Die weltweite Nachfrage nach Lithium steigt rapide, unter anderem durch die zunehmende Nutzung von Elektrofahrzeugen und von Lithium-Ionen-Batterien für die netzweite Energiespeicherung. Einigen Prognosen zufolge wird die Nachfrage bis zum Jahr 2025 sage und schreibe 1,5 Millionen Tonnen Lithiumcarbonat-Äquivalent (LCE) erreichen – das Dreifache des Wertes von 2021 – und bis zum Jahr 2030 bei über 3 Millionen Tonnen liegen.
Angesichts einer solchen Nachfragesteigerung haben die Produzenten Mühe, mit der Nachfrage Schritt zu halten. 2023 und 2024 werden die Lithiumabbau-Kapazitäten zwar durch neue Projekte ausgebaut werden, der steigende Absatz an Elektrofahrzeugen wird jedoch weiter für Druck auf dem Markt sorgen.
Diese Trends bieten Minenbetreibern ein enormes Geschäftspotenzial. Da die neuen Projekte der steigenden Nachfrage kaum nachkommen können, ist dieses Potenzial allerdings mit der Herausforderung verbunden, aus allen Minen so viel Lithiumerz wie möglich und so effizient wie möglich zu fördern und gleichzeitig die immer strengeren Umweltauflagen zu erfüllen
Basalt-Verunreinigung: die Herausforderung im Lithium-Abbau
Die größte Herausforderung im Lithium-Abbau ist die Verunreinigung des Materials mit Basalt. Aufgrund dessen hoher Dichte – die sich in einem ähnlichen Bereich bewegt wie die Dichte von Spodumen – wird dieses stark eisenhaltige, nicht ausbeutbare Material während der Schwertrübescheidung ebenfalls angereichert und verunreinigt so das Endprodukt.
Dieses Problem könnte durch selektiven Abbau von Erz mit hohem Reinheitsgrad in Angriff genommen werden, Verunreinigungen lassen sich jedoch nicht völlig ausschließen. Das Ergebnis wäre letztendlich ein minderwertiges Produkt, das für den Verkauf zu Marktpreisen nicht geeignet ist. Dieses verunreinigte Produkt wird in der Regel auf Halden gelagert und das darin enthaltene wertvolle Lithium bleibt ungenutzt. Die Schwertrübescheidung und die Zerkleinerungskreisläufe, mittels derer Lithium-Konzentrat aus dem Erz gewonnen wird, sind extrem energieintensiv. Zudem gelangen Verunreinigungen in die gesamte Anlage, was wiederum die Produktivität herabsetzt und die Kosten steigen lässt.
Lithium-Minen, die unter dem Druck stehen, die rasant wachsende Nachfrage zu erfüllen, müssen die Leistungsfähigkeit ihrer Aufbereitungsanlagen maximieren und ihre Kapazitäten effektiv nutzen, um möglichst viel wertvolles Lithium aus ihren Minen zu gewinnen.
Die Lösung für diese Herausforderung gibt es bei TOMRA Mining, dem führenden Unternehmen im Bereich sensorgestützte Sortierung, das bekannt dafür ist, die größten und leistungsfähigsten Sortieranlagen der Welt zu konzipieren und zu bauen. Mit den bewährten Technologien von TOMRA werden Basalt-Verunreinigungen noch vor der Zerkleinerung effizient entfernt. Auf diese Weise wird die Kapazität der Aufbereitungsanlage optimiert, der Energieverbrauch herabgesetzt, weniger Material auf Halden gelagert und die Umwelt weniger belastet. Diese Technologien ermöglichen es den Minen, einen gleichbleibend hohen Reinheitsgrad des Produktes zu erzielen und ihre Ressourcen mit dem Abbau weiterer eisen- und basalthaltiger Erzkörper auszuweiten.
Die Lösung: ungenutzte Werte mit sensorgestützter Erzsortierung erschließen
Die in der Branche führenden sensorgestützten Sortierlösungen von TOMRA arbeiten mit Farbkameras, XRT-Sensoren und Mehrkanal-Laserscannern, die das Material vor der nachgelagerten Nassaufbereitung sortieren. Mit einer Kapazität von bis zu 350 t/h in einem einzigen Sortierer analysieren die Sensoren jeden einzelnen Partikel, identifizieren innerhalb von Millisekunden Erz und Nebengestein. Hochgeschwindigkeits-Luftdüsen leiten die Partikel auf die entsprechenden Rutschen für das Produkt oder das Nebengestein.
