Suomen litium varannot Suomen kriittiset metallit - seminaari Kaustinen 26.10. 2015 Timo Ahtola 1 • • • • Yleistä Litium (Li) on alkalimetalli, alkalimetalli jonka järjestysluku jaksollisessa järjestelmässä on kolme kevyin y metalli jja huoneenlämpötilassa p tiheydeltään y pienin kiinteä alkuaine Luonnossa se reagoi voimakkaasti muiden aineiden, kuten esim. veden ja hapen kanssa (esiintyy aina yhdisteinä) Li i ill ja Litiumilla j sen yhdisteillä hdi illä on ainutlaatuisia i l ii kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat sen käytön useissa eri käyttökohteissa: keveys, korkea lämpökapasiteetti, suuri sähkökemiallinen ppotentiaali sekä kyky y y toimia fluksina, katalyyttinä ja viskositeetin muokkaajana Timo Ahtola 2 Tuotanto LITHIUM MINERALS AND BRINE: WORLD PRODUCTION, BY COUNTRY (Metric tons) Country 2009 2010 2011 2012 2013 Lithium carbonate 8 574 11 178 10 000 9 700 9 500 Lithium chloride 4 279 6 644 4 480 4 350 4 200 197 482 295 000 421 391 456 921 421 000 15 929 15 733 7 820 7 084 8 000 10 000 -- -- -- -- Argentina, subsurface brine: Australia, spodumene Brazil, concentrates e Canada, spodumene Chile,, subsurface brine: Lithium carbonate 25 154 44 025 59 933 62 002 52 358 Lithium chloride 2 397 3 725 3 864 4 145 4 091 Lithium hydroxide 2 987 5 101 5 800 5 447 4 197 e, 5 20 000 21 000 22 000 24 000 25 000 Portugal, lepidolite 37 359 40 109 37 534 20 698 38 000 W W W W 4 600 China, carbonate United States, carbonate Maapallon yhteenlasketut litium-varannot vaihtelevat arviosta riippuen pp 34 jja 39 Mt välillä • Vuonna 2011 litiumia tuotettiin noin 34 000 tonnia • Litiumin teollinen tuotanto jakautuu litiummineraalirikasteisiin i li ik i ii ja j litiumkemikaaleihin • Lähde: USGS, 2013 Timo Ahtola 3 Hinta 800 Litiumin hinta on spodumeenirikasteen ja litiumkarbonaatin osalta ollut nousussa viimeisen kymmenen vuoden aikana • Spodumeenirikaste ( > 7,25 % Li2O): O) lokakuussa l k k 2015 700– 700 775 USD/s.ton eli n. 720 €/t (1 USD=0,884 € 22.10.2015) • Litiumkarbonaatti: 2,7–3,0 USD/lb eli n. 5,6 €/kg • Petaliittirikaste: 170 170-265 265 USD/t eli n. 192 €/t • 700 600 500 Petaliittirikaste P lii i ik (4,2% Li2O) USD/t 400 Spodumeenirikaste (>7,25% Li2O) USD/s.ton 300 200 100 0 3.5 3 25 2.5 2 Litiumkarbonaatti USD/lb 1.5 1 0.5 0 Timo Ahtola 4 Käyttö Polymeerit 5% Alumiinin tuotanto 1% Muut 9% Ilmankäsittely-laitteet 5% Keraaminen- ja lasiteollisuus 35 % Liukuvalu (metallurgia) 6% Voiteluaineet 8% Akut ja paristot 31 % Lähde:USGS, 2015 Timo Ahtola Litiumin käyttö y on viime vuosina eniten kasvanut ja sen ennustetaan edelleen eniten kasvavan akkuteollisuudessa 5 Litiumin lähteet Geotermiset suolavedet 3% Jadarite 3% Öljykenttien suolavedet 3% Hectorite 7% • • Pegmatiitit g 25 % Mantereiset suolavedet 59 % Litiumia on maan kuoressa keskimäärin 17 ppm ja merivedessä i d ä 0,2 0 2 ppm Taloudellisesti merkittäviä Lilähteitä ovat mantereiset-, mantereiset geotermiset-, ja öljykenttien suolavedet suo vede (brines), (b es), pegmatiittien peg e Li-mineraalit