3 Introdução • 1886 - França inicia a sua produção de ambligonita proveniente da região de Montebras; • 1930 - A Foote Mineral Co. (Carolina do Norte, EUA) inicia sua produção de carbonato de lítio (via processo alcalino – espodumênio); • 1946 - A Lithcoa desenvolveu o processo ácido, mais eficiente que o alcalino, para produção de carbonato de lítio; • 1986 – início de produção de lítio de evaporitos com alto teor (Chile: Cyprus Foote e Argentina: FMC Lythium Division); esse fato levou ao fechamento das unidades produtoras de carbonato e hidróxido de lítio a partir do minério de espodumênio (EUA), devido aos altos custos de processamento, comparados com os evaporitos. • Alemanha - primeira produtora industrial de minerais de lítio a partir de minérios provenientes da Bohemia e Saxonia;
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Introdução
• 1886 - França inicia a sua produção de ambligonita proveniente da região de Montebras;• 1930 - A Foote Mineral Co. (Carolina do Norte, EUA) inicia sua produção de carbonato de lítio (via processo alcalino – espodumênio);• 1946 - A Lithcoa desenvolveu o processo ácido, mais eficiente que o alcalino, para produção de carbonato de lítio;• 1986 – início de produção de lítio de evaporitos com alto teor (Chile: Cyprus Foote e Argentina: FMC Lythium Division); esse fato levou ao fechamento das unidades produtoras de carbonato e hidróxido de lítio a partir do minério de espodumênio (EUA), devido aos altos custos de processamento, comparados com os evaporitos.
• Alemanha - primeira produtora industrial de minerais de lítio a partir de minérios provenientes da Bohemia e Saxonia;
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Produção em 2008: 22.000 t Li.
Setores:25% Baterias recarregáveis;18% Cerâmica e vidro;12% Graxas e lubrificantes;7% Farmacêutica e polímeros;6% Ar condicionado;4% Alumínio;3% Moldagem;3% Processamento Químico;22% Outros.
Fonte: The Economics of Lithium, Roskill 2009
Panorama Mundial: Produção e distribuição setorial
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Demanda: crescimento de 3 a 5% a/a (sem automóveiselétricos). Estados Unidos: investimento de US$ 2.4 bilhões para acelerar odesenvolvimento de veículos híbridos.
Panorama Mundial: Demanda
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Equilíbrio atual entre oferta e demanda.
Déficit previsto até o ano 2020.
Necessidade de novos players.
Panorama Mundial: Oferta
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Carbonato de lítio: US$ 6.613/t
Petalita (4,2% Li2O): US$ 165 – 260/t
Espodumênio (7,25% Li2O): US$ 620 – 680/t
Espodumênio (5,00% Li2O): US$ 340 – 390/t
Carbonato de lítio
Hidróxido de lítio
Fonte: The Economics of Lithium, Roskill 2009
Panorama Mundial: Preços
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Reservas Mundiais de Lítio (t Li)(salmouras e pegmatitos)
NOTA:Reservas, são recursos minerais com informações geológicas e econômicas suficientes para serem explotáveis de forma rentável.
Reservas base, são recursos minerais de menor qualidade geológica e que poderão ser extraído no futuro, dependendo de fatores de engenharia, econômicos e de meio ambiente.
No Brasil as ocorrências de lítio estão associados as rochaspegmatíticas.
Principais minerais pegmatíticos: ambligonita; espodumênio;petalita e a lepidolita.
Alguns pegmatitos já eram conhecidos desde 1924, mas, só em1942, iniciou-se a pesquisa e a lavra de alguns minerais de lítio.
A exploração comercial começou em 1966, pelo pesquisador KhalilAfgouni, que encontrou corpos lenticulares de pegmatitos(espodumênio) em Araçuaí, Minas Gerais.
Na década de 70 o Brasil já utilizava, petalita, lepidolita eespodumênio, na fabricação de cerâmicas, esmaltes e vidrosespeciais.
A ambligonita era utilizada na fabricação de sais de lítio pelaNuclemon.
