| Resumo: |
O projeto CAVALI tem por objetivo principal a produção de concentrados de minerais de Lítio, utilizando as reservas existentes nas concessões da empresa proponente, numa perspetiva de aproveitamento integral dos minerais contidos nos minérios (quartzo, feldspatos e eventualmente minerais metálicos), conduzindo assim a um processo não gerador de resíduos sólidos (rejeitados). Consegue-se, desta forma, alcançar os dois grandes objetivos consignados nos grandes princípios orientadores da gestão sustentável no aproveitamento de recursos minerais: o aproveitamento integral e a inexistência de resíduos.
Como objetivo secundário o projeto pretende desenvolver, até ao limite máximo considerado possível e exequível, a cadeia de valor do ciclo produtivo das baterias para veículos elétricos à base de lítio, potenciando desta forma a maximização do valor acrescentado resultante da exploração dos recursos nacionais deste metal, sendo presentemente Portugal o país com reservas de Li demonstradas mais elevadas no continente europeu.
Para tal, o projeto incide sobre as etapas do ciclo produtivo mais suscetíveis de poderem vir a ser instaladas em Portugal, apesar da universalidade e originalidade dos temas da investigação:
- No campo da análise química o projeto propõe aperfeiçoar o analisador de lítio por espectroscopia de plasma induzido por laser (Laser-induced Breakdown Spectroscopy - LIBS) atualmente existente no mercado, disponibilizando uma nova funcionalidade totalmente inovadora: a discriminação do lítio proveniente da espodumena em relação ao proveniente doutros minerais, fator extremamente relevante para o aproveitamento de jazigos com múltiplos minerais. Esta atividade será desenvolvida pelo INESC TEC. TRL: 4.
- Desenvolvimento de padrões de referência para materiais de lepidolite (atualmente inexistentes). Este objetivo é extremamente relevante uma vez que a maior parte das reservas de lítio a nível europeu são deste mineral. Este objetivo será perseguido pela DE  |
Resumo
O projeto CAVALI tem por objetivo principal a produção de concentrados de minerais de Lítio, utilizando as reservas existentes nas concessões da empresa proponente, numa perspetiva de aproveitamento integral dos minerais contidos nos minérios (quartzo, feldspatos e eventualmente minerais metálicos), conduzindo assim a um processo não gerador de resíduos sólidos (rejeitados). Consegue-se, desta forma, alcançar os dois grandes objetivos consignados nos grandes princípios orientadores da gestão sustentável no aproveitamento de recursos minerais: o aproveitamento integral e a inexistência de resíduos.
Como objetivo secundário o projeto pretende desenvolver, até ao limite máximo considerado possível e exequível, a cadeia de valor do ciclo produtivo das baterias para veículos elétricos à base de lítio, potenciando desta forma a maximização do valor acrescentado resultante da exploração dos recursos nacionais deste metal, sendo presentemente Portugal o país com reservas de Li demonstradas mais elevadas no continente europeu.
Para tal, o projeto incide sobre as etapas do ciclo produtivo mais suscetíveis de poderem vir a ser instaladas em Portugal, apesar da universalidade e originalidade dos temas da investigação:
- No campo da análise química o projeto propõe aperfeiçoar o analisador de lítio por espectroscopia de plasma induzido por laser (Laser-induced Breakdown Spectroscopy - LIBS) atualmente existente no mercado, disponibilizando uma nova funcionalidade totalmente inovadora: a discriminação do lítio proveniente da espodumena em relação ao proveniente doutros minerais, fator extremamente relevante para o aproveitamento de jazigos com múltiplos minerais. Esta atividade será desenvolvida pelo INESC TEC. TRL: 4.