sekä eräiden sedimenttikivien mineraalit, kuten Hectorite (engl) ja Jadarite (engl). Lähde: www.westernlithium.com, 2012 Timo Ahtola 6 Suomi Suomesta S t ttunnetaan t yli li 50 harvinaisia h i ii alkuaineita (RE) sisältävää pegmatiittialuetta • Kymmenellä näistä REpegmatiittialueesta tavataan Lipitoisia mineraaleja p j sisältäviä pegmatiittijuonia • Ne kuuluvat Černýn ja Ercitin 2005 luokittelussa LCT (Li,Ce,Ta) (Li Ce Ta) ryhmään • Näistä kaksi, Kruunupyy-Ullava (Kaustinen, Emmes) ja SomeroTammela alue ovat litiumin suhteen selkeästi muita potentiaalisempia ja niihin on myös keskittynyt viimevuosina aktiivinen litiumin potentiaalikartoitus ja etsintä • Timo Ahtola 7 Potentiaali / Varannot Kitee-Tohmajärvi •tunnetaan useita kymmeniä kompleksipegmatiitteja p p g j joista j osa (n. ( 25kpl) p) sisältää Li-mineraaleja •taloudellisesti mielenkiintoisia mineraaliesiintymiä ei löytynyt Haapaluoma-Kaatiala-Hunnakko •Haapaluomasta ja Kaatialasta tuotettiin maasälpää p vuosina 1962-1997 jja 1942-1968 •Haapaluoman pegmatiitissa litiumfaasin muodostavat 7-10 cm paksut raontäytteet., jotka koostuvat valtaosin lepidoliitista ja spodumeenista d it •Kaatialan pegmatiitin keskimääräinen Li pitoisuus on noin 150 ppm (spodumeenia) •Li suhteen ei taloudellista potentiaalia p Timo Ahtola Eräjärvi • Alueelta louhittu maasälpää noin paristakymmenestä louhoksesta, joista tunnetuin i on Viitaniemi Vii i i (1935-1965) (1935 1965) • Alueella on n. 20 kompleksipegmatiittia, joissa Li-silikaatteja ja Li-fosfaatteja • Spodumeeni, Spodumeeni lepidoliitti, lepidoliitti litiofiliittilitiofiliitti trifyliitti, cookeiitti, amblygoniitti • Li- pitoisuudet jäävät alhaisiksi • esim. esim Viitaniemi: Li2O % ka. ka 0,12 0 12 (max 0,47 %) 8 Seinäjoki j •Seinäjoen alueen pegmatiitit ovat kassiteriitin suhteen potentiaalisimpia Suomessa (pääjuonen varannot 100 000 t ja pitoisuus n. 0,3 % Sn). •Alueella on viisi spodumeenipitoista pegmatiittia, joista yhdessä se on päämineraalina. Useissa juonissa on trifyliittiä. •Juonet J t ovatt dimensioiltaan di i ilt pieniä i iä ja j Li-pitoisten mineraalien osuus jää juonissa niin alhaiseksi, ettei niiden hyödyntäminen ole taloudellisesti kannattavaa ainakaan päätuotteena. Timo Ahtola Heinola H i l Rakokivenmäki R k ki äki (Sn, (S Li) • Rautaruukki tutkinut 1980 luvun alussa • Uranäytteenotto ja kairaus (5 reikää) • Useita rinnakkaisia juonia • Pituus n. 1,5 km • Leveys 2-8 m • Petaliitti on paikoin päämineraalina a o ve äe NE N rinteessä teessä Rakokivenmäen • Li2O pitoisuus uranäytteissä 0,01 % – 0,68 % • Kairasydämissä petaliittia ei tavattu 9 Kisko, Pukki (Sn Kisko (Sn, Nb Nb, Be Be, Li) • GTK tutkinut 1988-1989 • Kairattu 8 reikää (Sn-pegmatiitit) • Pienellä Pi llä alueella l ll on 12 kompleksipegmatiittia, joista yksi sisältää litiumia (petaliitti) • Tämä Tä ä pegmatiitti tiitti sijoittuu ij itt valtausalueen ulkopuolelle ja sisältää karkearakeista petaliittia ja litiofiliittia • Juoni sijaitsee tieleikkauksessa ja on käytännöllisesti katsoen louhittu kokonaan