Lithium Salz Extraktionen in Chile

Lithium Marktbericht September 2019

Lithium ist der begehrteste Star am derzeitigen Metall-Himmel. Durch ein weltweites Umdenken, hin zur Elektromobilität, ist der Bedarf an Lithium in nahezu allen seinen Formen emens angestiegen. Dennoch sind die Lithium Preise stagnierend bis rückläufig.

Der Preisdruck auf Lithium wurde durch eine Überproduktion Chinesischer Produzenten hervor gerufen, die zur Zeit eine Schlüsselposition in der Elektromobilität einzunehmen scheinen.

Die weltweit größten Lithium Vorkommen lagern in Argentinien, Peru, Australien, Bolivien und China. Die weltweit größten Lithium Produzenten sind Argentinien, USA, Australien und China.

Woher kommt Lithium?

Lithium-Petalite

Die industrielle Lithium-Produktion stützte sich seit Jahrzehnten auf mineralische Erzquellen wie Spodumen, Petalith und Lepidolith. Die Extraktion von Lithium aus diesen Rohstoffen ist jedoch signifikant teurer als die Extraktion des Metalls aus lithiumhaltigen Solen. Tatsächlich werden die Kosten für die Gewinnung von Lithium aus Hartgestein auf das Doppelte geschätzt, als für die Herstellung aus Sole, weshalb die meisten dieser Quellen seit Anfang der 2000er Jahre vom Markt verdrängt wurden.

Salarsolen können als unterirdische Speicher mit hohen Konzentrationen an gelösten Salzen wie Lithium, Kalium und Natrium definiert werden. Sie befinden sich im Regelfall unter der Oberfläche von ausgetrockneten Seebetten, den sogenannten Salaren.

Lithium wird normalerweise aus Sole, Spodumen und Ton hergestellt. Allerdings gibt es bei der Weiterentwicklung der technologischen Möglichkeiten neue Formen, die die Extraktion erleichtern können.

Was ist Lithium?

Lithium Metall

Lithium ist ein Metall, das häufig in der Herstellung von Batterien verwendet wird, wie sie in Laptops, Handys und anderen digitalen Geräten verwendet werden. Das Metall wird ebenfalls im Flugzeugbau und für bestimmte Medikamente zur Behandlung von psychischen Erkrankungen eingesetzt. Wenn es zu Lithiumcarbonat verarbeitet wird, kann es bipolare Störungen behandeln.

Die erste Entdeckung erfolgte 1817 durch den schwedischen Chemiker Johan August Arfwedson. Arfwedson war jedoch nicht in der Lage, das Metall zu isolieren, als er erkannte, dass Petalith ein unbekanntes Element enthielt. 1855 gelang es dem britischen Chemiker Augustus Matthiessen und dem deutschen Chemiker Robert Bunsen, diese zu trennen.

Es ist eines der leichtesten und weichsten Metalle, von denen wir wissen. Es kann sogar mit einem Messer geschnitten werden. Aufgrund der geringen Dichte kann Lithium sogar im Wasser schwimmen.

Lithium Verarbeitung aus Sole

Lithium-Chloride

Der größte Teil des heute gefundenen Lithiums wird aus Salzlagerstätten in Regionen im Südwesten Südamerikas und Chinas gewonnen.

Um Lithium aus Salzsolen zu gewinnen, muss das salzhaltige Wasser zunächst an die Oberfläche in eine Reihe von Verdunstungsbecken gepumpt werden, in denen die Sonnenverdunstung über mehrere Monate stattfindet. Da Salzwassersolen in großen Höhen und in Gebieten mit geringen Niederschlägen natürlich vorkommen, ist die solare Verdampfung eine ideale und kostengünstige Methode zur Salzabscheidung.

