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Aber es wird sich lohnen...
LPD = Long-Position...
PRESSEBERICHT LPD
Joe Walsh – Managing Director
Lepidico: Erhöhung der ESG-Anteile an Lithium
Natürlich ist Kupfer nicht das einzige „Batteriemetall“, das reif für Verbesserungen der Rückgewinnung durch Hydrometallurgie ist. Bis vor 10 Jahren war die Lithiumindustrie hauptsächlich durch eine Hartgesteinsmine - Greenbushes in Westaustralien - und eine Reihe großer Solebetriebe in Südamerika gekennzeichnet. Der Markt verzeichnete ein Wachstum im mittleren bis niedrigen einstelligen Bereich pro Jahr, und es gab keinen großen Anreiz, neue Kapazitäten online zu stellen.
Das Aufkommen von Lithium-Ionen-Batterien hat jedoch alles verändert, und die Nachfrage nach Lithiumhydroxid, insbesondere als Produkt für Lithium-Ionen-Batteriekathoden (im Vergleich zu Lithiumcarbonat), ist in den letzten fünf Jahren ohne Anzeichen eines Stillstands enorm gestiegen.
Lithiumglimmer und Phosphate wurden von der Industrie bis vor kurzem als Quellen für Lithiumhydroxid weitgehend übersehen. Lithium-Glimmer-Mineralien, einschließlich Lepidolith und Zinnwaldit, sind jedoch polymetallisch, und die Rückgewinnung kann jetzt so konfiguriert werden, dass mehrere Produktströme erzeugt werden. Dieser Ansatz ermöglicht es Bergleuten, ihre Geschäftsmodelle zu diversifizieren und das Marktrisiko zu verringern.
Das Explorations- und Entwicklungsunternehmen Lepidico hat eine Reihe neuartiger Verfahren entwickelt, darunter L-MAX und LOH-MAX, um eine effiziente und wirtschaftliche Herstellung von Lithium aus diesen Mineralien zu ermöglichen.
Das Unternehmen ist die Idee seines Vorsitzenden Gary Johnson. In den 1990er und 2000er Jahren arbeitete Johnson mit LionOre und Norilsk zusammen, bevor er seine eigene metallurgische Beratungspraxis Strategic Metallurgy aufbaute.
„Das Team hat einige Arbeiten an Glimmermineralien durchgeführt, um Kalisulfatdünger (SOP) herzustellen. Es war ein technischer Erfolg, aber ein wirtschaftlicher Misserfolg “, sagte Joe Walsh, Geschäftsführer von Lepidico. „Die SOP hatte einfach nicht genug Wert, um den Prozess zu unterstützen. Das Team von Strategic Metallurgy glaubte jedoch, dass es Glimmermineralien gibt, die andere Elemente enthalten, die intuitiv mehr Wert haben. Zum Beispiel Lepidolith, der auch Lithium, Cäsium und Rubidium enthält. “
Das Team erhielt eine Probe von Lepidolit, gemahlen und ausgelaugt und schaffte es, die enthaltenen Metalle effizient in Lösung zu bringen. Nach der Weiterentwicklung und mehreren Phasen des Startkapitals hatten sie 2014 die Knochen des L-MAX-Verfahrens und reichten eine Patentanmeldung ein. Bis 2015 hatte das Team seinen ersten kontinuierlichen Mini-Pflanzenversuch im Labor durchgeführt. Walsh trat 2016 als Geschäftsführer bei, erstellte einen Fünfjahres-Strategieplan für das Unternehmen und baute ein Team mit dem Ziel auf, die Technologie zu kommerzialisieren.
