Transcript Lítio - UFPE

Lítio
Por:
Luis Christian
Carmona
Prof. Gerson Rocha Jr.
Ocorrência do Lítio
 Metal alcalino, prateado, mole pertencente ao
primeiro grupo da Tabela Periódica.
 Lítio (Li), é um elemento raro encontrado nos
minerais: espodumênio (LiAlSi2O6), petalita
(LiAlSi4O10), mica de lítio ou lepidolita e em
algumas águas salgadas.

Os isótopos estáveis são 6Li e 7Li. Os radioisótopos 5Li e 8Li
têm vida curta.
- O lítio desperta interesse pelas suas possibilidades de
aplicação na produção de energia nuclear, mais
especificamente na fusão nuclear controlada.
- O lítio tem dois isótopos. O lítio-7 (massa atômica 7,
Li7), que contribui com 93% para a composição do lítio
natural.
- O outro é o lítio-6 (massa atômica 6, Li6), consiste no
isótopo aproveitado na produção de energia nuclear.
Minerais de Lítio
 Duas das suas variedades também têm valor como
gema: a kunzita (rosa-violeta) e a hiddenita (verde).
- O espodumênio (LiAl(Si2O6)) é uma importante
fonte industrial de lítio.
- Ambas são raras no planeta e ocorrem no Brasil,
em Minas Gerais.
Amostras de kunzita, natural e lapidada, da mina do
córrego do Urucum, no vale do Rio Doce - MG .
Exemplares brasileiros da variedade hiddenita
do espodumênio
Espodumênio LiAl (Si2O6)
Lepidolita -filossilicato
 KLiAl F , OH 
2
Si4 O10

Petalita –tectossilicato (Li, Na) AlSi4O11
Ambligonita -fosfato  LiAl F , OH PO 
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Importância do Litio
 O lítio e seus derivados são itens de interesse
estratégico, em particular por sua relevância para o setor
nuclear;
 As jazidas do minério acham-se restritas a um número
reduzido de localizações;
 Não existe em abundância, sendo encontrado em certas
rochas, em sais naturais, e em águas salgadas e minerais
 Por ser sólido e leve, é bastante empregado na produção
de ligas metálicas condutoras de calor e em baterias
elétricas.
 Desde a Segunda Guerra Mundial, a produção de lítio
aumentou enormemente, sendo obtido dessas fontes.
 O mercado do produto bruto e seus derivados é
explorado por um pequeníssimo grupo de empresas
transnacionais, em especial a Tanex e a Rockwood,
sociedades americanas.
 A CBL é empresa brasileira de capital nacional, de
pequeno porte, e em fase de estabilização. O lítio é o
mais leve dos metais, tendo densidade metade do que a
da água.
Reservas
 Segundo o MME - DNPM, em dados de 2008, entre os
países detentores de reservas de lítio destacam-se:
 Bolívia (com 50,5% das reservas mundiais), Chile
(com 28,0%),
 China (com 10,3%) e Brasil com 1,3%
 As reservas brasileiras de lítio estão localizadas nos
estados de Minas Gerais e Ceará.
 Minas Gerais possui reservas de espodumênio,
ambligonita, lepidolita e petalita, nos municípios de
Araçuaí e Itinga (região do Vale do Rio
Jequitinhonha).
 As reservas do Ceará são de ambligonita, no
município de Solenópole, e de lepidolita, no
município de Quixeramobim.
 As reservas mundiais de lítio, em óxido de lítio
contido, estão estimadas em 10,7 milhões de
toneladas.
 No alto dos Andes, em uma localidade remota na
Bolívia chamada Salar de Uyuni, está armazenada
mais da metade da reserva mundial natural de lítio,
mineral que pode reduzir radicalmente a
dependência dos combustíveis fósseis.
 a) TANEX Corporation (incluindo SQM – Chile e
Gwalia – Austrália).
 b) ROCKWOOD (incluindo Chemetall – Alemanha,
Cyprus Foote – EUA, SCL – Chile).
 Tais empresas detêm mais de 80% das reservas
mundiais do produto, configurando ao nível de
unidades econômicas a situação de duopólio.
Salar de Ayuni - Bolivia
Características e
Aplicações do Lítio
 O lítio, metal de extrema leveza e alta reatividade
eletroquímica, é tido como material de interesse
nuclear, por suas qualidades específicas de
importância estratégica.
 O metal é usado para remoção de oxigênio em
metalurgia e como constituinte de algumas ligas de
Al e Mg.
 Em particular, o lítio metálico, derivado do cloreto de
lítio, é elemento essencial dos procedimentos
relativos:
 À fusão nuclear;
 Igualmente é utilizado nos detetores de nêutrons,
 Na produção de trítio para as reações de fusão e
 No controle do pH do circuito de refrigeração dos
reatores de usinas, submarinos e navios de
propulsão nuclear.
 Já o hidróxido de lítio tem ampla utilização industrial,
com especial ênfase no processo de purificação de ar em
ambientes confinados, em especial em submarinos,
naves espaciais, veículos e abrigos sob proteção
radiológica, de guerra química ou biológica.
