Suomen litium varannot Suomen kriittiset metallit - seminaari Kaustinen 26.10. 2015 1
Yleistä Litium (Li) on alkalimetalli, jonka järjestysluku jaksollisessa järjestelmässä on kolme kevyin metalli ja huoneenlämpötilassa tiheydeltään pienin kiinteä alkuaine Luonnossa se reagoi voimakkaasti muiden aineiden, kuten esim. veden ja hapen kanssa (esiintyy aina yhdisteinä) Litiumilla i ill ja sen yhdisteillä illä on ainutlaatuisia i i kemiallisia ja fysikaalisia ominaisuuksia, jotka mahdollistavat sen käytön useissa eri käyttökohteissa: keveys, korkea lämpökapasiteetti, suuri sähkökemiallinen potentiaali sekä kyky ytoimia fluksina, katalyyttinä ja viskositeetin muokkaajana 2
Tuotanto LITHIUM MINERALS AND BRINE: WORLD PRODUCTION, BY COUNTRY (Metric tons) Country 2009 2010 2011 2012 2013 Argentina, subsurface brine: Lithium carbonate 8 574 11 178 10 000 9 700 9 500 Maapallon yhteenlasketut litium-varannot vaihtelevat arviosta riippuen 34 ja 39 Mt Lithium chloride 4 279 6 644 4 480 4 350 4 200 välillä Vuonna 2011 litiumia, tuotettiin noin 34 000 tonnia Lithium carbonate 25 154 44 025 59 933 62 002 52 358 Lithium chloride 2 397 3 725 3 864 4 145 4 091 Litiumin teollinen tuotanto Lithium hydroxide 2 987 5 101 5 800 5 447 4 197 jakautuu litium- mineraalirikasteisiin ik i ii ja litiumkemikaaleihin Australia, spodumene 197 482 295 000 421 391 456 921 421 000 Brazil, concentrates 15 929 15 733 7 820 7 084 8 000 Canada, spodumene e 10 000 -- -- -- -- Chile, subsurface brine: China, carbonate e, 5 20 000 21 000 22 000 24 000 25 000 Portugal, lepidolite 37 359 40 109 37 534 20 698 38 000 United States, carbonate W W W W 4 600 Lähde: USGS, 2013 3
800 700 600 Hinta 500 Petaliittirikaste 400 300 200 100 0 3.5 3 25 2.5 2 1.5 1 0.5 0 Litiumin hinta on spodumeenirikasteen ja litiumkarbonaatin P lii i ik osalta ollut nousussa viimeisen (4,2% Li2O) USD/t kymmenen vuoden aikana Spodumeenirikaste (>7,25% Li2O) Spodumeenirikaste ( > 7,25 % USD/s.ton Li 2 O): lokakuussa k 2015 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: 170-265 USD/t eli n. 192 /t Litiumkarbonaatti USD/lb 4
Polymeerit 5 % Alumiinin tuotanto 1 % Käyttö Muut 9 % Ilmankäsittely-laitteet 5 % Liukuvalu (metallurgia) 6 % Keraaminen- ja lasiteollisuus 35 % Voiteluaineet 8 % Lähde:USGS, 2015 Akut ja paristot 31 % Litiumin käyttö on viime vuosina eniten kasvanut ja sen ennustetaan edelleen eniten kasvavan akkuteollisuudessa 5
Geotermiset suolavedet 3 % Hectorite 7 % Litiumin lähteet Öljykenttien Jadarite suolavedet Litiumia on maan kuoressa 3 % 3 % keskimäärin 17 ppm ja merivedessä ä0,2 ppm Taloudellisesti merkittäviä Li- lähteitä ovat mantereiset-, geotermiset-, ja öljykenttien Pegmatiitit suolavedet (brines), pegmatiittien e 25 % Mantereiset suolavedet Li-mineraalit sekä eräiden 59 % sedimenttikivien mineraalit, kuten Hectorite (engl) ja Jadarite (engl). Lähde: www.westernlithium.com, 2012 6
Suomi Suomesta tunnetaan t yli li50h harvinaisia i i alkuaineita (RE) sisältävää pegmatiittialuetta Kymmenellä näistä REpegmatiittialueesta tavataan Lipitoisia mineraaleja sisältäviä pegmatiittijuonia Ne kuuluvat Černýn ja Ercitin 2005 luokittelussa LCT (Li,Ce,Ta) ryhmään Näistä kaksi, Kruunupyy-Ullava (Kaustinen, Emmes) ja Somero- Tammela alue ovat litiumin suhteen selkeästi muita potentiaalisempia ja niihin on myös keskittynyt viimevuosina aktiivinen litiumin potentiaalikartoitus ja etsintä 7
