Сподумен — это пироксеновый минерал , состоящий из литиевого алюмосиликата , Li Al ( Si O 3 ) 2 , и является коммерчески важным источником лития. Он встречается в виде бесцветного или желтоватого, пурпурного или сиреневого кунцита (см. ниже), желтовато-зеленого или изумрудно-зеленого гидденита , призматических кристаллов, часто большого размера. Отдельные кристаллы размером 14,3 м (47 футов) были обнаружены в Блэк-Хиллс в Южной Дакоте , США . [6] [7]
Встречающаяся в природе низкотемпературная форма α-сподумена находится в моноклинной системе, а высокотемпературный β-сподумен кристаллизуется в тетрагональной системе. α-сподумен превращается в β-сподумен при температурах выше 900 °C. [5] Кристаллы обычно сильно исчерчены параллельно главной оси. Грани кристаллов часто протравлены и испещрены треугольными отметинами. [ не проверено в теле ]
Сподумен был впервые описан в 1800 году для обнаружения в типовой местности в Утё , Сёдерманланд , Швеция . Он был открыт бразильским натуралистом Хосе Бонифасио де Андрада э Сильва . Название происходит от греческого spodumenos (σποδούμενος), что означает «сожженный дотла», из-за непрозрачного пепельно-серого цвета материала, очищенного для использования в промышленности. [2]
Сподумен встречается в богатых литием гранитных пегматитах и аплитах . Ассоциированные минералы включают: кварц , альбит , петалит , эвкриптит , лепидолит и берилл . [3]
Прозрачный материал долгое время использовался как драгоценный камень , а разновидности кунцита и гидденита известны своим сильным плеохроизмом . Местонахождения источников включают Демократическую Республику Конго , Афганистан , Австралию , Бразилию , Мадагаскар (см. горнодобывающая промышленность ), Пакистан , Квебек в Канаде , а также Северную Каролину и Калифорнию в США.
С 2018 года Демократическая Республика Конго ( ДРК ) известна тем, что имеет крупнейшее в мире месторождение лития-сподумена в твердой породе, добыча которого ведется на центральной территории ДРК в Маноно , провинция Танганьика . [8] По состоянию на 2021 год австралийская компания AVZ Minerals [9] разрабатывает проект по добыче лития и олова в Маноно и имеет размер ресурсов в 400 миллионов тонн высококачественной низкопримесной руды с содержанием оксида лития ( Li 2 O ) [10] на основе исследований и бурения Рош-Дюре, одного из нескольких пегматитов на месторождении.
Сподумен является важным источником лития для использования в керамике , мобильных телефонах и аккумуляторах (в том числе для автомобильных применений), медицине , ситокерамике и в качестве флюсующего агента. По состоянию на 2019 год около половины лития извлекается из минеральных руд, которые в основном состоят из сподумена. Литий извлекается из сподумена путем растворения в кислоте или экстракции другими реагентами после обжига для преобразования его в более реактивный β-сподумен. Преимущество сподумена как источника лития по сравнению с источниками рассола заключается в более высокой концентрации лития, но при более высокой стоимости извлечения. [11]
В 2016 году прогнозировалось, что цена составит 500–600 долларов за тонну на долгие годы вперед. [12] Однако в январе 2018 года цена резко выросла до 800 долларов, а производство увеличилось больше, чем потребление, в результате чего цена снизилась до 400 долларов в сентябре 2020 года. [13] [14]
Мировое производство лития через сподумен составило около 80 000 метрических тонн в год в 2018 году, в основном из пегматита Гринбушес в Западной Австралии и из некоторых китайских и чилийских источников. Шахта Talison Minerals в Гринбушес, Западная Австралия (с участием Tianqi Lithium , Albemarle Corporation и Global Advanced Metals ), как сообщается, является второй по величине в мире и имеет самое высокое содержание руды в 2,4% Li 2 O (данные за 2012 год). [15]
В 2020 году Австралия расширила добычу сподумена и стала ведущей страной-производителем лития в мире. [16]
Важный экономический концентрат сподумена, известный как концентрат сподумена 6 или SC6 , представляет собой высокочистую литиевую руду с содержанием лития около 6 процентов, которая добывается в качестве сырья для последующего производства литий-ионных аккумуляторов для электромобилей. [17] [18]
Извлечение лития из сподумена, часто концентрата сподумена 6 (SC6), является сложной задачей из-за прочной связи лития в кристаллической структуре . Методы обработки основаны на пирометаллургической обработке — обжиге при высоких температурах, превышающих 800 °C (1470 °F), для преобразования сподумена из прочно связанной альфа-структуры в более открытую бета-структуру, из которой литий легче извлекается, — затем охлаждении и реакции с различными реагентами в последовательности этапов гидрометаллургической обработки. Подходящие реагенты для извлечения включают сульфаты щелочных металлов, такие как сульфат натрия ; карбонат натрия ; хлор ; или плавиковая кислота . [19] Распространенной формой более высокоочищенного лития является гидроксид лития , обычно используемый в качестве входного материала в аккумуляторной промышленности для производства литий-ионного (Li-ion) катодного материала аккумулятора.
Гидденит — бледный изумрудно-зеленый драгоценный камень, впервые обнаруженный в округе Александр, Северная Каролина , США. [20] Он был назван в честь Уильяма Эрла Хиддена (16 февраля 1853 г. — 12 июня 1918 г.), горного инженера, коллекционера и торговца минералами. [21] [ необходимы дополнительные ссылки ]
Эта изумрудно-зеленая разновидность сподумена окрашена хромом, как и изумруды . Некоторые зеленые сподумен окрашены другими веществами, а не хромом; такие камни, как правило, имеют более светлый цвет; они не являются настоящим гидденитом.
Кунцит — это драгоценный камень фиолетового цвета , разновидность сподумена, цвет которого обусловлен незначительными или следовыми количествами марганца . Воздействие солнечного света может привести к выцветанию его цвета. [21]
Кунцит был обнаружен в 1902 году и назван в честь Джорджа Фредерика Кунца , главного ювелира Tiffany & Co в то время и известного минералога. [21] Он был найден в Бразилии , США, Канаде , СНГ , Мексике , Швеции , Западной Австралии , Афганистане и Пакистане . [21] [22]
Трифан — это название желтоватых разновидностей сподумена. [23]
Тексты на Викиресурсе:
