1. No category

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