Wie wird das Lithiumprojekt Brazil Lake dazu beitragen, die Energiewende voranzutreiben?

Oct 12, 2023

Das Lithiumprojekt Brazil Lake in Nova Scotia ist eine spannende Geschichte der Exploration von Hartgesteinslithium (Li), die sich mit jedem neuen Bohrloch fortsetzt. Die Entdeckung von Spodumen (Lithium) im Pegmatit Army Road durch das Explorationsteam von Champlain Mineral Ventures Ende 2022 hat weitere Explorationen angeregt.

Diese Arbeit ergänzt den historisch entdeckten, aber bisher nur relativ flach erbohrten Nord-Pegmatit. Weitere Bohrungen auf dem Projekt haben weiterhin erhebliche Mächtigkeiten spodumenhaltiger Pegmatite neigungsabwärts in Richtung Südwesten mit Längen von jeweils bis zu 800 m abgegrenzt.

Die Fortsetzung der Mächtigkeit und des Lithiumgehalts dieser spodumenhaltigen Pegmatite führt zu einer Gesamtlagerstätte von beträchtlichem Ausmaß. Diese spodumenhaltigen Pegmatite kommen häufig in Schwärmen vor. Die Mineralclaims des Brazil-Lake-Lithiumprojekts enthalten weitere ungetestete Spodumen-Oberflächenanomalien in von Gletschern bedeckten Gebieten bis zu 5 km südwestlich in Richtung Deerfield.

Dies bedeutet, dass es sehr wahrscheinlich ist, dass in naher Zukunft bei diesem Projekt weitere spodumenhaltige Pegmatitfunde gemacht werden.

Entdeckung des Lithiumprojekts Brazil Lake

Das Lithiumprojekt Brazil Lake wurde 1960 entdeckt, nachdem neben Holly Road, 25 km nordöstlich von Yarmouth im Yarmouth County, Nova Scotia, ein spodumenhaltiger, unregelmäßiger Gletscherblock gefunden wurde. Anschließend wurden zwei Pegmatitgänge mit einer Länge von bis zu 200 m und einer Breite von 10–12 m identifiziert (die nördlichen und südlichen Pegmatite), über sie war jedoch wenig bekannt, da das Gebiet von einer dicken Schicht eiszeitlichen Geschiebemergels bedeckt ist.

Im Jahr 1993 bohrte das Nova Scotia Department of Natural Resources fünf Diamantkerne durch diese Pegmatite und sie unterliegen seitdem einer Explorationslizenz.

Champlain Mineral Ventures Limited erlangte 1997 den Besitz der Claims, die das Lithiumprojekt Brazil Lake abdecken. Das Unternehmen bebohrte das Grundstück in den Jahren 2002, 2003, 2010, 2019 und 2020; Bereitstellung zusätzlicher 71 Diamantbohrkerne, die den Standort, die Ausrichtung, den Gehalt, die Mächtigkeit und die Zoneneinteilung der nördlichen und südlichen Pegmatite bis in relativ flache Tiefen ermittelten.

Sie durchschnitten auch den Pegmatit Army Road, der parallel streicht und sich nur etwa 250 m südöstlich befindet, an der Stelle, an der er durchschnitten wurde, jedoch keine nennenswerten Li- oder Tantal (Ta)-Konzentrationen enthielt.

Ein Anstieg der Lithiumnachfrage hat zu einer weiteren Exploration der Ressource geführt

Der jüngste Anstieg der Lithiumnachfrage aufgrund des Einsatzes von Lithiumbatterien veranlasste Champlain Mineral Ventures Ltd. zur weiteren Exploration des Konzessionsgebiets. Dazu gehörte das Abtragen des Gletscherbodens von den Spitzen der Nord- und Süd-Pegmatite sowie die Durchführung metallurgischer Studien, die gezeigt haben, dass die Pegmatite enthalten Lithium (in Spodumen – LiAlSi2O6) sowie hochwertiger Quarz, Albit, Mikroklin, Muskovit, Rubidium (Rb) in Mikroklin und Muskovit, geringfügiger Beryll [Be3Al2Si6O18] und geringe Konzentrationen an Tantal, Wolfram und Zinn.

Schließlich gab Champlain Mineral Ventures Ltd im April 2022 auch eine 43-101-Mineralressourcenschätzung von Mercator Geological Services in Auftrag, die schätzte, dass die nördlichen und südlichen Pegmatite etwa 934.000 Tonnen mit 1,37 % Li2O enthielten.

Mitte 2022 erregten die bisherigen hochgradigen Bohrergebnisse und das klare Explorationspotenzial im Großraum des Brazil Lake Lithium-Projekts die Aufmerksamkeit des australischen Explorationsunternehmens Lithium Springs Limited (LS1). Nachdem eine Vereinbarung zwischen Champlain und LS1 getroffen worden war, begann LS1 mit der Finanzierung eines Bohrprogramms, um in der Tiefe nach Erweiterungen der nördlichen und südlichen Pegmatite zu suchen.