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ESPODUMÊNIO
LEPIDOLITA E AMBLIGONITA
ESPODUMÊNIO
AMBLIGONITA
LEPIDOLITA
PETALITA
MG
PB
CE RN
MG Minas Gerais
CE Ceará
RN Rio Grande do Norte
PB Paraíba
No Brasil, asprincipais reservas,estão localizadasnos Estados deMinas Gerais eCeará.
Reservas Brasileiras de Lítio
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Na década de 40, foi criada a Orquima Indústria Química, parabeneficiar areia monazítica, rica em urânio no Brooklin, São Paulo;
No final da década de 50, a Orquima é adquirida pela CNEN-Companhia Nacional de Energia Nuclear, e passa a se chamar APM-Administração da Produção de Monazita;
Na década de 70 é criada a CBTN- Companhia Brasileira deTecnologia Nuclear- vinculada a CNEN;
Em 1975, a CBTN passa a se chamar NUCLEBRÁS, vinculada aCNEN. A Orquima/APM é denominada Nuclemon, vinculada aNuclebrás;
Em 1988, a Nuclebrás passa a chamar INB - Indústrias Nuclearesdo Brasil e a Nuclemon passa a ser reconhecida como USAM -Usina Santo Amaro.
Nuclemon
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USAM / Nuclemon 4 unidades: TFM (Tratamento físico de minérios); TQM (Tratamento químico da monazita); TQA (Tratamento químico da ambligonita) e STR (Separação das terras raras).
Principais Produtos: ilmenita (abrasivo), fosfato trissódico (utilizado na produção
de detergentes e desengraxantes), zirconita (indústriacerâmica), rutilo (solda elétrica), cloreto de terras raras(vidros ópticos), carbonato, hidróxido, cloreto e fluoreto delítio.
Nuclemon cont.
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TQM – Tratamento químico da ambligonita
ambligonita: LiAl(PO4)(F,OH) - 3,5 a 4,2% Li:
suprimento fornecido por pequenas empresas (catação manual) ou garimpagem nos estados de Minas Gerais e Ceará;
capacidade de produção 120 t/mês (ambligonita) e operava com 60%.
Na década de 70, a Nuclemon produzia100 t/ano de compostos de lítio e o Brasilimportava ~ 250 t/ano;
Na década de 80 a produção foi de 30t/ano e o Brasil importava ~ 500 t/ano;
Em 1987 a Nuclemon paralisa aprodução de sais de lítio, devido adificuldades operacionais no suprimento deminério (pequena e irregular), depreciaçãoe problemas ambientais em sua usina.
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Criada no final dos anos 80, após fechamento da Nuclemon, com objetivo de produzir compostos de lítio e derivados.
Fatores que motivaram a criação da CBL:- disponibilidade de matéria-prima (espodumênio);- mercado promissor, caracterizado pela dependência das importações;- incentivos do Governo Federal e Estadual;- oportunidade de investimento no setor produtivo, uma vez que, o setor especulativo financeiro estava paralisado (Plano Cruzado).
Obs: Plano Cruzado (fev 1986):- transformação do cruzeiro em cruzado (nova moeda brasileira);- suspensão da correção monetária;- congelamento de preços e da taxa de câmbio.
A CBL - Cia Brasileira de Lítio
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Em 1986, após acordos comerciais com a Arqueana Minérios e Metais,a CBL assume o controle da Mina da Cahoeira (espodumênio);
Realiza diversos estudos para concentração do minério (flotação,separação magnética e em meio denso), mas inicia operações comminério concentrado (3% Li2O) por catação manual (hand sorting);
Na planta química, desenvolve sua própria tecnologia, optando peloprocesso ácido para extração do lítio do minério de espodumênio;
Realiza testes em escala de bancada e piloto nas instalações daNuclemon que se encontrava paralisada;
Adquire por meio de licitação pública, toda usina de carbonato de lítioda Nuclemon e a transfere para sua fábrica em Minas Gerais.
