Κρίσιμες ορυκτές πρώτες ύλες στις επαναφορτιζόμενες μπαταρίες: Κοιτάσματα κοβαλτίου, νικελίου, λιθίου = Critical mineral raw materials in rechargeable batteries: Cobalt, Nickel, Lithium deposits

Περίληψη

Στη σύγχρονη βιομηχανική κοινωνία όλες οι ανθρώπινες δραστηριότητες στηρίζονται στην κατανάλωση ενέργειας (οικιακές συσκευές, μεταφορές, βιομηχανία). Είναι τόσο σημαντική που η αύξηση της κατανάλωσής της αποτελεί δείκτη ευημερίας των νοικοκυριών και της κοινωνίας. Η μεγάλη ζήτηση σε ενέργεια οδήγησε σε μαζική χρήση των ορυκτών καυσίμων με αποτέλεσμα την αύξηση των αερίων του θερμοκηπίου και ιδιαίτερα του CO2. H λύση στο φαινόμενο του θερμοκηπίου, οδηγεί την κοινωνία στην αναζήτηση ανανεώσιμων πηγών ενέργειας (αιολική, ηλιακή). Αυτό απαιτεί την ανάπτυξη συσκευών αποθήκευσης της παραγόμενης ενέργειας ώστε η παραγωγή και η ζήτηση να μπορούν να συγχρονίζονται. Στην αυτοκινητοβιομηχανία, η τάση προς την ηλεκτροκίνηση, απαιτεί την κατασκευή συσκευών με μεγάλη χωρητικότητα και ισχύ που να έχουν όσο το δυνατόν μικρότερο όγκο και βάρος. Σημαντικό ρόλο σε αυτή την κατεύθυνση παίζουν οι επαναφορτιζόμενες μπαταρίες. Κάθε μπαταρία αποτελείται από τα ηλεκτρόδια της ανόδου και της καθόδου, από τον ηλεκτρολύτη και τον διαχωριστή. Από όλα τα μέταλλα που έχουν χρησιμοποιηθεί ως υλικά για την κατασκευή των ηλεκτροδίων είτε με τη μορφή οξειδίων είτε με τη μορφή κραμάτων τα σημαντικότερα είναι το νικέλιο (Ni), το κοβάλτιο (Co) και το λίθιο (LI). Σταδιακά οι μπαταρίες ιόντων λιθίου επικρατούν, όμως το νικέλιο και το κοβάλτιο συνεχίζουν να χρησιμοποιούνται σε αυτές τις μπαταρίες ως ενώσεις ή ως κράματα μαζί με το λίθιο, γι’ αυτό η ζήτηση και η τιμή των τριών αυτών μετάλλων έχει αυξηθεί πολύ, ιδιαίτερα μετά το 2010. Η εξόρυξη κοβαλτίου ξεπερνά τους 150.000 τόνους. Το 63% της παγκόσμιας παραγωγής εξορύσσετε από στρωματόμορφα βασικά - υπερβασικά πετρώματα Cu-Co. τα μεγαλύτερα και πλουσιότερα κοιτάσματα σε Cu-Co να βρίσκονται στην κεντρική Αφρική με τη Λαϊκή Δημοκρατία του Κονγκό (DRC) να συμμετέχει σε ποσοστό περίπου 60% της παγκόσμιας παραγωγής. Η μεγαλύτερη παραγωγή λιθίου (περίπου 60%) προέρχεται από άλμη, με τις μεγαλύτερες ποσότητές της να εντοπίζονται μεταξύ της Χιλής, της Βολιβίας και της Αργεντινής (τρίγωνο του λιθίου). Το νικέλιο, εντοπίζεται σε πυριγενή βασικά και υπερβασικά πετρώματα και συνήθως συνυπάρχει με (Cu) και (Co). Μέχρι το 2009 η Ρωσία και ο Καναδάς είχαν τη μεγαλύτερη παραγωγή Ni προερχόμενο από σουλφίδια. Μετά το 2010 η Ινδονησία πλησιάζει 50% της παγκόσμιας παραγωγής που προέρχεται από λατερίτες.

In modern industrial society, all human activities rely on energy consumption (household appliances, transport, industry). It is so important, that an increase in its consumption is an indicator of the well-being of households and society. The high demand for energy has led to the massive use of fossil fuels resulting in an increase in greenhouse gases and especially CO2. The solution to the greenhouse effect leads society to search for renewable energy sources (wind, solar). This requires the development of storage devices for the generated energy so that production and demand can be synchronized. The trend towards electrical cars requires the construction of devices with high capacity and power with as much minimum volume and weight as possible. Rechargeable batteries play an important role in this direction. Each battery consists of the anode and cathode electrodes, the electrolyte and the separator. Of all the metals that have been used as materials for the construction of electrodes either in the form of oxides or in the form of alloys, the most important ones are Ni, Co and Li. Lithium-ion batteries tend to replace all the rest rechargeable batteries, but Ni and Co continue to be used as compounds or alloys along with lithium, so the demand and price of these three metals has increased greatly, especially after 2010. Cobalt mining exceeds 150,000 tons. Almost 63% of global production is mined from stratiform basic - ultrabasic Cu-Co rocks. The largest and richest Cu-Co deposits are in central Africa with the Democratic Republic of Congo (DRC) accounting for approximately 60% of global cobalt production. Most lithium production (about 60%) comes from brine, larger quantities, most of which are located between Chile, Bolivia and Argentina (lithium triangle). Nickel is found in igneous basic and ultrabasic rocks and usually coexists with (Cu) and (Co). Until 2009 Russia and Canada had the largest production of Ni from sulfides. After 2010 Indonesia approaches 50% of the world's nickel production from laterites.