Erkundungslöcher wurden auch in den Pegmatit Army Road im Südwesten entlang des Streichens der ersten Bohrlöcher gebohrt, in denen zu diesem Zeitpunkt noch kein Spodumen entdeckt worden war.

Nachdem mit 17 Bohrlöchern begonnen wurde, die nördlichen und südlichen Pegmatite in der Tiefe erfolgreich zu definieren und zu erweitern, bewegte sich das Bohrgerät zum Army Road-Prospekt und durchteufte im ersten Bohrloch, das von Champlains Geologe Don Black entdeckt wurde, einen neuen spodumenhaltigen Pegmatit. Die laufenden Bohrungen auf dem Grundstück Army Road haben die Lagerstätte neigungsabwärts nach Südwesten mit Mächtigkeiten von bis zu 20 m und einem Li2O-Gehalt von bis zu 1,9 % über beträchtliche Mächtigkeiten über eine Streichlänge von rund 800 m erfolgreich erweitert.

Um den anhaltenden Bohrerfolg des Army Road-Projekts zu ergänzen, wurde im April ein zweites Bohrgerät in Betrieb genommen, das sich auf die Nord- und Süd-Pegmatite konzentrierte und diese Lagerstätte auch weiterhin erfolgreich neigungsabwärts nach Südwesten mit Mächtigkeiten von bis zu 12 m erweitert hat und bis zu 2,3 ​​% Li2O über beträchtliche Mächtigkeiten.

Die Bohrgeräte arbeiten weiterhin am Lithiumprojekt Brazil Lake, wobei über 90 Bohrlöcher bei Army Road und Nord-/Süd-Pegmatiten abgeschlossen wurden. Diese Bohrungen liefern weiterhin hervorragende Ergebnisse und diese Lithiumvorkommen bleiben abfallend nach Südwesten offen.

Das schnelle Wachstum dieser Hartgesteins-Lithiumvorkommen war erstaunlich zu beobachten und die Begeisterung über das Potenzial des Brazil-Lake-Lithiumprojekts, eines Tages möglicherweise eine Größenordnung zu erreichen, die einen wirtschaftlichen Bergbaubetrieb unterstützen könnte, ist spürbar.

Eine innovative, bahnbrechende Technologie zur Produktion inländischer LCE im Lagerstättenmaßstab

Sixth Wave Innovations Inc. entwickelt fortschrittliche Extraktions- und Reinigungstechnologie für die Bergbauindustrie. Die Technologie steigert die Rentabilität und reduziert gleichzeitig die Umweltbelastung.

Sein Flaggschiffprodukt, IXOS-AU, ist ein molekular geprägtes Polymer (MIP), das speziell als Ersatz für Aktivkohle in Gold-/Silberminen entwickelt wurde. IXOS hat eine deutlich gesteigerte Effizienz bei der Gewinnung von Gold und Silber aus Laugungslösungen gezeigt.

Es hinterlässt weniger Gold in den Rückständen; stellt ein robustes Medium dar, das während des Gebrauchs nicht zerfällt und dadurch die Gesamtausbeute an Gold und Silber erhöht; und arbeitet mit weniger und wiederverwertbaren Reagenzien und einem wesentlich reduzierten Energiebedarf. Die Gesamtvorteile haben gezeigt, dass die Gesamtunterhaltskosten pro Unze auf über 100 US-Dollar pro produzierter Unze gesenkt werden können.

Die erhebliche Reduzierung des Reagenzien- und Stromverbrauchs trägt zu einer erheblichen Reduzierung des betrieblichen CO2-Fußabdrucks der Mine bei und verringert die Umweltbelastung. IXOS-Au wurde ausgiebig in Labor- und Pilotanlagen in Minen auf der ganzen Welt getestet und wurde von mehreren Minenbauunternehmen unabhängig getestet.

Entwicklung eines effizienten Lithiumextraktionsverfahrens

Im Auftrag von Champlain Mineral Ventures über die GOLDFIELDS Group of Companies wandte Sixth Wave denselben systemtechnischen Ansatz an, um ein umweltfreundlicheres und effizienteres Verfahren zur Gewinnung und Reinigung von Lithium aus Hartgesteinsquellen wie Pegmatit aus der Lagerstätte Brazil Lake in zu evaluieren und zu entwickeln Neuschottland.

Lithium ist zu einem Metall geworden, das von vielen Ländern als kritisches Mineral und in Nordamerika als kritisches Mineral im Zusammenhang mit nationalen Sicherheitsinteressen eingestuft wird. Es wird weiterhin eine hohe Nachfrage prognostiziert, da die Elektrifizierung der Transportindustrie und anderer Branchen die Nachfrage nach Lithium in Batteriequalität sowohl in Carbonat- als auch in Hydroxidform ankurbeln wird.

