Прејди на содржината

Сподумен

Од Википедија — слободната енциклопедија
Сподумен
Проспект „Волнат Хил Пегматит“, Хантингтон, округ Хемпшир, Масачусетс, САД (големина: 14,2 × 9,2 × 3,0 см)
Општо
КатегоријаИносиликатни минерали (едноверижни)
Формулалитиум алуминиум силикат, LiAl(SiO3)2
Штрунцова класификација9.DA.30
Данина класификација65.1.4.1
Просторна групаC2/c
Единична ќелијаa = 9.46 Å, b = 8.39 Å
c = 5.22 Å
β = 110.17°; Z = 4
Распознавање
БојаМногу променлива: бела, безбојна, сива, розова, јоргована, виолетова, жолта и зелена, може да биде двобојна; смарагдно зелена – скриенит; јоргована – кунзит; жолта – трифанска
Хабитуспризматичен, генерално сплескан и издолжен, набразден паралелен со {100}, најчесто масивен
Кристален системмоноклински
Сраснувањезаеднички на {100}
ЦепливостСовршено призматичен, две насоки {110} ∧ {110} at 87°
ПреломНерамномерно до субконхоидно
ЖилавостКршлив
Цврстина на Мосовата скала6.5–7
СјајСтаклесто, бисерно
Огреббела
Специфична тежина3.03–3.23
Оптички својстваBiaxial (+)
Показател на прекршувањеnα = 1.648–1.661 nβ = 1.655–1.670 nγ = 1.662–1.679
Двојно прекршувањеδ = 0.014–0.018
ПлеохроизамСилен во кунзит: α-виолетова, γ-безбојна; скриенит: α-зелена, γ-безбојна
2V-агол54° to 69°
Споивост3.5
Растворливостнерастворлив
Други особеностиТенебрескенција, хатојанција
Наводи[1][2][3][4]

Сподумен — пироксен минерал кој се состои од литиум алуминиум иносиликат, LiAl ( SiO3)2, и е комерцијално важен извор на литиум. Се јавува како безбоен до жолтеникав, виолетов или јорговано кафеав кунзит, или алтернативно жолтеникаво-зелен или смарагдно-зелен хиндит; има форма на призматични кристали, често со голема големина. Монокристали од 14,3 метри по големина се пријавени од Блек Хилс во Јужна Дакота, САД. [5]

Природно појавената нискотемпературна форма α-сподумен е во моноклинскиот систем, а високотемпературниот β-сподумен кристализира во четириаголниот систем. α-сподуменот се претвора во β-сподумен на температури над 900°C. Типично, кристалите се силно набраздени по главната оска. Кристалните површини често се гравирани и обележани со триаголни ознаки.

Откривање и појава

[уреди | уреди извор]

Сподуменот првпат бил опишан во 1800 година за појава во типскиот локалитет во Уте, Седерманланд, Шведска. Бил откриен од бразилскиот природонаучник Хозе Бонифацио де Андрада е Силва. Името е изведено од грчкиот збор сподуменос (σποδούμενος), што значи „изгорен до пепел“, поради непроѕирниот пепелаво-сив изглед на материјалот рафиниран за употреба во индустријата.

Сподумен се јавува во гранитни пегматити и аплити богати со литиум. Поврзани минерали вклучуваат кварц, албит, петалит, еукриптит, лепидолит и берил.

Проѕирниот материјал долго време се употребува како скапоцен камен, со сорти кунзит и хипондит познати по нивниот силен плеохроизам. Изворните места вклучуваат Демократска Република Конго (ДРК), Авганистан, Австралија, Бразил, Мадагаскар, Пакистан, Квебек во Канада и Северна Каролина и Калифорнија во САД.

Од 2018 година, Демократска Република Конго била позната по тоа што го има најголемото наоѓалиште на тврда карпа литиум сподумен во светот, со рударски операции што се одвивале на средишната територија на ДРК, Маноно, покраина Тангањика.[6] Од 2021 година, австралиската компанија AVZ Minerals[7] го развивал проектот за литиум и калај Маноно и имала проценка на големината на ресурсите од 400 милиони тони висококвалитетна руда со ниски нечистотии со 1,65% литиум оксид (Li2O)[8] сподумен, врз основа на студии и дупчење на Рош Дур, еден од неколкуте пегматити во наоѓалиштето.

Економско значење

[уреди | уреди извор]

Сподуменот е важен извор на литиум, за употреба во керамика, мобилни телефони и батерии (вклучително и за автомобили), медицина, пироцерам и како средство за флуксирање. Од 2019 година, околу половина од литиумот се извлекува од минерални руди, кои главно се состојат од сподумен. Литиумот се добива од сподуменот преку растворање во киселина или себ извлекува со други реагенси, по печење за да се претвори во пореактивен β-сподумен. Предноста на сподуменот како извор на литиум во споредба со изворите на саламура е повисоката концентрација на литиум, но со повисока цена на екстракција. [9]

Во 2016 година, се предвидувало дека цената на концентратот од сподумен ќе биде 500-600 долари/тон во наредните години. [10] Сепак, цената се зголемила над 800 долари во јануари 2018 година, а производството се зголемило повеќе од потрошувачката, што резултирало со намалување на цената на 400 долари до септември 2020 година. [11] [12]