Potentiaali / Varannot Kitee-Tohmajärvi tunnetaan useita kymmeniä kompleksipegmatiitteja p joista osa (n. 25kpl) sisältää Li-mineraaleja taloudellisesti mielenkiintoisia mineraaliesiintymiä ei löytynyt Haapaluoma-Kaatiala-Hunnakko Haapaluomasta ja Kaatialasta tuotettiin maasälpää vuosina 1962-1997 ja 1942-1968 Haapaluoman pegmatiitissa litiumfaasin muodostavat 7-10 cm paksut raontäytteet., jotka koostuvat valtaosin lepidoliitista ja spodumeenista Kaatialan pegmatiitin keskimääräinen Li pitoisuus on noin 150 ppm (spodumeenia) Li suhteen ei taloudellista potentiaalia Eräjärvi Alueelta louhittu maasälpää noin paristakymmenestä louhoksesta, joista tunnetuin on Viitaniemi i i (1935-1965) 1965) Alueella on n. 20 kompleksipegmatiittia, joissa Li-silikaatteja ja Li-fosfaatteja Spodumeeni, lepidoliitti, litiofiliittitrifyliitti, cookeiitti, amblygoniitti Li- pitoisuudet jäävät alhaisiksi esim. Viitaniemi: Li 2 O%ka ka. 0,12 012(max 0,47 %) 8
Seinäjoki 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 ovat dimensioiltaan i ilt pieniä iä ja Li-pitoisten mineraalien osuus jää juonissa niin alhaiseksi, ettei niiden hyödyntäminen ole taloudellisesti kannattavaa ainakaan päätuotteena. Hi Heinola Rkki Rakokivenmäki äki(sn, 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 Rakokivenmäen NE rinteessä Li 2 O pitoisuus uranäytteissä 0,01 % 0,68 % Kairasydämissä petaliittia ei tavattu 9
Kisko, Pukki (Sn, Nb, Be, Li) GTK tutkinut 1988-1989 Kairattu 8 reikää (Sn-pegmatiitit) Pienellä alueella ll on 12 kompleksipegmatiittia, joista yksi sisältää litiumia (petaliitti) Tämä ä pegmatiitti sijoittuu itt valtausalueen ulkopuolelle ja sisältää karkearakeista petaliittia ja litiofiliittia Juoni sijaitsee tieleikkauksessa ja on käytännöllisesti katsoen louhittu kokonaan pois Kalajoki (Li, Be, Nb) Lepidoliittipitoisia pegmattiilohkareita Kartoitettu K i viimeksi i 2005 Lohkareviuhkan kärki asutusalueella Ei kalliopaljastumia lj i Kemiö Kemiön alueella on 20 tunnettua pegmatiittia, joista kahdessa on tavattu litium mineraaleja Lepidoliitti on juonten yleisin Li-mineraali (aksessorisina tavataan myös Li-fosfaatteja) Li-mineraalien määrä on alueella alhainen 10
Somero-Tammela n. 400 km 2 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-sicleritesiclerite Tunnetut mineraalivarannot litium metallina: Occurrence Tonnage (Mt) Li % Sn % Ta % No. of dykes References Kietyönmäki 0.4 0.55 0.016 0.003 >5 Alviola (1989, 1993) Hirvikallio 0.15 0.83 One Vesasalo (1959), Saikkonen (1981) 11
Kruunupyy-Ullava (Kaustinen, Emmes) Ainakin 500 km² Li-provinssi Spodumeeni identifioitiin Kaustisten pegmatiittilohkareista pg ensimmäisen kerran vuonna 1959 Suomen Mineraali Oy teki alueella tutkimuksia 1960-luvulla (n. puolet nykyisin tunnetuista esiintymistä löydettiin silloin) Paraisten Kalkki Oy yjatkoi tutkimuksia 1970- ja 1980-luvulla Keliber Oy (KeLiBer-projekti) aloitti 1999 (mielenkiintoa e esiintymiä kohtaan lisäsi litiumin kasvava kysyntä erityisesti akku- ja paristoteollisuudessa) GTK kartoitti alueen Li (Nb,Ta,Be) potentiaalia 2003-2012 12
Maasto on soista, maakerrokset paksuja ja kalliopaljastumia vähän. Itse pegmatiitit eivät ole paljastuneena Maastotyöt koostuvat lähinnä lohkarekartoituksesta (löydetty useita satoja (jopa tuhansia) spodumeenipegmatiittilohkareita Alueen pegmatiitit ovat geokemiallisesti, mineralogisestija tekstuuriltaa samankaltaisia ja kuuluvat LCT pegmatiittien albiitti-spodumeeni alaryhmään 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 1.668 134 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 14
Potentiaali uusille esiintymille? Kaustinen: Hyvä! Litiumin alueellinen jakauma moreenissa Kaustisen alueella. Jäätikön kuljetussuunta on luoteesta kaakkoon. Koko Suomi: Todennäköinen Tunnetut juonet ovat kuitenkin suurimmaksi osaksi löydetty paljastumien perusteella Vain 3 % Suomen pinta- l ll Jäätikö kljt t l t t alasta on paljastuneena (pegmatiitit eivät näy esim. geofysiikan avulla) 15
Kiitos! 16