 Compostos intermetálicos do lítio, como o niobato de lítio
(composto de dois metais raros, mas abundantes no
Brasil) são integrantes essenciais na fabricação de
cerâmicas de última geração, inclusive para sensores
óticos utilizados em fins estratégicos.
 O carbonato de lítio, a par de ser matéria prima
necessária para a produção de hidróxido e dos demais
sais de lítio, é utilizado, como sabido, como princípio
ativo para um medicamento antidepressivo.
 Conhecido, igualmente, o uso de lítio na fabricação de
componentes para computadores,
 Especialmente em baterias para unidades de alta
portabilidade e grande duração de interesse militar;
 Em ligas com alumínio, por sua leveza característica
(o mais leve de todos os metais) é material de alto
interesse estratégico para a indústria aeronáutica,
aeroespacial e automotriz.
 O uso civil do lítio se concentra na indústria do
alumínio, de vidros e cerâmicas, e de lubrificantes.
 A participação do lítio como matéria-prima nestes
segmentos é ínfima.
 A disponibilidade de jazidas brasileiras e a
necessidade de desenvolvimento da tecnologia
industrial relativa aos diferentes produtos do lítio
tornam indispensável capacitar a indústria de
transformação do mineral, viabilizando os setores
de interesse estratégico.
 Outros importantes campos de aplicações são:
cristais líquidos, baterias elétricas, ligas e graxas
especiais.
 O lítio também é usado para acondicionar os
trocadores iônicos do tratamento de água em
reatores nucleares, conforme se verifica na usina de
Angra.
 O aproveitamento do mineral na área nuclear
envolve uma particularidade: como o lítio se
encontra muito diluído na natureza, ele precisa ser
enriquecido por intermédio de rotas químicas que
resultam na produção de seus derivados.
Beneficiamento
 Geralmente o minério é extraído por tratamento com
ácido sulfúrico para dar sulfato que é convertido em
cloreto.
 Este é misturado com pequena quantidade de cloreto
de potássio, fundido e eletrolisado.
 Na planta química da ABL, o espodumênio
concentrado passa por uma secagem e separação
magnética para entrar em um forno de calcinação,
após o que é moído e recebe acido sulfúrico para o
lítio ser completamente liberado.
 Em um segundo setor o mineral é purificado e
concentrado.
 Nesta fase são produzidos produtos adjacentes
como o silicato de alumínio (setor de plásticos e
tintas), sulfato de sódio anidro, entre outros.
Produção Interna
• A produção brasileira de concentrado de lítio em
2007, foi de 7.991 t, com uma redução em torno de
6,9% em relação ao ano de 2006.
• Esta produção pertence integralmente à Companhia
Brasileira de Lítio – CBL, que lavra pegmatitos na
Mina da Cachoeira (Município de Araçuaí).
• A lavra é subterrânea, e o minério passa por um
processo de beneficiamento cujos principais
produtos são o espodumênio e o feldspato.
• O concentrado de espodumênio produzido pela CBL,
com um teor de 5,4% de óxido de lítio, é transferido
para a fábrica da CBL em Divisa Alegre (MG), onde é
transformado em compostos de lítio (carbonato e
hidróxido).
• No ano de 2007, foram produzidos 809 t de
compostos químicos (301 t de carbonato de lítio e
508 t de hidróxido de lítio mono-hidratado).
Importação e
Consumo
 No ano de 2007, foram importadas 7 t de compostos
de lítio (1 t de óxido de lítio e 6 t de cloreto de lítio), no
valor totalde US$ 109.000,00.
 Queda acentuada da quantidade importada em
relação ao total de 27 t em 2006, relacionado ao
aumento de 23,5%, em dólar, no preço FOB por
tonelada do cloreto de lítio, principal item da pauta de
importação.
 Os países de origem foram a China (62,0% da
quantidade importada), os Estados Unidos (34,0%), a
Alemanha (3,0%) e a Índia (1%).
 As principais aplicações do lítio acontecem nas
indústrias química (fabricação de graxas e
lubrificantes), metalúrgica (alumínio primário),
cerâmica, nuclear (reatores) e na fabricação de
baterias.
 Em 2007, o consumo interno aparente de compostos
de lítio foi de 816 t, aumento de 16,6% na comparação
com 2006.
Mercado das Baterias
de Lítio
 Enquanto a indústria automobilística se agita na
busca por combustíveis alternativos e para viabilizar
os carros elétricos.
 O lítio aparece como uma solução para resolver um
dos maiores problemas dos carros elétricos: o
armazenamento de energia.
 Atualmente, no auge dos debates sobre preservação
do ambiente e da procura por combustíveis
alternativos (devido à crise dos combustíveis não
renováveis, especialmente do petróleo),
 Os veículos elétricos estão surgindo como uma boa
solução para esses problemas.
 O lítio pode ajudar a aumentar a potência dos
veículos elétricos.