Meist wird aus den früheren Seen oder Meeren zuerst Kalium abgebaut. In den älteren Salzsolen, die unter den Kaliumschichten lagern beginnt der wirtschaftliche Abbau des Lithiums. Ein wirtschaftlicher Abbau von Lithium beginnt bei einigen hundert Teilen pro Million (ppm) und geht bei den ertragreichsten Lagerstätten bis hin zu 7.000 ppm.

Wenn das Lithiumchlorid in den Verdampfungsbecken eine optimale Konzentration erreicht hat, wird die Lösung zu einer Rückgewinnungsanlage gepumpt, wo Extraktion und Filterung unerwünschtes Bor oder Magnesium entfernen. Anschließend wird es mit Natriumcarbonat (Soda) behandelt und so wird Lithiumcarbonat abgeschieden. Das Lithiumcarbonat wird gefiltert, getrocknet und versandfertig gemacht. Überschüssige Restsole wird in das Speicherbecken zurückgepumpt.

Lithiumcarbonat ist ein haltbares weißes Pulver, das ein wesentlicher Bestandteil des Lithiummarktes ist, da es in spezifische Industriesalze und Chemikalien umgewandelt oder zu Lithiummetall verarbeitet werden kann.

Lithium Verarbeitung aus Spodumen

Die Gewinnung von Lithium aus Spodumen und anderen Mineralien erfordert im Gegensatz zu Salzsolequellen eine breite Palette hydrometallurgischer Prozesse. Aufgrund des hohen Energie- und Materialverbrauchs ist dies ein deutlich kostenintensiverer Prozess als die Solegewinnung, auch wenn diese Lagerstätten einen höheren Lithiumgehalt aufweisen. Aus diesem Grund wird bei diesem Verfahren eine wesentlich geringere Ausbeute an Lithiumproduktion pro Jahr erzielt.

Galaxy Resources, das am Mt Cattlin in Australien Spodumen abbaut, zerkleinert und erwärmt das Erz zunächst in einem Drehkalkofen, um die lithium-kristalline Phase von Alpha in Beta zu umzuwandeln. Dieser Prozess wird als Dekrepitation bezeichnet. Es ermöglicht die Verdrängung des im Erz vorhandenen Lithiums durch Natrium. Das entstehende Spodumenkonzentrat wird gekühlt und zu einem feinen Pulver gemahlen, bevor es mit Schwefelsäure vermischt und erneut geröstet wird. Ein Verdickungsfilter-System trennt dann den Abfall von der konzentrierten Flüssigkeit, während die Filtration Magnesium und Kalzium aus dieser Lösung entfernt.

Schließlich wird Soda zugegeben und Lithiumcarbonat kristallisiert, erhitzt, gefiltert und getrocknet als 99% reines Lithiumcarbonat in den Handel gebracht.

Lithium Verarbeitung aus Ton

Für die Extraktion von Lithium aus Tonen gibt es viele Möglichkeiten. Die Wahl des zu verfolgenden Ansatzes hängt von der Art des jeweiligen Rohstoffs ab. Obwohl viele Lithium-Extraktionsverfahren verwendet wurden, wurden die meisten der derzeitigen Verfahren für Pegmatitrohstoffe entwickelt und sind möglicherweise nicht vollständig effizient bei der Extraktion von Lithium aus Tonmaterial. Studien des Bureau of Mines haben die Kalkgips- und Chloridröstung zur Lithiumgewinnung aus Spodumen und Amblygonit untersucht.

Zu den Techniken, die zur Gewinnung von Lithium aus Tonen erforscht werden, gehören die Wasserdisaggregation, die hydrothermale Behandlung, die Säureauslaugung, die saure Süßwasserauslaugung, die alkalische Wasserauslaugung, die Sulfatröstwasserauslaugung, die Chloridröstwasserauslaugung und die Mehrfachreagenzröstwasserauslaugung. Trotz der Tests hat sich Ton jedoch noch nicht als wirtschaftlich erwiesen und wird auch nicht kommerziell genutzt.