"Fast fünf Jahre später hat sich unsere Strategie nicht geändert", sagte er. „Das Timing einiger Dinge hat sich verschoben, wie es im Bergbau immer der Fall ist, insbesondere nach einem zweieinhalbjährigen Bärenmarkt für Lithium. Die Strategie ist jedoch sehr ähnlich. Sie konzentriert sich immer noch auf die Kommerzialisierung des L-MAX-Prozesses. “
Lepidico ist weiterhin eng mit der strategischen Metallurgie verbunden. In den Jahren 2017 bis 2018 begann das Team, L-MAX entsprechend anzupassen, als das Interesse an Lithiumhydroxid als Produkt für Lithium-Ionen-Batteriekathoden zunahm.
"In einer Risikoüberprüfung hatten wir festgestellt, dass im Backend von L-MAX, wo Lithiumsulfat mithilfe von branchenüblichen Prozessschritten in Lithiumcarbonat umgewandelt wird, ein potenzieller Fehler aufgetreten ist", sagte Walsh. „Das herkömmliche Verfahren besteht darin, Natriumcarbonat zur Herstellung von Lithiumcarbonat sowie das Nebenprodukt Natriumsulfat zu verwenden.
„Obwohl wir einen Käufer für unser Natriumsulfat identifiziert hatten, waren wir nicht davon überzeugt, dass es über die Projektlaufzeit einen Markt für dieses Produkt geben würde. Natriumsulfat ist ein weltweit ausgereifter Markt, dessen Hauptanwendungen in pulverförmigen Waschmitteln sowie in der Zellstoff- und Papierherstellung liegen.
"Deshalb haben wir das Team von Strategic Metallurgy aufgefordert, ein neues Verfahren zu entwickeln, mit dem ein Lithiumsulfat-Zwischenprodukt direkt in Lithiumhydroxid umgewandelt werden kann, ohne dass möglicherweise problematisches Natriumsulfat entsteht. So entstand das LOH-MAX-Verfahren."
Das Patent für LOH-Max wurde 2019 angemeldet und von Lepidico in den Entwicklungsplan für das Phase-1-Projekt integriert. Sowohl L-MAX als auch LOH-MAX wurden nun erfolgreich pilotiert.
"Eines der Dinge, die Lepidico sehr gern getan hat, ist, seine Prozesstechnologien auf ein in der Branche allgegenwärtiges Reagenzienregime zu stützen", sagte Walsh. „Beim Auslaugen ist die Go-to-Säure konzentrierte Schwefelsäure. Es ist weit verbreitet und im Vergleich zu anderen Säuren erschwinglich. Und wenn es um Neutralisation geht, sind die Reagenzien entweder Kalkstein oder Kalk. “
Lepidico hat auch bewusst darauf verzichtet, Druckbehälter in seinen Prozessen zu verwenden, um deren Energieintensität zu begrenzen. Das gesamte System arbeitet bei atmosphärischem Druck.
"Einer der Vorteile des Auswaschens mit konzentrierter Schwefelsäure besteht darin, dass es zu einer exothermen Reaktion kommt", sagte Walsh. „Wir müssen die Säurezugabe tatsächlich begrenzen, um das Kochen der ersten Reaktoren zu verhindern. Wir verbrauchen eine bescheidene Energiemenge, um die Reaktoren zunächst aufzuwärmen, aber dann wird die Wärme aus der Reaktion selbst erzeugt. Dies sorgt für einen äußerst energieeffizienten Prozess.
„Wir sind uns unserer ökologischen und sozialen Referenzen und Verantwortlichkeiten sehr bewusst. Wirklich, die einzigen Emissionen sind etwas CO 2und minderwertiger Dampf. Und wenn Sie unsere Prozesse mit dem Rest der Branche vergleichen, sind wir auch auf CO 2 -Basis am sauberen Ende des Spektrums . Wir haben Verbesserungsmöglichkeiten identifiziert und werden sicherlich nach Möglichkeiten suchen, unsere Emissionen in Zukunft auf Null zu senken. “ Sowohl der L-MAX- als auch der LOH-MAX-Prozess wurden nun erfolgreich pilotiert.
Wie funktionieren L-MAX und LOH-MAX?
