Lítio em Portugal Machado...Slide 1 Author Teresa GP Created Date 7/5/2017 3:05:23 PM ...
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MINISTÉRIO DA ECONOMIA
Lítio em Portugal… do Recurso Mineral aos produtos de Lítio
Presença do LNEG nas principais fases de valorização
dos recursos litiníferos de Portugal
CD do LNEGM.R. Machado Leite – JUL 2017
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Utilização: Cerâmica e vidro Metalurgia do Alumínio Ar condicionado Lubrificante Baterias de Iões de Li Energia nuclear
Lítio – importância (económica) e origem
Abundância na Crusta:• Concentra ligeiramente na Crusta (12 ppm, contra 1,4 ppm no Manto)
• Forma várias dezenas de minerais, sendo os mais importantes:• Espodumena - LiALSi2O6 3,73 %Li• Lepidolite - K2Li3AL4Si7O21 (OH,F)3 3,58 %Li• Petalite - LiALSi4O10 2,09 %Li• Ambligonite - (Li,Na)AL(F,OH)PO4 3,44 %Li• Zinnwaldite - KLiFe2+Al2Si3O10F1.5(OH)0.5 1,59 %Li
• O Lítio é explorado a partir de:• MINERAIS que ocorrem em pegmatitos e aplito-pegmatitos – 0,2 – 0,8 %Li
• SALMOURAS naturais (salares) em várias zonas do Planeta – 150 a 3000 ppm Li
Produção Mundial (compostos e metal) 30 kt metal (2015): Chile – 45% Austrália – 30% Argentina – 10% Portugal – 8º lugar … 1%
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Serviço Geológico Nacional (LNEG e instituições anteriores), Universidades e Empresas têm desenvolvido projectos de:
• Geologia – estudo do potencial ocorrência de recursos de Li
• Prospecção – geológica e geoquímica
• Pesquisa – com sondagens para avaliação de recursos
• Processamentos Mineral e Metalúrgico
“Milestones” em que o Serviço Público esteve presente:• LNEG (DGGM) e INETI 1992 – primeiros estudos Minero-Metalúrgicos
• LNEG (IGM) 1996 … 2000 – projectos de prospecção e pesquisa
• Empresas desenvolvem projectos co-financiados (Brite Euram)
• LNEG (IGM) 2000 – publica uma Monografia dedicada a Recursos Litiníferos
• LNEG participa em Projectos FCT 2001 – liderados por Universidades
• LNEG 2011 promove o Forum IBEROEKA “Li” – CYTED
• LNEG 2013 – Workshop CROSS-‐EUROPE PROJECT on W, Sn, Li
• LNEG 2016/17 participa no GT Li – liderado pela DGEG
Lítio – importância (económica)
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Minerais de Li ocorrem em Pegmatitos e Aplito-Pegmatitos:
Li tem tendência para se concentrar nos magmas graníticos mais diferenciados
• Graníticos sintectónicos e que foram “contaminados” por fusão de metassedimentos crustais
• Resíduos aplíticos, pegmatíticos e hidrotermais que frequentemente se formam após a consolidação desses magmas.
Portugal - Geologia e Recursos
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Campos filonianos litiníferos de referência em Portugal (Farinha Ramos-2000):
• Serra d´Arga (1)
• Covas do Barroso (2)
• Seixoso-Vieiros (3)
• Almendra (4) -Escalhão-Barca D´Alva (5) e Massueime (6)
• Gouveia (7)
• Mangualde (7)
• Guarda (7)
• Argemela (8)
• Segura (9)
• … Picoto, Vidago e Rebordosa
GEOLOGIA e RECURSOS
LNEG desenvolveu intenso trabalho de I&D:• Região da Guarda• Região de Covas do Barroso
Acompanha o trabalhos das Universidades e Empresas, harmoniza informação e mantém registos e arquivos
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Região da GUARDA – Gonçalo - Seixo Amarelo
Estilo de Mineralização:• Soleiras aplito-pegmatíticas• Quartzo, Feldspato K, Albite, Moscovite,
Topázio• Sub-horizontais, espessura variável
(decimétrica a métrica)
Mineralização com Lepidolite dominante, Petalite, Zinnwaldite
Farinha Ramos (2004)
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Região da GUARDA – Gonçalo - Seixo Amarelo
Estilo de Mineralização:• Soleiras aplito-pegmatíticas• Quartzo, Feldspato K, Albite, Moscovite,
Topázio• Sub-horizontais, espessura variável
(decimétrica a métrica)
Mineralização com Lepidolite dominante, Petalite, Zinnwaldite
Levantamentos em escala de pormenor:
• Soleiras – 1,4 Mt
• Mineralogia
• Controlo estrutural
Farinha Ramos (2004)
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Região de COVAS DO BARROSO
Geologia:
• Granitos a N e SW sin-tectónicos, peraluminosos –relacionados com os corpos pegmatíticos ricos em lítio
• Granitos situados a NW e a SW são biotíticos tardi-tectónicos
• Metassedimentos Paleozóicos
Estilo de Mineralização:• Pegmatitos com
elementos raros• Família LCT (Li, Cs, Ta)• Sub-horizontais a verticais• Subtipos
• Petalite• Espodumena• Lepidolite.