Letztendlich ist die Gewinnung von Lithium aus Sole billig, aber langsam. Die Gewinnung aus Spodumen ist teuer, aber schnell, und die Verarbeitung von Ton ist noch nicht kommerziell getestet. Es werden bahnbrechende neue Lithium-Extraktionstechnologien untersucht, darunter Auswaschung, Lösungsmittelextraktion, geothermische Extraktion und Elektrolyse, aber die Ergebnisse sind zu unklar, um zur Zeit kommerziell genutzt zu werden.

Formen der Lithium-Extraktion

Obwohl sie nicht weit verbreitet sind, haben sich auch die folgenden Verfahren als geeignet erwiesen, um die Lithiumproduktion zu fördern:

Verwendung von Meerwasser. Lithium existiert auch in unseren Ozeanen. Derzeit gibt es Verfahren zur Extraktion des Metalls aus Meerwasser, einschließlich des Extraktionsprozesses der Ko-Präzipitation – bei dem Lithium von anderen im Wasser vorhandenen Ionen getrennt wird. Um den Prozess zu erleichtern, werden jedoch immer noch neuere Formen der Technologie entwickelt.

Verwendung von recycelter Elektronik. Obwohl dies nicht unbedingt eine Form der Extraktion ist, ist es eine einfache Möglichkeit, die Lithiumquellen der Welt zu erweitern.

Im Jahr 2008 begann das Konsortium „Geortérmica del Norte“ – bestehend aus dem staatlichen chilenischen Bergbauunternehmen ENAP und Codelco sowie der italienischen Enel Green Power – mit der Erkundung des Feldes „quebrada El Zoquete“ in der Nähe des Geothermiefeldes El Tatio in der II. Region Chiles, um eine 40 MW Geothermieanlage zu errichten.
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Umwandlung von Lithiumchlorid in Metall

Die Umwandlung von Lithiumchlorid in Lithium-Metall erfolgt in einer elektrolytischen Zelle mit Lithiumchlorid. Das Chlorid wird mit Kaliumchlorid in einem Verhältnis von 55% Lithiumchlorid zu 45% Kaliumchlorid gemischt, um einen schmelzbaren eutektischen Elektrolyten herzustellen. Kaliumchlorid wird zugesetzt, um die Leitfähigkeit des Lithiums zu erhöhen und gleichzeitig die Schmelztemperatur zu senken.

Beim Schmelzen und Electrolysieren bei etwa 450° C wird Chlorgas freigesetzt, während geschmolzenes Lithium an die Oberfläche des Elektrolyten steigt und sich in gusseisernen Gehäusen sammelt. Das entstehende reine Lithium wird in Paraffinwachs eingewickelt, um eine Oxidation zu verhindern. Das Umwandlungsverhältnis von Lithiumcarbonat zu Lithiummetall liegt bei etwa 5,3 zu 1.

Globale Lithium-Produktion

Obwohl Chile und Australien die über die weltweit größten Lithiumvorkommen verfügen, sind die USA, Argentinien und China ebenfalls wichtige Produzenten. Der Markt für Lithium wird von vier Unternehmen stark dominiert: Sociedad Química y Minera de Chile, Talison aus Australien, Chemetall in Deutschland und FMC in den USA.

Lithiumcarbonat wird in der Regel mit Drei- bis Fünfjahresverträgen von Bergbauunternehmen an Raffinerien – verkauft, die unter anderem die oben genannten Lithium Produkte produzieren und vermarkten,

Im Jahr 2017 betrug die weltweite Produktion von Lithium (ohne US-Produktion) 43.000 Tonnen.

Der aktuelle Lithium Markt – September 2019

LITHIUM wird im Zuge der kommenden Revolution der Elektrofahrzeuge der wichtigste Player sein, aber das Tech-Metal ist in den schwierigen Zeiten der jüngsten Vergangenheit eingebrochen.

Der Preisverfall wurde, wie so viele der australischen Exportressourcen, von China diktiert, wo ein Überangebot zu einem Preisverfall geführt hat, der ausreicht, um den stabilen und sogar steigenden Preisen der anderen Länder zu begegnen.