Diese Hochgeschwindigkeits-Sensorlösungen können ein sehr großes Spektrum an Partikelgrößen – von 6 mm bis etwa 200 mm – sortieren, um eine maximale Menge an Eisen und Basalt aus dem Beschickungsmaterial zu entfernen. Mit diesen Technologien ist es möglich, die unsortierte Feinfraktion, die verworfen oder auf Halde gelegt wird, zu minimieren. Wie umfassend unter Beweis gestellt wurde, können sie die Verunreinigung des Erzes auf unter 4 % reduzieren.
Diese Erfahrung machte auch das Unternehmen Galaxy Resources in seiner Mine Mount Cattlin im australischen Bundesstaat Western Australia, in der seit 2021 ein TOMRA PRO Secondary Laser Sortierer eingesetzt wird, um die Basalt-Verunreinigung von Spodumen aus pegmatitischen Lagerstätten zu reduzieren. Seit seinem ersten Einsatztag hat der Lasersortierer seine Aufgaben mehr als erfüllt und ein gleichbleibend reines Konzentrat mit einem Basaltgehalt unter 4 % erzielt.
Die Betriebsabläufe lassen sich durch Anbindung an die cloudbasierte, im Abo nutzbare Datenplattform TOMRA Insight noch effizienter gestalten. Durch die Plattform werden die Sortierer zu vernetzten Geräten, die wertvolle Prozessdaten liefern. Minenbetreiber können in Echtzeit den Verunreinigungsgrad und somit die Abbauqualität messen. Darüber hinaus können sie die Verteilung der Partikelgrößen und dementsprechend die Effizienz der vorgelagerten Zerkleinerungs- und Siebanlagen überwachen. Weiterhin gibt TOMRA Insight Aufschluss über die Verfügbarkeit und Auslastung der einzelnen Sortierer und hilft so, den Prozess zu optimieren. Und nicht zuletzt kann der Bediener auftretende Störungen genau verfolgen und Wartungsabläufe optimieren, sodass die Sortieranlage immer optimal arbeitet.
Ein partnerschaftlicher Ansatz für eine maßgeschneiderte Lösung
TOMRA arbeitet partnerschaftlich mit seinen Kunden zusammen, um maßgeschneiderte Lösungen für die individuellen Kundenanforderungen zu entwickeln. TOMRA kennt und versteht die Prozesse und unterstützt seine Kunden von der Entwicklungsphase bis zum Kauf und zur Installation der Anlage unter anderem mit Qualitätsprüfungen im TOMRA Testzentrum anhand von Proben aus der Mine sowie mit Beratung zu Fließbildern. Die TOMRA Lösung fügt die Sortierphase perfekt in den Aufbereitungsprozess ein und ermöglicht einen nahtlosen Betriebsablauf. Die Leistung der Sortierer ist auf die vorgelagerte Zerkleinerungs- und Siebkapazität ebenso abgestimmt wie auf die nachgelagerte Nassaufbereitung. Maximale Produktivität ist das Ergebnis.
Mit diesem Ansatz konstruierte TOMRA die weltweit größte Sortieranlage für Pilbara Minerals in Australien. In diesem Fall führte TOMRA in enger Zusammenarbeit mit dem Metallurgie-Team von Pilbara Minerals umfangreiche Tests im TOMRA Test Center in Sydney durch. Die Sortierversuche wurden mit Erzen aus der Mine auf Produktionssortiermaschinen bei voller Auslastung durchgeführt. Aufgrund der Testergebnisse, seiner Erfahrung und seiner Fähigkeit, das Projekt mit einem eigenen Expertenteam vor Ort zu unterstützen, erhielt TOMRA den Zuschlag. Die Aktivitäten des TOMRA Teams beschränkten sich dabei nicht nur auf das Testen und Liefern von Ausrüstung. TOMRA brachte zusätzlich sein umfassendes Wissen ein, wie sich die Sortierung auf den vorgelagerten Abbauprozess und die nachgelagerte Erzaufbereitung auswirkt. So konnte TOMRA seinen Kunden bei der Auslegung der Anlage unterstützen, was zu einer effizienten Inbetriebnahme und technischen Optimierung beitrug.
TOMRAs enge Geschäftsbeziehung mit seinen Kunden setzt sich auch nach der Installation und Inbetriebnahme fort. Individuelle Serviceverträge sorgen für einen reibungslosen Betrieb.
Mit den sensorgestützten Sortierlösungen von TOMRA können Minenbetreiber nicht nur die Leistungsfähigkeit ihrer Aufbereitungsanlagen optimieren, sondern vor allem ungenutzten Wert aus dem auf Halde gelagerten Material erschließen. Sie können sogar ihre Ressourcen erweitern und stärker verunreinigte Erzkörper abbauen oder nach neuen Lagerstätten in Bereichen mit höherem Eisen- oder Basaltgehalt suchen.
Weitere Informationen:
TOMRA
www.tomra.com/mining
