Сподумен

Сподумен — пироксен минерал кој се состои од литиум алуминиум иносиликат, LiAl ( SiO3)<sub>2</sub>, и е комерцијално важен извор на литиум. Се јавува како безбоен до жолтеникав, виолетов или јорговано кафеав кунзит, или алтернативно жолтеникаво-зелен или смарагдно-зелен хиндит; има форма на призматични кристали, често со голема големина. Монокристали од 14,3 метри по големина се пријавени од Блек Хилс во Јужна Дакота, САД.
Природно појавената нискотемпературна форма α-сподумен е во моноклинскиот систем, а високотемпературниот β-сподумен кристализира во четириаголниот систем. α-сподуменот се претвора во β-сподумен на температури над 900°C. Типично, кристалите се силно набраздени по главната оска. Кристалните површини често се гравирани и обележани со триаголни ознаки.
1 Откривање и појава
Сподуменот првпат бил опишан во 1800 година за појава во типскиот локалитет во Уте, Седерманланд, Шведска. Бил откриен од бразилскиот природонаучник Хозе Бонифацио де Андрада е Силва. Името е изведено од грчкиот збор ''сподуменос'' (σποδούμενος), што значи „изгорен до пепел“, поради непроѕирниот пепелаво-сив изглед на материјалот рафиниран за употреба во индустријата.
Сподумен се јавува во гранитни пегматити и аплити богати со литиум. Поврзани минерали вклучуваат кварц, албит, петалит, еукриптит, лепидолит и берил.
Проѕирниот материјал долго време се употребува како скапоцен камен, со сорти кунзит и хипондит познати по нивниот силен плеохроизам. Изворните места вклучуваат Демократска Република Конго (ДРК), Авганистан, Австралија, Бразил, Мадагаскар, Пакистан, Квебек во Канада и Северна Каролина и Калифорнија во САД.
Од 2018 година, Демократска Република Конго била позната по тоа што го има најголемото наоѓалиште на тврда карпа литиум сподумен во светот, со рударски операции што се одвивале на средишната територија на ДРК, Маноно, покраина Тангањика. Од 2021 година, австралиската компанија AVZ Minerals го развивал проектот за литиум и калај Маноно и имала проценка на големината на ресурсите од 400 милиони тони висококвалитетна руда со ниски нечистотии со 1,65% литиум оксид (Li2O) сподумен, врз основа на студии и дупчење на Рош Дур, еден од неколкуте пегматити во наоѓалиштето.
2 Економско значење
Сподуменот е важен извор на литиум, за употреба во керамика, мобилни телефони и батерии (вклучително и за автомобили), медицина, пироцерам и како средство за флуксирање. Од 2019 година, околу половина од литиумот се извлекува од минерални руди, кои главно се состојат од сподумен. Литиумот се добива од сподуменот преку растворање во киселина или себ извлекува со други реагенси, по печење за да се претвори во пореактивен β-сподумен. Предноста на сподуменот како извор на литиум во споредба со изворите на саламура е повисоката концентрација на литиум, но со повисока цена на екстракција.
Во 2016 година, се предвидувало дека цената на концентратот од сподумен ќе биде 500-600 долари/тон во наредните години. Сепак, цената се зголемила над 800 долари во јануари 2018 година, а производството се зголемило повеќе од потрошувачката, што резултирало со намалување на цената на 400 долари до септември 2020 година.
Светското производство на литиум преку сподумен изнесувало околу 80.000 метрички тони годишно во 2018 година, првенствено од пегматитот Гринбушес во Западна Австралија и од некои кинески и чилеански извори. Рудникот Талисон Минералс во Гринбушес, Западна Австралија (во кој се вклучени Тианки Литиум, Албемарле Корпорејшн и Глобал Адванд Металс), се смета за втор по големина во светот и има највисок степен на руда од 2,4% Li<sub>2</sub>O (бројки од 2012 година).
Во 2020 година, Австралија го проширила рударството на сподумен и станала водечка земја за производство на литиум во светот.
Важен економски концентрат на сподумен, познат како концентрат на сподумен 6 или SC6, е литиумска руда со висока чистота со околу 6% содржина на литиум која се произведува како суровина за последователно производство на литиум-јонски батерии за електрични возила.
3 Рафинирање
Извлекувањето на литиум од сподумен, често SC6, е предизвикувачка поради цврстото врзување на литиумот во кристалната структура.
Традиционалното рафинирање на литиум во 2010-тите вклучува киселинско исцедување на рудите што содржат литиум, таложење на примеси, концентрација на растворот на литиум, а потоа претварање во литиум карбонат или литиум хидроксид. Овие методи на рафинирање резултираат со значителни количини на каустичен отпад и јаловина, кои обично се или многу кисели или алкални. Соодветни реагенси за извлекување вклучуваат сулфати на алкални метали, како што се натриум сулфат, натриум карбонат, хлор или флуороводородна киселина.
Друг метод на обработка се потпира на пирометалуршка обработка на SC6-печење на високи температури над за претворање на сподуменот од цврсто врзаната алфа структура во поотворена бета структура од која литиумот полесно се екстрахира - потоа ладење и реакција со различни реагенси во низа чекори на хидрометалуршка обработка. Некои нудат користење на некаустични реагенси и резултираат со намалени отпадни текови, потенцијално овозможувајќи употреба на процес на рафинирање со затворен циклус. Тесла го развил и, од 2025 година, го операционализирал во голем обем овој процес на рафинирање на литиум кој не бара силни киселини за извлекување на литиум од сподумен. Нивниот метод меши натриум хлорид со концентратот на сподумен со отворена бета структура и вода. Агитацијата на високи температури произведува кашеста маса богата со литиум која може да се филтрира и прочисти во литиум хидроксид. Песоците и отпадните производи од варовник можат да се пренаменат како градежни материјали. Рафинеријата на Тесла вредна 375 милиони долари, сместена на 1.200 хектари во Робстаун, Тексас, е во изградба со употреба на овој процес. Делумно започнал со работа во декември 2024 година. Местоположбата била избрана поради неговата близина до пристаништето Корпус Кристи, каде што лесно може да се увезе сподумен.
Честа форма на повисоко рафиниран литиум од двата горенаведени процеси е литиум хидроксид, кој најчесто се употребува како влезна супстанца во индустријата за батерии за производство на катоден материјал за литиум-јонски (Li-ion) батерии.
4 Сорти на скапоцени камења
4.1 Хиденит
Хиденит е бледо, смарагдно-зелена сорта скапоцен камен за прв пат пријавена од округот Александар, Северна Каролина, САД Именуван е во чест на Вилијам Ерл Хиден (16 февруари 1853 - 12 јуни 1918), рударски инженер, собирач на минерали и трговец со минерали.
Оваа смарагдно-зелена сорта на сподумен е обоена со хром, исто како и смарагдите. Некои зелени сподумени се обоени со супстанции различни од хромот; ваквите камења имаат склонетост да имаат посветла боја; тие не се вистински скриенити.
4.2 Кунзит
Кунзитот е виолетов скапоцен камен, вид на сподумен, чија боја доаѓа од мали до траги од манган. Изложеноста на сончева светлина може да ја избледи неговата боја.
Кунзитот бил откриен во 1902 година и е именуван според Џорџ Фредерик Кунц, главен јувелир на „Tiffany & Co.“ во тоа време и познат минералог. Пронајден е во Бразил, САД, Канада, ЗНД, Мексико, Шведска, Западна Австралија, Авганистан и Пакистан.
4.3 Трифан
Трифан е името што се употребува за жолтеникави сорти на сподумен.