Ein Insider sagte, dass ein Überangebot über den Markt geherrscht hat. Doch Lithium sei nicht das einzige Metall bei dem dieses chinesische Vorgehen beobachtet wurde. Im Lithiummarkt sei zur Zeit ein massives Überangebot von 6N Spodumenkonzentrat.Dies hat sich restriktiv auf einige Minderwertige Lithiumprodukte ausgewirkt.

Als eine besorgniseregende Auswirkung hat sich die dadurch erschwerte Kapitalbesorgung junger Miner und Explorer kristalisiert. Immer mehr kleine Berbauunternehmen müssen ihre Projekte aufgeben oder größeren, meist Chinesischen Firmen, überlassen. Dies wird in den kommenden Jahren zu Problemen, ähnlich wie im seltenen Erden Markt, führen. Die Elektromobilität drängt unaufhaltsam nach vorne und schreit ungebremst nach größeren Liefermengen an Lithium. Ähnliches Vorgehen wird auch in anderen Märkten wie bei Nickel und Kobalt beobachtet.

Das Australian Resources and Energy Ministerium prognostiziert, dass die australische Lithiumproduktion von geschätzten 272.266 Tonnen im Zeitraum 2018-19 auf etwa 335.000 Tonnen im Zeitraum 2020-2021 steigen wird, wobei steigende Produktionswerte und neue Raffinerien bereits berücksichtigt sind.

Das herrschende Überangebot an Lithium läßt auf ein zukünftige Nachfrage auf dem Lithiummarkt schliessen. Die Lieferketten werden sich in der Zukunft den Gegebenheiten anpassen müssen. Große Industrieunternehmen werden sich direkt mit den Bergbaugesellschaften über Abnahmen von den begehrten Rohstoffen zusammen setzen müssen.

Das derzeitige Überangebot läßt jedoch auf die weltweiten Produktionskapazitäten schliessen. Demnach ist die Produktion noch nicht am Limit angelangt und kann den Markt weiterhin mit Lithium versorgen. Dies schliesst wiederum eine schnelle Korrektur des Lithium Markts nach oben aus. Es wird jedoch davon ausgegangen, das sich das Bild in den Jahren 2022 / 2023 wenden wird und die Nachfrage das Angebot übertreffen wird.

News der big Player auf dem Lithium Markt

Lithium Produzent Albemarle

Der US-Lithiumriese Albemarle hat angekündigt, seine australischen Entwicklungspläne drastisch zu reduzieren.

Das Unternehmen gab seine 75.000 tpa Erweiterung in der Kemerton Lithiumhydroxid-Anlage in der Nähe von Bunbury im Südwesten von West-Australien auf, nach der Reorganisation eines Vertrages mit MinRes in seinem Wodgina-Projekt.

Albemarle besitzt zudem 49 Prozent der Greenbushes-Lithium-Mine im Südwesten von WA, die sich derzeit in der Erweiterung befindet.

Lithium Producer Galaxy resources

Galaxy Resources hatte auch ein schwieriges Jahr 2019,

als es nach einer Überprüfung der Lithiumreserven in der Flaggschiff-Mine Mount Cattin in WA eine nicht geldwirksame Wertminderung in Höhe von 222m-$274 Mio. $ gab.

Lithium Producer Tianqi Lithium

Tianqi Lithium stoppt seine Erweiterung der weltweit größten Lithium Verarbeitungsanlage

Der chinesische Lithium-Miner Tianqi, einer der weltweit führenden Produzenten von Weißmetall, hat die Pläne für die Fertigstellung einer zweiten Ausbaustufe in Höhe von 300 Millionen AUD (186 Millionen Euro) in der größten Lithiumhydroxid-Anlage der Welt verschoben, da ein Überangebot an Lithiumhydroxid die Preise weiter nach unten treibt.

