuro de cobre y cobalto y luego use la flotaci¨®n de ¨®xido para obtener los concentrados de ¨®xido de cobre y cobalto.
- Separaci¨®n magn¨¦tica:
Utilice un separador magn¨¦tico h¨²medo para eliminar los minerales magn¨¦ticos y finalmente obtenga el concentrado de cobre y cobalto.
- Preparaci¨®n de cobalto apto para bater¨ªas:
El Co(OH) 2 y el CoCO3 se producen mediante los m¨¦todos de precipitaci¨®n en fase l¨ªquida, calor con agua, control de la cristalizaci¨®n o disolvente t¨¦rmico. .
3. Extracci¨®n y procesamiento de n¨ªquel
El n¨ªquel es un metal de color blanco plateado. Se utiliza en la producci¨®n de c¨¢todos para bater¨ªas debido a su alta densidad de energ¨ªa y capacidad de almacenamiento.
El aumento del n¨ªquel tiene otra gran ventaja para los fabricantes de bater¨ªas: permite reducir la cantidad de cobalto utilizado en la bater¨ªa.
Los minerales de n¨ªquel adecuados para uso en bater¨ªas se presentan en dos tipos de minerales de n¨ªquel:- Clase I (sulfuros de n¨ªquel) : dep¨®sitos de mayor ley, pero m¨¢s raros, que representan el 37,5% de la producci¨®n actual. El mineral principal es el n¨ªquel-pirita.
- Clase II (Lateritas de ±·¨ª±ç³Ü±ð±ô) : Reservas ricas y de baja ley, que representan el 62,4% de la producci¨®n actual. Los principales minerales son el mineral saprol¨ªtico y el mineral limon¨ªtico. Su miner¨ªa es cada vez m¨¢s importante.
Actualmente, el n¨ªquel utilizado para las bater¨ªas tiene que ser de Clase I, pero la mitad de la producci¨®n mundial de n¨ªquel es de Clase II. Indonesia es el segundo mayor productor de n¨ªquel Clase 2 (99% de pureza). Filipinas, Sud¨¢frica, Rusia, Australia y Canad¨¢ tambi¨¦n son productores de n¨ªquel. En 2022, la producci¨®n mundial de n¨ªquel ser¨¢ de 3.300.000 toneladas m¨¦tricas.
Para producir n¨ªquel apto para bater¨ªas, el procesamiento del sulfuro de n¨ªquel consiste en trituraci¨®n, cribado, molienda, separaci¨®n por flotaci¨®n y reciclaje de relaves. Sin embargo, la mina se agota r¨¢pidamente.
Debido a las abundantes reservas de laterita de n¨ªquel, los fabricantes de bater¨ªas comienzan a centrarse en la extracci¨®n de laterita de n¨ªquel. La siguiente es una planta procesadora de lateritas de n¨ªquel en Filipinas :
- Lavado:
Lave el mineral de n¨ªquel en bruto con una arandela en espiral .
- Aplastante:
Utilice una trituradora de mand¨ªbulas y una trituradora de cono para triturar.
- Molienda/fresado:
Despu¨¦s de la trituraci¨®n, el mineral se muele hasta obtener una malla -100 en un molino de bolas .
- Separaci¨®n magn¨¦tica:
Utilice un separador magn¨¦tico h¨²medo para separar la pirrotita. Luego de ese proceso, la pirrotita con malla -100 no cumple con los requisitos de separaci¨®n por flotaci¨®n de espuma. Entonces, se reduce a malla -200 en un molino de bolas y luego se tamiza con una criba vibratoria.
- Separaci¨®n por flotaci¨®n:
Utilice un separador de flotaci¨®n para separar y obtener un 3% de concentrado de n¨ªquel y un 31% de concentrado de cobre. Luego se recupera el n¨ªquel en los relaves y finalmente se produce un total de 12% de concentrado de n¨ªquel.
- El secado:
El concentrado se env¨ªa a un secador de tambor rotatorio .
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Horno rotatorio-Restauraci¨®n de horno el¨¦ctrico:Despu¨¦s del secado, el mineral de n¨ªquel ingresa a un horno rotatorio a 770 ¡ã C y luego ingresa a un horno el¨¦ctrico para reducirlo y fundirlo a¨²n m¨¢s.
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Enfriamiento:El material se enfr¨ªa directamente en un refrigerador . Se obtiene el producto final de n¨ªquel.
