ChemX Materials Ltd. gab ein Update über die Entwicklung seines Projekts für hochreines Mangansulfat-Monohydrat (HPMSM). Tests an einer zusammengesetzten Erzprobe, die von früheren Besitzern des Jamieson Tank Manganprojekts von ChemX auf der Eyre Peninsula in Südaustralien aus historischen Reverse-Circulation (RC)-Bohrungen entnommen wurde, ergaben Mangansulfatkristalle mit einem Reinheitsgrad von 99,7%. Dieses erste Testprogramm wurde entwickelt, um
die Wirksamkeit des gewählten Verfahrens zu ermitteln. Das Erreichen einer Qualität nahe der Spezifikation ohne jegliche Reinigungsschritte ist sehr ermutigend. Mangan ist ein wesentlicher Bestandteil von Lithium-Batterien, insbesondere von Nickel-Kobalt-Mangan-Batterien (NCM). NCM-Batterien sind die vorherrschende Batteriechemie, die von großen Automobilherstellern wie Volkswagen 1, Tesla 2 und Renault 3 verwendet wird, die angeben, dass Mangan eine Schlüsselrolle bei ihrer zukünftigen Entwicklung spielt. Das Jamieson Tank Mangan Projekt zielt darauf ab, HPMSM für Lithium-Batteriekathoden zu produzieren. ChemX hat das erste Testprogramm erfolgreich abgeschlossen, um die Eignung des Erzes für die Veredelung und Verarbeitung zu HPMSM zu ermitteln. Das Unternehmen hat sein erstes Bohrprogramm auf dem Projekt im März 2022 abgeschlossen und wartet derzeit auf die Untersuchungsergebnisse, bevor es weitere Explorations- und Verarbeitungstests plant. Dieses erste Testprogramm bestand aus zwei Hauptphasen, der Aufbereitung des Erzes und der Herstellung von Mangansulfat. Zwei Mischproben wurden unter Verwendung von Reverse-Circulation (RC)-Spänen gemischt, die von früheren Grundstückseigentümern gesammelt worden waren. Die Hauptgehalte der Mischproben betrugen 12,2 und 25,5% Mn. Die einzigen anderen Elemente, die zu >1% vorhanden waren, waren Al, Fe und Si. Die mineralogische Analyse ergab, dass das minderwertige Erz überwiegend aus Quarz und den Manganoxiden Kryptomelan, Birnessit und Pyrolusit bestand, während das höherwertige Komposit Goethit und 1Kryptomelan enthielt. Beide Proben enthielten einen erheblichen Anteil an amorphem Material, was bei Manganerzen nicht ungewöhnlich ist. Das hochgradige Erz hatte eine deutlich gröbere Partikelgröße mit 91% >45µm im Vergleich zu 59,5% beim niedriggradigen Erz. Der hohe Anteil an Feinanteilen ist auf die Verwendung von RC-Spänen als Aufgabematerial zurückzuführen, da die schlagende Natur der Methode dazu neigt, einen größeren Anteil an Feinanteilen zu produzieren. Die Schwerflüssigkeitsabscheidung wurde an Proben durchgeführt, die in die Größenfraktionen +600µm und 45-600µm mit einem spezifischen Gewicht (SG) von 3,30 und 2,95 auf der Grundlage der Mineralogie sortiert wurden. Das Material mit einer Größe von -45µm kann aus praktischen Gründen nicht mit Hilfe der Schwerflüssigkeitstrennung getestet werden. Die folgende Tabelle zeigt den Mn-Gehalt und die Ausbeute für die verschiedenen Größenfraktionen bei den gewählten spezifischen Gewichten. Die Fraktion mit der höchsten Dichte bestand überwiegend aus Mn-Oxid, wobei in beiden Proben Konzentratgehalte von >53% erreicht wurden. Die Verwendung von RC-Spänen ist im Hinblick auf den Gehalt und die Ausbeute nicht ideal, da die inhärent feine Partikelgröße keine Optimierung der physikalischen Trennung zulässt, da die Fraktion mit einer Größe von -45µm nicht mit einer schweren Flüssigkeit getrennt werden kann. Sobald die Analysen der im Rahmen des jüngsten Bohrprogramms entnommenen Proben vorliegen, werden weitere Mischungen selektiv gemischt, zerkleinert und gemahlen, um den Anteil des Materials mit einer Größe von < 45µm zu minimieren. Ausgewählte 45-600µm große Konzentrate (d.h. mit einem SG >2,95) aus den Schwerflüssigkeitsläufen wurden zusammengesetzt, um einen Head-Grad von 43,8% Mn, 11,1% SiO2 und 7,0% Fe zu erhalten. Eine Teilprobe wurde mit einer Standardmethode reduktiv ausgelaugt und filtriert, um eine Lösung mit 185 g/l Mn und einen festen Rückstand zu erhalten. Die endgültige Lösung enthielt < 2 ppm Al, Fe und Si. Die wichtigste Verunreinigung war Kalium, das in dem Kryptomelan enthalten war. Es wird angenommen, dass die Mn-Auflösung durch die maximale Löslichkeit in Wasser begrenzt ist, trotzdem wurden ~83% des Mn ausgelaugt. Bei zukünftigen Versuchen werden die Dichte der Aufschlämmung und die Mangankonzentration besser aufeinander abgestimmt, um sicherzustellen, dass die Auslaugung nicht durch die Löslichkeit begrenzt ist. Das resultierende Filtrat wurde nicht weiter gereinigt, um die Ablagerung der Verunreinigungen während der Kristallisation besser beurteilen zu können. Die Lösung wurde auf ~60% ihres ursprünglichen Volumens eingedampft. Anschließend wurden die Kristalle gefiltert, mit Wasser gewaschen, mit Aceton getrocknet und analysiert. Die fertigen Kristalle enthielten schätzungsweise 99,7% MnSO4.H2O, Mangansulfat-Monohydrat. Der
Kristallisationsprozess erhöhte die Reinheit, wobei nur geringe Mengen von Nebenelementen in das Produkt eingearbeitet wurden. Die chemische Analyse der Kristalle ergab 32,1% Mn, was über den 31,8% liegt, die normalerweise für HPMSM erforderlich sind. Von den Verunreinigungen, die normalerweise für HPMSM in Batteriequalität vorgeschrieben sind, lagen nur drei über dem geforderten Grenzwert. Es ist zu erwarten, dass diese Verunreinigungen durch einen Reinigungsschritt zwischen der Auslaugung und der Kristallisation unter die geforderten Werte gesenkt werden können. Weitere Arbeiten zur Produktion von HPMSM sind geplant, sobald die Aufbereitungsarbeiten an den frisch gebohrten Proben aus dem Bohrprogramm vom März 2022 durchgeführt wurden.