"Ein Lithiumglimmer- und / oder Phosphatkonzentrat wird dem vorderen Ende des L-MAX-Prozesses zugeführt", erklärte Walsh. „Es beginnt mit einer konzentrierten Schwefelsäureauslaugung. Bei vielen anderen Lithiumprozessen wird viel Aufwand betrieben, um die Schwefelsäurezugabe zu minimieren. Wir reagieren weniger empfindlich auf den Säureverbrauch, weil wir alle Elemente - Lithium, Cäsium, Rubidium und Aluminium - in Lösung bringen möchten, da wir aus den meisten davon Wert ableiten können, während die meisten anderen Prozesse nicht von Nebenprodukten profitieren. Wir verbrauchen ungefähr eine Tonne Säure für jede Tonne Konzentrat, die wir produzieren. Alle Metalle gehen auf hocheffiziente Weise in Lösung, mit Extraktionsraten von weit über 90% nach 18 Stunden. “
In der Tat gibt es Teile der Anlage, in denen Lepidico die Wärmeerfassungstechnologie implementieren möchte, um die Wärmeverschwendung zu minimieren. Letztendlich möchte das Unternehmen eine eigene Schwefelsäureanlage bauen und Strom als Nebenprodukt erzeugen, aber das ist eine Geschichte für einen anderen Artikel…
„Der Rückstand aus der Schwefelsäureauslaugung ist eine hochreaktive amorphe Kieselsäure, die ein wirksames zusätzliches zementartiges Material ist ", Sagte Walsh. „Durch teilweises Ersetzen von Beton durch Zement kann der CO 2 -Fußabdruck des Betons verringert und die Druckfestigkeit verbessert werden. Dies ist das erste Nebenprodukt des Prozesses.
„Wir kühlen dann ab und filtrieren die Laugungsflüssigkeit, um den ersten Niederschlag zu entfernen. Die Flotte durchläuft dann eine Reihe von Neutralisationsschritten, mit denen verschiedene Verunreinigungen selektiv entfernt werden können. Dazu verwenden wir Kalk oder Kalkstein. Die pH-Bereiche, in denen die Verunreinigungen ausfallen, sind ziemlich breit, so dass wir den pH-Wert nicht zu sorgfältig verfeinern müssen.
In dieser Hinsicht ist es ein benutzerfreundlicher Prozess. “
Es ist eine einigermaßen elegante Chemie erforderlich, um Cäsium, Rubidium und Kalium als einen Reststrom selektiv zu entfernen, während das Lithium in Lösung bleibt.
"Das Lithium bleibt während des gesamten Prozesses in Lösung, wodurch eine alkalische Flotte und schließlich Lithiumsulfat entsteht", sagte Walsh. „Hier kommt der LOH-MAX-Prozess ins Spiel. LOH-MAX verwendet tatsächlich Aluminiumhydroxid anstelle von Verbindungen auf Natriumbasis, die in herkömmlichen Verfahren verwendet werden. Und weil das System bereits Aluminium enthält, führen wir keine neue Verunreinigung in den Prozess ein. “
LOH-MAX ist weniger energieintensiv als herkömmliche Umwandlungsprozesse von Lithiumsulfid zu Hydroxid, da nur ein einziger Kristallisationsschritt erforderlich ist und kein Kühler erforderlich ist. Diese Funktionen zusammen mit dem Hinzufügen eines Recycling-Streams bedeuten, dass die Wiederherstellung um vier Prozentpunkte verbessert werden kann.