Das Unternehmen, das am Dienstag die erste Stufe seines Werks in Kwinana offiziell eröffnet hat, sagte, dass die Entscheidung getroffen wurde, sich auf den Abschluss der Anfangsphase der Anlage zu konzentrieren und nicht auf die Marktbedingungen zu reagieren.

Bei voller Produktion wird Kwinana voraussichtlich 48.000 Tonnen Lithiumhydroxid in Batteriequalität pro Jahr produzieren und Spodumenkonzentrat aus der zur Hälfte zum Konzern gehörenden Greenbushes-Mine von Tianqi im Südosten von Perth verarbeiten.

Auch die chilenische Chemical and Mining Society (SQM), der zweitgrößte Lithiumproduzent der Welt, hat die Auswirkungen der schwachen Preise gezeigt. Letzten Monat verzeichnete es einen Rückgang des Gewinns um 47,5% auf 70,2 Mio. $

Der brasilianische Lithium-Produzent Sigma ist im Gespräch mit Tesla.

Das brasilianische Lithium-Startup Sigma Lithium Resources Corp hat Gespräche mit Tesla Inc. und anderen Automobilherstellern über die Lieferung der wichtigsten Batteriesubstanz in den kommenden Jahren geführt, sagte der Chief Executive des Unternehmens am Donnerstag.

Sigma, das kürzlich die Lizenz für den Start des Hartgesteins-Lithiumabbaus im brasilianischen Bundesstaat Minas Gerais erhielt, traf sich auf Wunsch des Automobilherstellers mit dem Tesla-Lieferanten Ganfeng Lithium. Aber es hält sich wegen der von dem chinesischen Unternehmen geforderten Rahmenbedingungen zurück, sagte Chief Executive Calvyn Gardner in einem Interview.

„Es gibt eine Menge anderer Dinge, die sie brauchen, nicht nur Preise, sondern auch andere Anforderungen, die etwas komplizierter sind, was Sigma darauf beschränkt, fast ausschließlich nach China zu liefern“, sagte Gardner am Rande einer brasilianischen Minenkonferenz. „Es ist nicht wirklich das, was wir auf lange Sicht wollen.“

Sigma, die zu den kostengünstigsten Lieferanten des Minerals weltweit gehören würde, hat auch informelle Gespräche mit den deutschen Automobilherstellern Volkswagen und BMW geführt.

Der Chilenischer Lithiumproduzent SQM rüstet für die Zukunft

Der chilenische Lithiumproduzent SQM erwartet, in den nächsten fünf Jahren rund 2,1 Milliarden Dollar zu investieren, um seine Produktion inmitten einer voraussichtlich steigenden Nachfrage nach dem ultraleichten Batteriemetall zu stärken, sagte das Unternehmen Investoren am Dienstag in New York.

Etwa 1,332 Milliarden US-Dollar dieser Investition würden in den Lithiumbetrieb fließen, wobei weitere Beträge in den Ausbau der Nitrat- und Jodkapazität und die Instandhaltung zwischen 2019 und 2023 fließen, sagte Ricardo Ramos, Chief Executive, in einer Präsentation.

Aber Pablo Altimiras, Senior Vice President für die Lithium- und Jodabteilung von SQM´s, sagte, er erwarte eine solide Nachfrage in den kommenden Jahren.

„Die Fundamentaldaten unterstützen eine Vision von einem signifikanten Wachstum in den kommenden Jahren“, sagte er.

Ramos sagte, er erwartete, dass das Lithium-Absatzvolumen bis 2025 durch Operationen in Chile und Australien 173.000 Tonnen erreichen würde.

„Die Wachstumschancen im Lithium-Geschäft könnten bis 2025 zu einem Bruttogewinnbeitrag von rund einer Milliarde US-Dollar führen“, so die Schlussworte der Präsentation.