Светското производство на литиум преку сподумен изнесувало околу 80.000 метрички тони годишно во 2018 година, првенствено од пегматитот Гринбушес во Западна Австралија и од некои кинески и чилеански извори. Рудникот Талисон Минералс во Гринбушес, Западна Австралија (во кој се вклучени Тианки Литиум, Албемарле Корпорејшн и Глобал Адванд Металс), се смета за втор по големина во светот и има највисок степен на руда од 2,4% Li2O (бројки од 2012 година). [13]

Во 2020 година, Австралија го проширила рударството на сподумен и станала водечка земја за производство на литиум во светот. [14]

Важен економски концентрат на сподумен, познат како концентрат на сподумен 6 или SC6, е литиумска руда со висока чистота со околу 6% содржина на литиум која се произведува како суровина за последователно производство на литиум-јонски батерии за електрични возила. [15] [16]

Рафинирање

[уреди | уреди извор]

Извлекувањето на литиум од сподумен, често SC6, е предизвикувачка поради цврстото врзување на литиумот во кристалната структура.

Традиционалното рафинирање на литиум во 2010-тите вклучува киселинско исцедување на рудите што содржат литиум, таложење на примеси, концентрација на растворот на литиум, а потоа претварање во литиум карбонат или литиум хидроксид. Овие методи на рафинирање резултираат со значителни количини на каустичен отпад и јаловина, кои обично се или многу кисели или алкални. Соодветни реагенси за извлекување вклучуваат сулфати на алкални метали, како што се натриум сулфат, натриум карбонат, хлор или флуороводородна киселина. [17]

Друг метод на обработка се потпира на пирометалуршка обработка на SC6-печење на високи температури над 800 °C (1,470 °F) за претворање на сподуменот од цврсто врзаната алфа структура во поотворена бета структура од која литиумот полесно се екстрахира - потоа ладење и реакција со различни реагенси во низа чекори на хидрометалуршка обработка. Некои нудат користење на некаустични реагенси и резултираат со намалени отпадни текови, потенцијално овозможувајќи употреба на процес на рафинирање со затворен циклус. [18] Тесла го развил и, од 2025 година, го операционализирал во голем обем овој процес на рафинирање на литиум кој не бара силни киселини за извлекување на литиум од сподумен. Нивниот метод меши натриум хлорид со концентратот на сподумен со отворена бета структура и вода. Агитацијата на високи температури произведува кашеста маса богата со литиум која може да се филтрира и прочисти во литиум хидроксид. Песоците и отпадните производи од варовник можат да се пренаменат како градежни материјали. Рафинеријата на Тесла вредна 375 милиони долари, сместена на 1.200 хектари во Робстаун, Тексас, е во изградба со употреба на овој процес. Делумно започнал со работа во декември 2024 година. Местоположбата била избрана поради неговата близина до пристаништето Корпус Кристи, каде што лесно може да се увезе сподумен. [19]

Честа форма на повисоко рафиниран литиум од двата горенаведени процеси е литиум хидроксид, кој најчесто се употребува како влезна супстанца во индустријата за батерии за производство на катоден материјал за литиум-јонски (Li-ion) батерии.

Сорти на скапоцени камења

[уреди | уреди извор]

Хиденит

[уреди | уреди извор]

Хиденит е бледо, смарагдно-зелена сорта скапоцен камен за прв пат пријавена од округот Александар, Северна Каролина, САД Именуван е во чест на Вилијам Ерл Хиден (16 февруари 1853 - 12 јуни 1918), рударски инженер, собирач на минерали и трговец со минерали.

Оваа смарагдно-зелена сорта на сподумен е обоена со хром, исто како и смарагдите. Некои зелени сподумени се обоени со супстанции различни од хромот; ваквите камења имаат склонетост да имаат посветла боја; тие не се вистински скриенити.

Кунзит

[уреди | уреди извор]

Кунзитот е виолетов скапоцен камен, вид на сподумен, чија боја доаѓа од мали до траги од манган. Изложеноста на сончева светлина може да ја избледи неговата боја.

Кунзитот бил откриен во 1902 година и е именуван според Џорџ Фредерик Кунц, главен јувелир на „Tiffany & Co.“ во тоа време и познат минералог. [20] Пронајден е во Бразил, САД, Канада, ЗНД, Мексико, Шведска, Западна Австралија, Авганистан и Пакистан. [20] [21]

Трифан

[уреди | уреди извор]

Трифан е името што се употребува за жолтеникави сорти на сподумен. [22]