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Região de COVAS DO BARROSO
Prospecção Geoquímica (sedimentos de corrente) e Sondagens (1996-2000)
• Anomalias geoquímicas de Lítio
• Distribuição espacial dos corpos filonianos
• Pesquisa de 3 corpos por sondagens (1999):
• Adagói – 110kt – 1,05 Li2O
• Veral
• Alijó – 400kt – 1,4 Li2O
Contractos Prospecção Pesquisa
já concedidos a empresas incidem sobre as anomalias geoquímicas:
• Covas Barroso – 3,3Mt – 0,6 Li2O
• Lousas – 190kt – < 2 Li2O
• Sepeda (recursos inferidos)– 10Mt 1 Li2O
Pires (1996)
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Viabilidade técnica da Produção deConcentrados de Minerais de Li em Portugal
Os minerais de Li, tal como são extraídos dos jazigos, não cumprem com exigências de controlo de qualidade do teor em Li dos produtos
comercializáveis
• Mercado da cerâmica – teor constante e controlado, mas não necessita de atingir valores elevados:
• “Feldspar high Li content” (minérios < 0,5%Li2O - Petalite)
• “Glass grade Spodumene” (4% Li2O)
• Mercado dos compostos de Li - concentrados de minerais de grande pureza, para baixar os custos onerosos do processo metalúrgico:
… necessária um etapa de PROCESSAMENTO MINERAL
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Viabilidade técnica da Produção deConcentrados de Minerais de Li em Portugal
DIAGRAMA GENÉRICO (conceptual)
PROCESSAMENTO MINERAL DE MINÉRIOS LITINÍFEROS
Desenvolvido por LNEG p/ FAME-H2020 (2016)
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ESPODUMENABARROSO
High GradeSpodumene
Li2O – 7% (87%)
Rec – 32%
Classificação - 3 a 5 mm
Flutuação de
Feldspato
Flutuação de
Espodumena
FeldspatoAl2O3 – 17% - SiO2 – 74%
Na2O – 4% K2O – 3%
Li2O – 1,3% PR – 1,1%
Areia FinaSiO2 – 96%
Li2O – 0,14%
Separação em Meios
Densos
Ferro- Silício
Areia 3 mmLavada
Lamas Rejeitadas
8-10% em Massa
Filtragem ?
Barragem ?
- 30#
+ 30#
50 – 60%
da Massa
Glass GradeSpodumene
Li2O – 5%
Rec – 8%
Glass GradeSpodumene
Li2O – 5% (62%)
Rec – 40%
Desenlameamento
Estudos de Processamento no LNEG
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LEPIDOLITEGONÇALO
Test of combined fraction 11 - 20 mm (GON 1.10) Left to Right: tailings, middlings, concentrate
Testwork on Electronic Sorting Pre-Concentration of Gonçalo oresDefinition of the Ultimate Washability Upgrading curves
FLEXIBLE MOBILE AND ECONOMIC PROCESSING TECHNOLOGIESH2020 project – LNEG - UP
Optical Electronic Pre-Sorter
Testwork on Lepidolite Froth FlotationKinetic Studies
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Estudos de Processamento no LNEG LEPIDOLITEGONÇALO
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Estudos de Processamento no LNEG AMBLIGONITEARGEMELA
Conceito de FLUTUAÇÃO IMPRÓPRIA
(J. Noronha, 2010)
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Problema principal:
- Minerais de Li são pouco reactivos.
Solução habitual:
- Calcinação ou Ustulação a 850-1100 ºC
• “Abertura” da estrutura;
• Transformação de fases:
• α-espodumena/lepidolite β-espodumena
• A fase β é mais reactiva
Condicionalismos:• Calcinação - energeticamente dispendiosa• Elevados consumos de reagentes• Liberta voláteis (OH, F), tendo os gases se ser
tratados
A recuperação de lítio a partir de minérios pegmatíticos é normalmente menos competitiva
quando comparada com as salmourasCustos na proporção de 5:2
Processamento Metalúrgico
Li2CO3
Minério
de rochaSalmoura
Exploração
mineira
Processamento
mineralúrgico
Transformação
térmica e reação
química
Concentração
Purificação/
Separação
hidrometalúrgica
(C. Nogueira, 2016)
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Duas fases:
- 1ª FASE - Anos “90”:
● Processo de calcinação e digestão ácida (lepidolite)
Objetivo (na altura): testar a aplicação de um processo clássico da espodumena ao
mineral lepidolite
● Processo de lixiviação em autoclave (lepidolite)
Objetivo (na altura): testar um processo alternativo que permite a obtenção directa de
carbonato de lítio
- 2ª FASE - Recentemente (2014-2016) - colaboração com o IST
● Processo de ativação mecânica e digestão ácida
● com mistura de sais (sulfatos de sódio e cálcio)
Todos os processos testados revelaram que os Minérios Portugueses:
• permitem obtenção de concentrados de minerais de alto teor
• rendimentos metalúrgicos de extracção de Li superiores a 85%
Estudos I&D Metalúrgica no LNEG
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Simulated structures
Enthalpies of formation for CuLixMg2-X
Calculated by ab initio simulation
Armazenamento de Hidrogénio em Hidretos Cu-Li-MgProjecto de I&D – FEUP-LNEG
Objectivos:
Estudos cristaloquímica Ab Initio, baseados no sistema Cu-Li-Mg, para armazenamento H2
Síntese de novas ligas com estequiometria optimizada (laboratório na Rússia)
Utilização em “fuel cells” e/ou baterias
Financiamento FCT – PTDC/ECM/70216/2006
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Financiamento FCT - PTDC-CTM-ENE-2391-2014
Desenvolvimento de Electrólitos de Li e Na - MATERBATProjecto de I&D – FEUP-LNEG-UTexas (Austin)
Objectivos:
Estudo de eletrólitos sólidos com Li e Na, capazes de armazenar energia sem
serem inflamáveis a altas temperaturas
Decorre até 2019
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Obrigado pela atenção