pois Timo Ahtola Kalajoki (Li, Be, Nb) •Lepidoliittipitoisia pegmattiilohkareita •Kartoitettu K i viimeksi ii k i 2005 •Lohkareviuhkan kärki asutusalueella •Ei kalliopaljastumia k lli lj t i Kemiö •Kemiön alueella on 20 tunnettua pegmatiittia, joista kahdessa on tavattu litium mineraaleja •Lepidoliitti on juonten yleisin Li-mineraali (aksessorisina tavataan myös Li Li-fosfaatteja) fosfaatteja) •Li-mineraalien määrä on alueella alhainen 10 Somero-Tammela n. 400 km2 alueella tunnetaan ainakin 56 RE-pegmatiittia, joista yhdeksän sisältää litiummineraaleja • kaksi suurinta Li-pegmatiittia ovat Hirvikallion petaliittipegmatiitti ja Kietyönmäen spodumeenipegmatiitti • Alueen Li-mineraalit: Li silicates petalite spodumene lepidolite zinnwaldite elbaite cookeite Li phosphates triphylite lihiophilite heterosite siclerite heterosite-siclerite Tunnetut mineraalivarannot litium metallina: Occurrence Kietyönmäki Hirvikallio Timo Ahtola Tonnage (Mt) 0.4 0.15 Li % 0.55 0.83 Sn % 0.016 Ta % 0.003 No. of dykes >5 One References Alviola (1989, 1993) Vesasalo (1959), Saikkonen (1981) 11 Kruunupyy-Ullava (Kaustinen, Emmes) Ainakin 500 km² Li-provinssi • Spodumeeni identifioitiin Kaustisten ppegmatiittilohkareista g ensimmäisen kerran vuonna 1959 • Suomen Mineraali Oy teki alueella tutkimuksia 1960-luvulla ((n. ppuolet nykyisin tunnetuista esiintymistä löydettiin silloin) • Paraisten Kalkki Oy y jatkoi j tutkimuksia 1970- ja 1980-luvulla • Keliber Oy (KeLiBer-projekti) aaloitti o tt 1999 999 (mielenkiintoa ( ee toa esiintymiä es ty ä kohtaan lisäsi litiumin kasvava kysyntä erityisesti akku- ja paristoteollisuudessa)) • GTK kartoitti alueen Li (Nb,Ta,Be) potentiaalia 2003-2012 • Timo Ahtola 12 • Maasto on soista, maakerrokset paksuja ja kalliopaljastumia vähän. vähän • Itse pegmatiitit eivät ole paljastuneena • Maastotyöt koostuvat lähinnä lohkarekartoituksesta (löydetty useita satoja (jopa tuhansia) spodumeenipegmatiittilohkareita • Alueen pegmatiitit ovat geokemiallisesti, mineralogisesti ja tekstuuriltaa samankaltaisia ja kuuluvat LCT pegmatiittien albiitti-spodumeeni alaryhmään Timo Ahtola 13 Tunnetut mineraalivarannot Luokka Esiintymä Mt Li2O% Cut off JORC todettu Länttä 0.433 1.12 0.5 2004 todennäköinen Länttä 0.868 1.06 0.5 2004 todennäköinen Syväjärvi 1 668 1.668 1 34 1.34 05 0.5 2012 todennäköinen Rapasaari 1.956 1.25 0.5 2012 todennäköinen Outovesi 0.289 1.49 0.5 2004 todennäköinen Leviäkangas 0.19 1.13 0.5 2004 todennäköinen Emmes 0.818 1.4 0.7 2012 yhteensä 6.2 Lähde:www keliber fi Lähde:www.keliber.fi Timo Ahtola 14 Potentiaali uusille esiintymille ? Kaustinen: • Hyvä ! Litiumin alueellinen jakauma moreenissa Kaustisen alueella. l ll Jäätikön Jäätikö kuljetussuunta k lj t t on luoteesta l t t kaakkoon. Timo Ahtola Koko Suomi: • Todennäköinen • Tunnetut juonet ovat kuitenkin suurimmaksi osaksi löydetty paljastumien perusteella • Vain 3 % Suomen pintaalasta on paljastuneena (pegmatiitit eivät näy esim. geofysiikan avulla) 15 Kiit ! Kiitos Timo Ahtola 16
© Copyright 2024