"Im Vergleich zu einer typischen Spodumen-Umwandlungsanlage mit einer Kapazität von 20.000 Tonnen pro Jahr wird die Investitionskosteneinsparung auf rund 50 Millionen US-Dollar geschätzt. Die Verbesserungen der Betriebskosten belaufen sich auf etwa 8 Millionen US-Dollar pro Jahr", sagte Walsh. „Wenn Sie all das zusammenfassen, beträgt der NPV-Vorteil von LOH-MAX über einen Zeitraum von 10 Jahren für einen nominalen Spodumenkonverter mit einer Leistung von 20.000 mt / Jahr weit über 100 Millionen US-Dollar.“
Lepidico verfügt über ein weiteres patentiertes, aber noch nicht genanntes Verfahren, mit dem Kalium, Cäsium und Rubidium von einem der L-MAX-Restströme getrennt werden können.
„Unsere Hauptprodukte sind Lithiumhydroxid, Cäsiumsulfat, Rubidiumsulfit und SOP-Dünger (Kalium). Diese stehen alle auf der Liste der 35 kritischen Mineralien des US-Außenministeriums “, sagte Walsh. „Ich denke, dies ist die einzige Prozesstechnologie, die vier der 35 kritischen Mineralien anspricht. Und dann erhalten wir auch die zusätzlichen Vorteile der amorphen Kieselsäure. “
Cäsium und Rubidium sind relativ kleine, undurchsichtige Märkte. Historisch gesehen ist die Hauptquelle für Cäsium ein Mineral namens Pollucit. Die meisten Pollucitreserven der Welt sind jetzt erschöpft, so dass Lepidolit als nächste logische Mineralquelle für Cäsium im Mittelpunkt steht und auch Rubidium enthält.
"Wir werden die weltweit erste kommerzielle Rubidiumquelle auf den Markt bringen", sagte Walsh. "Und Rubidiumsulfit kann in vielen Anwendungen als Ersatz für Cäsiumsulfat verwendet werden."
Bei fünf potenziellen Produktströmen kann nicht viel Abfall aus dem Prozess entstehen…?
"Während der Neutralisationsphasen geben wir Kalkstein oder Kalk in das System ein, was bedeutet, dass ein Großteil der Rückstände, die gemeldet werden, Gips ist", sagte Walsh. „Wir planen den Bau unserer Phase-1-Anlage in Abu Dhabi, die ein Beweis für die Kommerzialisierung ist und für diesen Zweck skaliert wurde. Die VAE importieren mineralischen Gips und wir werden eine lokal hergestellte Quelle für synthetischen Gips produzieren. “
Der verbleibende Rückstand ist eine Mischung aus Gips und Alluniten. Lepidico hat mit der University of Waterloo in Ontario zusammengearbeitet, um die Verwendung dieses Rückstandsmaterials aus der Phase-1-Anlage zur Sanierung von Deponien zu bewerten.
"Eine der Möglichkeiten, die wir sehen, besteht darin, einen chemischen Prozess nur mit Produkten und praktisch ohne Abfall zu haben", sagte Walsh.
Neben den wirtschaftlichen Vorteilen ist ein Null-Abfall-Prozess ein wichtiger Schritt zur Schaffung zirkulärer Geschäftsmodelle. Etwas, das der Bergbau in Zukunft mehr braucht.
"Wir haben CO 2 -Emissionen, wenn auch im Branchenvergleich relativ gering", erklärte Walsh. „Aber wir planen, dieses CO 2 einzufangen , es zu schrubben und zu reinigen, und dann wird es entweder freigesetzt oder wir können das CO 2 komprimierenFühren Sie es durch das Lithiumhydroxid, das es bei Bedarf in Lithiumcarbonat umwandelt. “
Könnten Sie möglicherweise mehr Kohlenstoff abfangen, als Sie produzieren?
"Ja, es ist eine Gelegenheit, die wir im Rahmen unserer zukünftigen Strategie in Betracht ziehen werden", sagte Walsh. „Es gibt einen Markt für komprimiertes CO 2 ; Es geht in kohlensäurehaltige Getränke und hat verschiedene industrielle Anwendungen. “ Lepidico hat eine Reihe neuartiger Verfahren entwickelt, um die effiziente und wirtschaftliche Herstellung von Lithium aus Lithiumglimmer und Phosphatmineralien zu ermöglichen.