Moody´s sieht in den 20er Jahren eine versechsfachung des Batteriemetallmarkts

Die Nachfrage nach Metallen, die in batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen verwendet werden, könnte sich versechsfachen, wenn Elektroautos bis Mitte der 20er Jahre 8% des Straßenverkehrs erreichen und damit enorme Dividenden für Produktionsländer wie die Demokratische Republik Kongo liefern, sagte Moody’s am Dienstag.

Die Ratingagentur sagte, dass eine weltweite Umstellung auf Elektrofahrzeuge wahrscheinlich die Nachfrage nach Kobalt, von dem die Demokratische Republik Kongo der weltweit größte Produzent ist, sowie nach Lithium, Nickel und Kupfer erhöhen würde.

Allerdings könnte eine schwache Regierungsführung im zentralafrikanischen Land Investoren abschrecken und sein Potenzial zunichte machen, fügte sie in einer Research Note hinzu.

Andere Volkswirtschaften, die die Vorteile des Vorhabens in Richtung Elektroautos nutzen würden, sind Chile und die Philippinen, gefolgt von Peru, Indonesien und Australien, sagte sie.

Der Batterieboom hat das größte Potenzial, die Bonität des Kongo zu erhöhen, da der Produktionswert dieser Metalle im Vergleich zu seiner Wirtschaft „extrem groß“ wäre.

Bis 2030 könnte die Kobaltproduktion fast 16% des gesamten BIP der Demokratischen Republik Kongo im vergangenen Jahr, mehr als die Hälfte der Warenausfuhren und 133% der Staatseinnahmen ausmachen und die Haushalts- und Leistungsbilanzsalden deutlich erhöhen, schrieb Moody’s.

Die Lithium Zukunft

Lithium aus Hartgesteinsvorteil

Die weltweite Lithiumproduktion verschiebt sich in Richtung der Nutzung von Hartgesteinsvorkommen wie Spodumenerz, da das aus Hartgestein hergestellte Lithiumhydroxid für den Einsatz in hochnickelhaltigen Produkten wie Batterien besser geeignet ist.

Hartgestein ist auch weniger wasserabhängig als Sole, und aufgrund des hohen Wasserbedarfs für die Soleproduktion ist es in einigen südamerikanischen Regionen zu einem umstrittenen Thema geworden.

Diese und viele weitere Faktoren werden wahrscheinlich dazu führen, dass die Hartgestein-Lithiumproduktion das globale Produktionswachstum dominiert, und Australien dürfte im Mittelpunkt dieser Produktion stehen.

Es wird zwar nicht mit einem deutlichen Preisanstieg gerechnet, aber die Produktionsleistung Australiens ist es.

Neue Lieferketten

Da die Lieferketten zwischen China, Japan und den EU-Märkten sowie China und Chile auf den koreanischen Märkten den Markt als die beiden Hauptakteure dominierten, sagte ein Insider, dass neue Projekte neue Lieferketten eröffnen werden, wenn der „Lithium-Winter“ vorbei ist.

„Viele neue argentinische Soleprojekte und Nevada-Tone sind für mich beide sehr aufregend“, sagte er.

„Ich denke, das könnten große Lithium produzierende Regionen werden, und in der ganzen Welt wird es meiner Meinung nach auch eine Reihe anderer Projekte geben, die lokale Lieferketten bedienen, wie z.B. europäische Lithiumprojekte für Kathoden in Deutschland und Osteuropa.“

Die Zukunft von Lithium nach 2018 hat bei Analysten Besorgnis ausgelöst, da erwartet wird, dass die EV-Verkäufe etwa zur gleichen Zeit wie das groß angelegte Lithium-Recycling beginnen werden.

Aber das kann von geringer Bedeutung sein, wenn man die aktuelle Versorgung mit dem Batteriemetall im Vergleich zur erwarteten Nachfrage der 2020er Jahre betrachtet.

„Wir brauchen viel mehr Lithium aus dem Boden, bevor das Lithium-Recycling relevant wird“, wurde gesagt.

Bericht: Institut für seltene Erden und Metalle, Arndt Uhlendorff – September 2019

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