Produção Nacional (2000 - 2007)concentrado de lítio
0
2000
4000
6000
8000
10000
12000
14000
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Concentrado de lítio t/ano
5,1%
4,5%
5,5%5,5%4,7% 5,3% 5,1% 5,4%
% Li2O
Fonte: DNPM, Sumário Mineral, 2000 - 2008
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Produção Nacional (2000 - 2007)compostos químicos
0
100
200
300
400
500
600
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007
Hidróxido de lítio t/ano
Carbonato de lítio t/ano
Fonte: DNPM, Sumário Mineral, 2000 - 2008
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Mercado Nacional: Setores
Carbonato de lítio
com intermediário químico
sem intermediário químico
Fonte: ABIQUIM, 2009
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Hidróxido de lítio
Fonte: ABIQUIM, 2009
Mercado Nacional: Setores cont.
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Formação de Preços
Devido a sua utilização na área nuclear, as atividades deindustrialização, importação e exportação de minérios e mineraisde lítio, produtos químicos orgânicos e inorgânicos, lítio metálicoe ligas de lítio são supervisionadas pela CNEN - ComissãoNacional de Energia Nuclear, conforme determina o Decreto nº2.413, de 04/12/97, publicado no Diário Oficial da União (DOU),em 05/12/97 e prorrogado pelo Decreto 5.473 de 21/06/2005 até31/12/2020.
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Formação de Preços cont.
Carbonato de lítio
preço internacional US$ 5,00custo de internação US$ 1,25 25%BDI US$ 12,50 200%
preço final US$ 18,75
Hidróxido de litio
preço internacional US$ 6,40custo de internação US$ 1,60 25%BDI US$ 16,00 200%
preço final US$ 24,00
Li2CO3 (2º sem 2008):VALESUL = US$ 19,40 (CIF)
LiOH.H2O (1º sem 2009):Graxas = US$ 35,00 (CIF)
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O espodumênio é lavrado na Mina da Cachoeira, Araçuaí.
Produção é de cerca de 84.000 t/ano de ROM.
Composição mineralógica do minério: 20% espodumênio; 40% feldspato; 20% quartzo e 10% moscovita.
O corpo 5 (principal):
- plano de lavra é o “sublevel-stoping”;
- galerias (+ 5 km) com dimensões 4x4 m (alt.x larg.);
- tráfego de máquinas e caminhões;
- rampas com 12% de inclinação e 100 m profundidade;
- comunicação de todos os níveis acima e abaixo.
Processamento: Lavra
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Etapas de cominuição/classificação realizadas com britadores de mandíbula e cônicos e fechamentos de circuito ou escalpe com peneiras vibratórias.
Etapa de concentração em circuito com ciclone de meio denso:Minério 1,5% Li2O ---- Concentrado 5% Li2O
Produtos:Concentrado e rejeito M1 (6,35 – 19,05 mm);Concentrado e rejeito M2 (0,8 – 6,35 mm);Minério fino (- 0,8 mm).
Processamento: Beneficiamento
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Minério ROM
Britador primário
Peneira de 19,05 mm
Britador secundário
Peneiras de 6,35 e 0,8 mm
Minério M-1(+6,35 – 19,05 mm)
Minério M-2(+0,8 – 6,35 mm)
Ciclone
Minério M-3 (-0,8 mm)
Barragem Lavador
Separador de meio denso
Concentrado M-1/M-2
Rejeito M-1/M-2
Lamas
Fluxograma do Beneficiamento
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Planta Química
Planta Química, em Divisa Alegre a 180 km de Araçuaí (Mina). Processa cerca de 8.000 t/ano de minério com 5,4% Li2O (2007)
Produz cerca de 300 t/ano de Li2CO3 e 500 t/ano de LiOH.H2O (2007).
Carbonato de lítio (1 t):9 t minério (5,4% Li2O);2 t H2SO4;0,1 t Ca(OH)2;0,8 t Na2CO3.
Hidróxido de lítio (1 t):0,9 t Li2CO3;1,1 t Ca(OH)2.
Processo ácido para obtenção do carbonato de lítio:
Fluxograma do Processamento Químico – Carbonato de lítio
Minério 5,4% Li2O Transformação
α β espodumênio
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Fluxograma do Processamento Químico – Hidróxido de lítio
Li2CO3 úmido
Caustificação *
Filtração
Evaporação
Cristalização
Centrifugação
LiOH.H2O
Ca(OH)2
CaCO3
* Li2CO3 + Ca(OH)2 2 LiOH + CaCO3
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Perspectivas
O mercado brasileiro de lítio não está crescendo como o mercadomundial (3 a 4% a/a).