Von den VAE nach Großbritannien
Lepidico hat eine endgültige Machbarkeitsstudie für das vertikal integrierte Phase-1-Projekt abgeschlossen, die die Neuentwicklung von zwei offenen Gruben in der Karibib-Mine in Namibia sowie den Bau einer neuen kleinen Flotationsanlage zur Herstellung des Lepidolith-Amblygonit-Konzentrats erfordert wird nach Abu Dhabi exportiert, um die chemische Umwandlungsanlage L-MAX des Phase-1-Projekts zu versorgen.
"Abu Dhabi ist der weltweit größte Schwefelproduzent, daher gibt es eine reichlich vorhandene, erschwingliche Schwefelquelle, aus der wir Schwefelsäure herstellen können", sagte Walsh. „Es gibt auch Märkte für unsere Massennebenprodukte. Der Nahe Osten importiert etwa 100.000 Tonnen SOP-Dünger hauptsächlich aus Chile.
„Wir werden ungefähr 12.000 Tonnen SOP pro Jahr produzieren und der einzige lokale Produzent sein. Es gibt auch einen Markt im Bauwesen für amorphes Siliciumdioxid. Es ist ein strategischer Standort, an dem wir unsere Kosten minimieren und unseren Umsatz maximieren können und der die Kosten für den Transport des Konzentrats von Namibia nach Abu Dhabi mehr als ausgleicht. “
Teil der Vision der VAE für 2030 ist es, ihre Wirtschaft von der Abhängigkeit von Öl und Gas zu lösen und neue Industrien einzuführen, zu denen nun auch die Herstellung von Lithium für Elektrofahrzeuge gehört.
"Wir haben die endgültige Machbarkeitsstudie abgeschlossen, und die drei Hauptarbeitsbereiche für den Übergang des vertikal integrierten Projekts zur Entwicklung sind: Genehmigungen und Genehmigungen, Produktabnahmen und Finanzen", sagte Walsh.
Lepidico plant die Inbetriebnahme in Namibia in der zweiten Hälfte des Jahres 2022 und die Produktion in der zweiten Jahreshälfte. Die Phase-1-Chemiefabrik in Abu Dhabi soll im ersten Halbjahr 2023 in Betrieb gehen.
Und als ob das nicht genug wäre, kündigte das Unternehmen im Dezember 2020 auch eine Zusammenarbeit mit Cornish Lithium an.
„Wir sehen uns als Wegbereiter in Zusammenarbeit mit der Industrie “, sagte Walsh. „Und genau das machen wir mit Cornish Lithium in Großbritannien. Sie haben die erste Lizenz für unsere Technologie-Suite erworben, die eine lizenzgebührenfreie Zeit beinhaltet.
„Sie können dazu beitragen, die Anwendung unserer Technologien auf die breitere Lithium-Glimmer-Mineralsuite auszudehnen und die wirtschaftliche Lebensfähigkeit von Mineralien wie Zinnwaldit und Polylithionit zu demonstrieren. Im Gegenzug gibt die Technologie Cornish Lithium einen riesigen Schuss in den Arm. Wir haben acht Jahre gebraucht, um an diesen Punkt der technologischen Entwicklung zu gelangen. Sie können jetzt direkt mit dem Pilotieren beginnen. Sie haben nicht nur die Lizenz gekauft, sondern auch das Designpaket für unsere Pilotanlage, das es ihnen wirklich ermöglichen sollte, ihr Projekt zu beschleunigen.
"Wir werden sie unterstützen, wo wir können, und das Team von Strategic Metallurgy unterstützt sie auch", fügte Walsh hinzu. "Ich denke, es ist ein großartiges Ergebnis für die Branche, dass es im Südwesten Englands und in den Vereinigten Arabischen Emiraten umweltfreundliche Projekte gibt, die die ersten kommerziellen Mengen Lithium für beide Länder produzieren könnten."
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