La espodumena es un mineral de piroxeno que consiste en inosilicato de litio y aluminio , LiAl ( SiO3 ) 2 , y es una fuente comercialmente importante de litio. Se presenta como cristales prismáticos de kunzita incoloros a amarillentos, violáceos o lila (ver más abajo), hiddenita de color verde amarillento o verde esmeralda , a menudo de gran tamaño. Se han reportado cristales individuales de 14,3 m (47 pies) de tamaño en las Black Hills de Dakota del Sur , Estados Unidos . [6] [7]
La forma de baja temperatura que se produce naturalmente, la α-espodumena, se encuentra en el sistema monoclínico , y la β-espodumena, de alta temperatura, cristaliza en el sistema tetragonal . La α-espodumena se convierte en β-espodumena a temperaturas superiores a los 900 °C. [5] Los cristales suelen estar muy estriados en paralelo al eje principal. Las caras de los cristales suelen estar grabadas y picadas con marcas triangulares. [ no verificado en el cuerpo ]
La espodumena fue descrita por primera vez en 1800 para una aparición en la localidad tipo de Utö , Södermanland , Suecia . Fue descubierta por el naturalista brasileño José Bonifacio de Andrada e Silva . El nombre se deriva del griego spodumenos (σποδούμενος), que significa "quemado hasta las cenizas", debido al aspecto gris ceniza opaco del material refinado para su uso en la industria. [2]
La espodumena se encuentra en pegmatitas y aplitas de granito ricas en litio . Los minerales asociados incluyen: cuarzo , albita , petalita , eucriptita , lepidolita y berilo . [3]
El material transparente se ha utilizado durante mucho tiempo como piedra preciosa , con variedades como la kunzita y la hiddenita conocidas por su fuerte pleocroísmo . Las localidades de origen incluyen la República Democrática del Congo , Afganistán , Australia , Brasil , Madagascar (ver minería ), Pakistán , Quebec en Canadá y Carolina del Norte y California en los EE. UU.
Desde 2018, se sabe que la República Democrática del Congo ( RDC ) tiene el depósito de roca dura de espodumena de litio más grande del mundo, con operaciones mineras en el territorio central de la RDC de Manono , provincia de Tanganyika . [8] A partir de 2021, la empresa australiana AVZ Minerals [9] está desarrollando el proyecto Manono Lithium and Tin y tiene un tamaño de recurso de 400 millones de toneladas de impurezas bajas de alto grado al 1,65% de óxido de litio ( Li 2 O ) [10] roca dura de espodumena según estudios y perforaciones de Roche Dure, una de varias pegmatitas en el depósito.
La espodumena es una fuente importante de litio , para su uso en cerámica , teléfonos móviles y baterías (incluso para aplicaciones automotrices ), medicina , piroceram y como agente fundente. A partir de 2019, aproximadamente la mitad del litio se extrae de minerales, que consisten principalmente en espodumena. El litio se recupera de la espodumena por disolución en ácido , o extracción con otros reactivos, después de tostarlo para convertirlo en β-espodumena más reactiva. La ventaja de la espodumena como fuente de litio en comparación con las fuentes de salmuera es la mayor concentración de litio, pero a un mayor costo de extracción. [11]
En 2016, se pronosticó que el precio sería de 500 a 600 dólares por tonelada durante los próximos años. [12] Sin embargo, el precio se disparó por encima de los 800 dólares en enero de 2018 y la producción aumentó más que el consumo, lo que redujo el precio a 400 dólares en septiembre de 2020. [13] [14]
La producción mundial de litio a través de espodumena fue de alrededor de 80.000 toneladas métricas por año en 2018, principalmente de la pegmatita de Greenbushes en Australia Occidental y de algunas fuentes chinas y chilenas . Se informa que la mina Talison Minerals en Greenbushes, Australia Occidental (que involucra a Tianqi Lithium , Albemarle Corporation y Global Advanced Metals ), es la segunda más grande del mundo y tiene el grado más alto de mineral con 2,4% de Li 2 O (cifras de 2012). [15]
En 2020, Australia amplió la extracción de espodumena para convertirse en el principal país productor de litio del mundo. [16]
Un importante concentrado económico de espodumena, conocido como concentrado de espodumena 6 o SC6 , es un mineral de litio de alta pureza con aproximadamente un 6 por ciento de contenido de litio que se produce como materia prima para la producción posterior de baterías de iones de litio para vehículos eléctricos. [17] [18]
La extracción de litio del espodumeno, a menudo concentrado de espodumeno 6 (SC6), es un desafío debido a la fuerte unión del litio en la estructura cristalina .
El refinado tradicional de litio en la década de 2010 implica la lixiviación ácida de minerales que contienen litio, la precipitación de impurezas, la concentración de la solución de litio y luego la conversión a carbonato de litio o hidróxido de litio . Estos métodos de refinado dan como resultado cantidades significativas de efluentes y relaves cáusticos , que suelen ser altamente ácidos o alcalinos. [11]
Otro método de procesamiento se basa en el procesamiento pirometalúrgico del SC6 (tostado a altas temperaturas que superan los 800 °C (1470 °F) para convertir la espodumena de la estructura alfa fuertemente unida a una estructura beta más abierta de la que el litio se extrae más fácilmente), para luego enfriarla y hacerla reaccionar con varios reactivos en una secuencia de pasos de procesamiento hidrometalúrgico . Algunos ofrecen el uso de reactivos no cáusticos y dan como resultado flujos de desechos reducidos, lo que potencialmente permite el uso de un proceso de refinación de circuito cerrado. [19]
Los reactivos de extracción adecuados incluyen sulfatos de metales alcalinos, como sulfato de sodio , carbonato de sodio , cloro o ácido fluorhídrico . [20] Una forma común de litio más refinado es el hidróxido de litio , comúnmente utilizado como insumo en la industria de las baterías para fabricar material de cátodo de batería de iones de litio (Li-ion).
La hiddenita es una variedad de gema de color verde esmeralda pálido que se informó por primera vez en el condado de Alexander, Carolina del Norte , EE. UU. [21] Recibió su nombre en honor a William Earl Hidden (16 de febrero de 1853 - 12 de junio de 1918), ingeniero de minas, coleccionista y comerciante de minerales. [22] [ cita(s) adicional(es) necesaria(s) ]
Esta variedad de espodumena de color verde esmeralda se colorea con cromo, al igual que las esmeraldas . Algunas espodumenas verdes se colorean con sustancias distintas del cromo; estas piedras tienden a tener un color más claro; no son hideditas verdaderas.
La kunzita es una piedra preciosa de color púrpura , una variedad de espodumena, cuyo color proviene de cantidades mínimas o mínimas de manganeso . La exposición a la luz solar puede hacer que su color se desvanezca. [22]
La kunzita fue descubierta en 1902 y recibió su nombre en honor a George Frederick Kunz , joyero jefe de Tiffany & Co. en ese momento y destacado mineralogista. [22] Se ha encontrado en Brasil , Estados Unidos, Canadá , la CEI , México , Suecia , Australia Occidental , Afganistán y Pakistán . [22] [23]
Trifano es el nombre utilizado para las variedades amarillentas de espodumena. [24]
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