- Desenvolvimento de padrões de referência para materiais de lepidolite (atualmente inexistentes). Este objetivo é extremamente relevante uma vez que a maior parte das reservas de lítio a nível europeu são deste mineral. Este objetivo será perseguido pela DEF FEUP que simultaneamente terá a seu cargo o suporte de caracterização dos materiais de lítio envolvidos no ciclo produtivo;
- Desenvolvimento e otimização de diagramas de processamento para minerais de espodumena e de lepidolite incluindo ações de demonstração à escala piloto. Esta atividade será desenvolvida pelo LNEG; TRL: 5-6.
- No campo da metalurgia o projeto visa obter um processo de produção de LiOH, que compatibilize um dos processos atualmente existentes para os concentrados de espodumena, com um processo novo para minérios de lepidolite que tenha o maior número possível de operação unitárias em comum, permitindo o tratamento simultâneo dos dois minerais numa metalurgia única. Refere-se que atualmente a nível industrial só existem metalurgias para espodumena. Este objetivo é completamente inovador a nível mundial e, se alcançado, permitirá criar as condições para que exista uma metalurgia única do Li em Portugal, permitindo tratar concentrados de vários jazigos. Esta atividade será desenvolvida na FEUP pelo Centro de Recursos Naturais e Ambiente (CERENA); TRL: 4
- Serão desenvolvidos programas informáticos que permitirão pré-dimensionar instalações de processamento de minérios de espodumena e de lepidolite, com base nos diagramas desenvolvidos. O mesmo se refere ao processamento metalúrgico dos concentrados. Os programas permitirão executar os balanços de massa e o pré-dimensionamento, quantificar o consumo de reagentes e de energia e estimar os custos operatórios (OpEx) e de capital (CapEx), bem como estimar a pré-viabilidade económica da exploração de jazigos de lítio |
| Resultados: |
Os principais resultados esperados como decorrentes das actividades geridas pela FEUP são os seguintes:
Actividade 4 – Metalurgia. Devem-se alcançar os seguintes resultados:
- Comparação de métodos de lixiviação ácida e alcalina, com e sem tratamentos prévios, para minérios de espodumena e de lepidolite; Seleção de processos de lixiviação compatíveis para a espodumena e para a lepidolite.
- Tratamento em fase líquida dos lixiviados por forma a purificar e concentrar as soluções;
- Métodos de Cristalização de LiOH das soluções purificadas e concentradas.
- Definição dum diagrama de processamento hidrometalúrgico integrado.
Actividade 6. Visam-se os seguintes resultados:
- Desenvolver protótipos de baterias “pouch” com pelo menos 400-500 Wh/kg e 1300 Wh/L a C/10, 3.8 V tensão nominal a 20ºC podendo operar na gama de temperaturas -30 a +80°C. >1000 ciclos, para uma eficiência até 80% à temperatura ambiente.
- Estudar e documentar o processo para poder patentear e desenvolver uma linha piloto de montagem à escala laboratorial.
- Formar alunos e publicar artigos visando a base teórica associada aos assuntos estudados.
Actividade 8. Análise do Ciclo de Vida. Os principais resultados a obter são os seguintes:
- Caracterizar duma forma objectiva os impactes ambientais potenciais que resultam da criação do ciclo produtivo, da mina à Metalurgia, a partir de recursos nacionais.
A FEUP participa ainda activamente na Actividade 5, juntamente com a empresa proponente principal. Esperam-se obter os seguintes resultados
1. Simulação – Criação dum programa informático que estima os balanços de massa e de energia para todas as operações unitárias envolvidas no diagrama de processamento;
2. Pré-dimensionamento – Criação dum programa informático que faz um pré- dimensionamento do equipamento principal envolvido no processamento de minérios;
3. Capex, Opex e viabilidade – Criação de programas informáticos que com base nos diagramas de processamento estabelecidos para o tratamento de minérios e para a metalurgia estime os custos operatórios de cada fase, o investimento requerido para uma determinada capacidade produtiva
4. Viabilidade Económica – Desenvolvimento dum programa informático que estima a viabilidade económica de projetos industriais baseados na tecnologia desenvolvida. |