Наводи

[уреди | уреди извор]
  1. ↑ Spodumene Архивирано на 1 декември 2017 г., Mindat.org
  2. ↑ Anthony, John W., Bideaux, Richard A., Bladh, Kenneth W., and Nichols, Monte C. (1990). Handbook of Mineralogy Архивирано на 27 мај 2012 г.. Mineral Data Publishing, Tucson, Arizona
  3. ↑ Hurlbut, Cornelius S.; Klein, Cornelis, 1985, Manual of Mineralogy, 20th ed., ISBN 0-471-80580-7
  4. ↑ Deer, Howie and Zussman, Rock Forming Minerals, v. 2 Chain Silicates, Wiley, 1963 pp. 92–98
  5. ↑ Schwartz, G. (1928). „The Black Hills Mineral Region“. American Mineralogist. 13: 56–63.
  6. ↑ „This Congo project could supply the world with lithium“. MiningDotCom. 10 December 2018. Архивирано од изворникот 14 April 2021. Посетено на 26 March 2021.
  7. ↑ „AVZ Minerals Limited“. AVZ Minerals. Архивирано од изворникот 14 April 2021. Посетено на 25 March 2021.
  8. ↑ „AVZ Minerals Definitive Feasibility Study (DFS – April 2020)“. AVZ Minerals. Архивирано од изворникот 2021-04-14. Посетено на 2021-03-31.
  9. ↑ Rioyo, Javier; Tuset, Sergio; Grau, Ramón (12 August 2020). „Lithium Extraction from Spodumene by the Traditional Sulfuric Acid Process: A Review“. Mineral Processing and Extractive Metallurgy Review. 43: 97–106. doi:10.1080/08827508.2020.1798234. ISSN 0882-7508.
  10. ↑ „Spodumene concentrate forecasted price 2020“. Statista. 21 July 2016. Архивирано од изворникот на 1 December 2020.
  11. ↑ Shi, Carrie; Ouerghi, Dalila (5 October 2020). „Demand pick-up halts spodumene price fall“. www.metalbulletin.com. Архивирано од изворникот на 11 October 2020.
  12. ↑ „Lithium Resources and Energy Quarterly“ (PDF). December 2019. Архивирано од изворникот (PDF) на 22 September 2020.
  13. ↑ „Greenbushes Lithium Mine“. Golden Dragon Capital. Архивирано од изворникот на 19 January 2019. Посетено на 18 January 2019.
  14. ↑ Jaskula, Brian W. (January 2020). „Mineral Commodity Summaries 2020“ (PDF). U.S. Geological Survey. Архивирано од изворникот (PDF) на 1 November 2020. Посетено на 29 June 2020.
  15. ↑ Jamasmie, Cecilia (28 September 2020). „Piedmont Lithium stock soars on confirmed Tesla deal“. mining.com. Архивирано од изворникот на 16 March 2021. Посетено на 13 March 2021.
  16. ↑ Piedmont Lithium Signs Sales Agreement with Tesla Архивирано на {{{2}}}., 28 September 2020, retrieved 14 March 2021.
  17. ↑ Choubey, Pankaj K.; Kim, Min-seuk; Srivastava, Rajiv R.; Lee, Jae-chun; Lee, Jin-Young (April 2016). „Advance review on the exploitation of the prominent energy-storage element: Lithium. Part I: From mineral and brine resources“. Minerals Engineering. 89: 119–137. Bibcode:2016MiEng..89..119C. doi:10.1016/j.mineng.2016.01.010.
  18. ↑ Clemens, Kevin (3 November 2023). „Tesla's lithium refinery plant on the Texas Gulf Coast is ahead of schedule and should begin production by mid-2024“. EE Power. Посетено на 18 November 2024.
  19. ↑ Lingle, Brandon (2024-12-16). „Tesla begins operation at its South Texas lithium refinery, firing up its kiln for first time“. San Antonio Express-News. Архивирано од изворникот на 2024-12-22. Посетено на 2025-01-30.
  20. 1 2 Cook, Robert B. (1 September 1997). „Connoisseur's Choice: Spodumene var. Kunzite, Nuristan, Afghanistan“. Rocks & Minerals. 72 (5): 340–343. Bibcode:1997RoMin..72..340C. doi:10.1080/00357529709605063. ISSN 0035-7529.Cook, Robert B. (1 September 1997).
  21. ↑ „Kunzite Gemstone | Kunzite Stone – GIA“. www.gia.edu. Архивирано од изворникот на 2023-03-01. Посетено на 2023-03-01.
  22. ↑ Brooks, Kent (2020). „Lithium minerals“. Geology Today. 36 (5): 192–197. Bibcode:2020GeolT..36..192B. doi:10.1111/gto.12326. ISSN 1365-2451. Архивирано од изворникот на 2021-08-23. Посетено на 2021-08-23.

Извори

[уреди | уреди извор]
  • Kunz, George Frederick (1892). Gems and Precious Stones of North America. New York: The Scientific Publishing Company.
  • Palache, C., Davidson, S. C., and Goranson, E. A. (1930). "The Hiddenite deposit in Alexander County, N. Carolina". American Mineralogist Vol. 15 No. 8 p. 280
  • Webster, R. (2000). Gems: Their Sources, Descriptions and Identification (5th ed.), pp. 186–190. Great Britain: Butterworth-Heinemann.
  • The key players in Quebec lithium Архивирано на 30 јануари 2013 г., "Daily News", The Northern Miner, 11 August 2010.

Надворешни врски

[уреди | уреди извор]
Преземено од „https://mk.wikipedia.org/w/index.php?title=Сподумен&oldid=5512054“