4. ²Ñ¾±²Ô±ð°ù¨ª²¹ y procesamiento de manganeso
Adem¨¢s de utilizarse como aditivo de aleaci¨®n en la industria sider¨²rgica, los usos del manganeso tambi¨¦n incluyen la producci¨®n de c¨¢todos para bater¨ªas .
El manganeso apto para bater¨ªas es MnSO 4 , que se prepara qu¨ªmicamente a partir de MnO 2 . Antes de la preparaci¨®n, es necesario obtener un concentrado de ¨®xido de manganeso de alta calidad.
La producci¨®n mundial de manganeso en 2022 es de 20.000.000 de toneladas m¨¦tricas. Sud¨¢frica es el mayor productor, seguida de Gab¨®n, Australia y Brasil.
La siguiente es una planta procesadora de mineral de ¨®xido de manganeso en Nigeria:Despu¨¦s de la prueba de minerales , el mineral contiene limo. Sus minerales de ganga son minerales de silicato y carbonato, asociados con hierro, f¨®sforo, n¨ªquel, cobalto, etc. Por lo tanto, se adopta el proceso de lavado del mineral ¨C separaci¨®n por gravedad ¨C separaci¨®n magn¨¦tica.
- Aplastante:
Env¨ªe el mineral de ¨®xido de manganeso en bruto a una trituradora de mand¨ªbulas y a una trituradora de cono para triturarlo dentro de 70 mm.
- Lavado:
Utilice una criba de tr¨®mel para lavar el mineral.
- Separaci¨®n por gravedad:
Selecci¨®n manual para materiales mayores a 30 mm, y separaci¨®n por gravedad mediante plantilla para materiales de 4,5-30 mm.
- Separaci¨®n magn¨¦tica:
Utilice un separador magn¨¦tico fuerte para seleccionar el mineral de manganeso m¨¢s fino dentro de 4,5 mm. Finalmente se obtuvo una ley de concentrado de manganeso de 41,23% y la tasa de recuperaci¨®n alcanz¨® el 93,6%.
5. Extracci¨®n y procesamiento de grafito
El grafito es un mineral blando de color negro gris¨¢ceo. Ha sido el material elegido para los ¨¢nodos de bater¨ªas debido a su bajo costo, abundantes reservas y largo ciclo de vida.
El grafito en escamas se utiliza para grafito apto para bater¨ªas . Es grafito natural con un di¨¢metro de cristal superior a 1 ¦Ìm, que se extrae de rocas metam¨®rficas carbonosas. El grafito en escamas tiene una alta calidad y contiene entre un 60% y un 80% de carbono, pero las part¨ªculas de grafito suelen estar incrustadas en la arcilla.
La demanda de grafito en escamas de alta calidad es fuerte. En 2022, la producci¨®n mundial total de grafito ser¨¢ de 1.300.000 toneladas m¨¦tricas. China es su mayor productor (representa el 63%), seguida de Mozambique, Brasil, Rusia, Canad¨¢, 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 mand¨ªbulas y una trituradora de cono , y se coloca una criba vibratoria para el cribado. El tama?o de las part¨ªculas se reducir¨¢ 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.
- °ä±ô²¹²õ¾±´Ú¾±³¦²¹³¦¾±¨®²Ô:
El clasificador en espiral separa grandes escamas de grafito.
- Separaci¨®n por flotaci¨®n:
Utilice una m¨¢quina de flotaci¨®n para eliminar impurezas in¨²tiles y obtener concentrado de grafito en escamas de alta calidad.
- ±Ê³Ü°ù¾±´Ú¾±³¦²¹³¦¾±¨®²Ô:
Si se requiere grafito de alta pureza, se puede purificar a¨²n m¨¢s mediante tratamiento qu¨ªmico y la pureza del grafito en escamas puede alcanzar el 97-99%.
°ä´Ç²Ô³¦±ô³Ü²õ¾±¨®²Ô
Ftmmachinery puede proporcionar los equipos de trituraci¨®n, molienda y beneficio de minerales m¨¢s avanzados para toda la cadena de producci¨®n de litio, cobalto, n¨ªquel, manganeso y grafito, desde minas hasta materiales para bater¨ªas, dentro del alcance del proyecto.
Muchos otros metales tambi¨¦n desempe?an un papel importante en la cadena de fabricaci¨®n de bater¨ªas. Nuestros equipos pueden permitir la recuperaci¨®n de estos metales, ya sean el producto principal de las materias primas o flujos secundarios de la producci¨®n.
Referencias