Será que os altos preços para os produtos de lítio (carbonato ehidróxido) estão inviabilizando novos projetos, não obstante ocrescimento do PIB nacional?
Atualmente existe uma demanda nacional para cloreto de lítio, butillítio e lítio metálico e inexiste produção interna.
Em 2009, o Brasil deve produzir cerca de 4,5 milhões de autos (4ºprodutor mundial) e em breve necessitará de baterias de lítio para osveículos elétricos.
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Perspectivas cont.
A utilização de carbonato de lítio na indústria de alumínio encontra-seem declínio, função do fechamento da VALESUL.
O Brasil tem grandes reservas de bauxita e a maior refinaria dealumina do mundo, porém a produção de alumínio primário é pequenafunção do alto custo da energia elétrica.
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Minério ROM
Moagem
Espirais
Flotação
Filtragem
Estocagem
Separação magnética
Separação meio denso
Usina de Greenbushes (Austrália)
Alternativas Tecnológicas
Aproveitamento integral do minério de espodumênio:
- conc. espodumênio para indústria de vidros e cerâmicas;
- conc. de mica, quartzo e feldspato;
- concentração por processos gravíticos, flotação, e separação magnética de alta intensidade.
Desenvolvimento de um mercado para petalita.
Produtos Minerais
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Alternativas Tecnológicas cont.
Mudança do processo ácido para o processo alcalino:
Desenvolvimento de outros produtos a base de lítio, inclusive lítio metálico.
Produtos Químicos
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Processo Alcalino
Moagem úmida Misturador Moagem úmida
Polpa 65% Sólidos
Calcinação 850ºC
Pré-lixiviação
Moagem úmida
Classificação
Lixiviação
Espessamento
Evaporação
Centrifugação
LiOH.H2O
Secagem
Rejeito
Concentrado (6% Li2O)
Calcáreo
Underflow
Overflow
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Li2CO3
Ca(OH)2
HCl
H2SO4
HBr
HF
HNO3
MnO2
SiO2
Al2O3
H3BO3
MoO3
TiO2
ZrO2
ZrSiO4
LiCl Sol.
LiBr Sol.
LiNO3
Li2SiO3
LiBO2
Li2MoO4
Li2ZrO3
LiOH.H2O
Li2SO4
LiF
Li2MnO3
LiAlO2
LiTiO3
Li4ZrSiO6
LiOH
LiCl anidro
Eletrólise
Li
H2
LiH
NH3
LiNH2
Aquecimento
Aquecimento
Compostos de Lítio
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Considerações Finais
Devido a sua utilização na área nuclear, as atividades deindustrialização, importação e exportação de minérios e minerais delítio, produtos químicos orgânicos e inorgânicos, lítio metálico eligas de lítio são supervisionadas pela Comissão Nacional de EnergiaNuclear (CNEN), conforme determina o Decreto nº 2.413, de04/12/97, publicado no Diário Oficial da União (DOU), em 05/12/97e prorrogado pelo Decreto 5.473 de 21/06/2005 até 31/12/2020.
O projeto Lítio no Brasil está atingindo a maioridade (18 anos) eserá que necessita de proteção governamental permanente?
Será que esta proteção não está gerando uma comodidadeempresarial?
Não se discute a importância econômica e social do “ProjetoLítio” na região onde foi implantado.
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A concorrência no mundo globalizado está aberta, os mais ágeis e competentes permanecerão. O mundo necessita de novos players.
As tecnologias são mundiais e estão disponíveis.
As reservas brasileiras de lítio são abundantes e deve-se incentivar o uso de concentrados minerais de alta qualidade e uma diversidade de produtos químicos de lítio, pois:
- O Brasil é o 3º produtor mundial de cerâmica de revestimento e o 2º mercado consumidor;
- A indústria de vidros no Brasil representa 3% da produção mundial, 6º maior produtor;
- O Brasil é o 4º maior produtor de automóveis no mundo e os veículos elétricos e híbridos logo estarão disponíveis;
- O Brasil está em estágio crescente de desenvolvimento.
Considerações Finais (cont.)
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