 Ele já é encontrado na bateria de computadores
portáteis e de celulares, onde é usado porque
permite que muito mais energia seja armazenada
em um compartimento pequeno e leve.
 Nos Estados Unidos, a venda de carros elétricos
híbridos já supera a marca de 400 mil – e este
número cresce a cada ano.
 Na Europa, as vendas também estão crescendo.
 Esse tipo de veículo também está presente no
transporte coletivo (e também com números em
ascensão).
Outros Fatores
Relevantes
 As atividades de industrialização, importação e
exportação de minérios e minerais de lítio, produtos
químicos orgânicos e inorgânicos, lítio metálico e
ligas de lítio, são supervisionadas pela:
 CNEN - Comissão Nacional de Energia Nuclear,
conforme determina o Decreto nº 2.413, de 04/12/97,
publicado no DOU - Diário Oficial da União em
05/12/97, devido a sua utilização na área nuclear.
Ideia de Negocio:
Ocorrências de
Minerais de Lítio
em Pegmatitos de
Ceará
• O termo pegmatito é usualmente empregado no
sentido textural, “rochas holocristalinas que
apresentam, pelo menos em parte, uma granulação
muito grossa, contendo como maiores constituintes
minerais àqueles encontrados tipicamente em
rochas ígneas comuns, mas com a caraterística de
apresentarem extremas variações no que se refere
ao tamanho dos grãos”.
• Além do aspecto textural (granulação muito grossa),
a designação de “pegmatito” também é aplicada
para nomear o corpo de rocha.
• Em situações mais específicas, para melhor indicar
a composição mineralógica, são freqüentes os
termos: pegmatito granítico, pegmatito
granodiorítico, etc
Posição relativa de alguns minerais de pegmatitos. Fonte: Lima (2002).
 Um pegmatito de composição granítica é constituído
essencialmente por elementos como Si, Al, K, Na e
Ca.
 Elementos que estão dispersos nas rochas
graníticas podem-se concentrar nos pegmatitos sob
a forma de minerais particulares, tais como:
 Berilo (Be), ambligonita e espodumênio (Li),
tantalita-columbita (Nb-Ta), apatita e monazita (P,
terras raras, Zr, Th, U, etc.).
 A possibilidade de tais concentrações torna os
pegmatitos fontes naturais importantes de
elementos químicos aplicáveis a vários processos
de beneficiamento industrial.
 No Estado do Ceará, os principais depósitos de
pegmatitos com feldspatos estão distribuídos ao
longo do Distrito Pegmatítico de SolonópoleQuixeramobim (DPSQ) em centenas de corpos pelos
municípios de Quixadá, Quixeramobim, Solonópole
e Jaguaribe.
 O feldspato produzido nesta região é um subproduto
de exploração do berilo, ambligonita, espodumênio,
tantalita-columbita, micas e gemas.
Espodumênio
 O espodumênio encontrado no Distrito Pegmatítico
de Solonópole-Quixeramobim ocorre como cristais
tabulares prismáticos brancos, geralmente
alterados, alongados, com dendritos de manganês.
 Esses cristais se acham incrustados no núcleo de
quartzo (Zona 4) ou em associação espodumênio +
quartzo margeando cristais de feldspato potássico
branco (Zona 2 e 4).
 Os teores em Li2O se situam entre 6,59 e 7,33% para
quatro amostras analisadas.
Análises químicas do espodumênio do campo
pegmatítico a Oeste de Solonópole
As amostras 1 e 2 são provenientes do pegmatito Soledade;
As amostras 3 e 4 são proveniente do pegmatito Algodões I.
Ambligonita
 A ambligonita é, na região, o principal minério de lítio e
geralmente ocorre na Zona 3, na vizinhança do feldspato
potássico branco, ou inserida em corpos de substituição.
 Ocorre como nódulos arredondados de cor branca ou azul
esverdeada.
 Apresentam valores médios de P2O5 de 42,85% e 7,13% de
Li2O, e são pobres em Na, K e Ca.
 Na região de Solonópole, os principais minerais associados a
ambligonita são microclina, albita e muito comumente fosfatos
da série purpurita heterosita, além de tantalita-columbita e
algumas vezes turmalinas tipo elbaita e dravita castanho.
 A ambligonita, como principal minério dos pegmatitos do
DPSQ, é extraída de maneira rotineira em cerca de 70% dos
pegmatitos produtivos.
 Considerando que até o momento são conhecidos 60
pegmatitos aproximadamente, conclui-se que 42 pegmatitos
têm a capacidade de produzir 42.000 kg de ambligonita por
mês.
 Entretanto, com base em dados fornecidos pelos compradores
estima-se uma produção mensal de 10.000 kg.
Análises químicas de ambligonitas do campo pegmatítico a
Oeste e Noroeste de Solonópole
As amostras 1 e 2 são provenientes do pegmatito Algodões III e apresentam coloração azulada;
Amostra 3 é do pegmatito Algodões I e também apresenta coloração azulada;
Amostra 4 é do pegmatito Aroeira;
Amostra 5 é do pegmatito Algodões II.