Das Innovationstempo beim Abbau und der Gewinnung von Lithium aus Hartgesteinsquellen wie Pegmatit ist wohl hinter der steigenden Nachfrage nach Lithium in Batteriequalität aus großen Lagerstätten auf der ganzen Welt zurückgeblieben.

Darüber hinaus steigt in Nordamerika der Druck der Regierung, die Versorgung und Produktion von batterietauglichem Material im Inland zu entwickeln, anstatt Rohstoffe zur Verarbeitung in potenziell gegnerische Länder zu versenden, was ebenfalls zu höheren Kosten, einem erhöhten CO2-Fußabdruck durch den Versand und der Nutzung von weniger Materialien führt umweltfreundliche Verarbeitungsmethoden.

Das in der Vergangenheit für Hartgestein verwendete Verfahren umfasst die Trennung des lithiumhaltigen Spodumens vom umgebenden Material mittels Flotation, um die Lithiumkonzentration zu erhöhen und das Volumen des resultierenden Erzes zu verringern, das für die Gewinnung des Erzes behandelt werden muss. Dieses Floatkonzentrat, das in Abb. 1 zu sehen ist, wird dann für einen bestimmten Zeitraum überhitzt, um das Spodumen in eine Form umzuwandeln, in der das Lithium aus dem Spodumen ausgelaugt werden kann. Ab diesem Zeitpunkt umfasst die konventionelle Verarbeitung eine komplexe Reihe von Schritten, die einen Hochtemperatur-Schwefelsäurelaugungsprozess und mehrere Reinigungsstufen kombinieren, die zusätzliche Adsorptionsmittel und Reagenzien verwenden, um Lithiumsulfat zu gewinnen, das dann in die Carbonat- oder Hydroxidform umgewandelt wird.

Sixth Wave bewertete diesen Prozess im Vergleich zu einigen historischen Alternativen, einschließlich eines grundlegenden Flussdiagramms, das ursprünglich von Chen et al., 2011, entwickelt wurde und das ein einfacherer Weg mit weniger Prozessschritten und ungiftigen Reagenzien zu sein schien. Das generische Flussdiagramm ist in Abb. 2 dargestellt.

Mit firmeneigenen Änderungen an diesem Fließschema, die sich auf die Prozesse nach der Umwandlung des Spodumens in die auslaugbare Form namens Beta-Spodumen konzentrieren, konnte Sixth Wave erhebliche Verbesserungen bei der Extraktion und Gewinnung von Lithium erzielen und gleichzeitig giftige Chemikalien reduzieren/eliminieren und so das Kapital reduzieren und Betriebskosten sowie eine geringere Umweltbelastung. Zu den relevanten Verbesserungen gehören:

Obwohl alle oben genannten Arbeiten im Labormaßstab durchgeführt wurden, gibt es solide Hinweise darauf, dass der Prozess mit weiterer Optimierung bereit ist, auf ein End-to-End-Demonstrationsniveau mit einem deutlich vereinfachten Prozessablauf skaliert zu werden.

Die Daten deuten bereits darauf hin, dass erhebliche Steigerungen der Gesamtrückgewinnung und geringere Kapital- und Betriebskosten erzielt werden können, während gleichzeitig ein Weg zu Lithiumcarbonat in Batteriequalität eröffnet wird. Sixth Wave arbeitet weiterhin an Prozessverbesserungen des in Abb. 2 dargestellten generischen Fließschemas, evaluiert aber auch alternative Reagenzien auf Basis proprietärer tief eutektischer Lösungsmittel, die zusätzliches Potenzial zur Reduzierung des Energiebedarfs und der Reinigungsschritte haben.

Im Jahr 2004 kartierte Mt Cameron Minerals Inc. im Rahmen eines regionalen Erkundungsexplorationsprogramms ausgedehnte Schichten und Grate aus graphitischem Marmor und Schiefer in Gesteinen aus dem Präkambrium und der Grenville-Zeit am Osthang der Boisdale Hills bei Frenchvale, etwa 25 km westlich von Sydney , Nova Scotia. Vorläufige metallurgische Arbeiten an Proben, die während der Kartierung dieser Einheiten entnommen wurden, ergaben, dass der Graphit in diesen Karbonatgesteinen eine seltene Flockenform aufweist. In Marmor eingebetteter Flockengraphit ist äußerst selten und wird wegen seiner einfachen Raffinierung ohne Beschädigung der Flocken sehr geschätzt. Der durchschnittliche Gehalt der in Marmor enthaltenen Oberflächenproben betrug mehr als 4 % Graphit.

Weitere metallurgische Arbeiten seit 2009 ergaben, dass der Flockengraphit durch Flotation leicht vom Marmor abgetrennt werden konnte und nach der Raffinierung von über 99 % Graphit eine kommerzielle Produktion zu erwarten war. Bei metallurgischen Tests im Labormaßstab wurde bereits ein Gehalt von 99,3 % aus einer großen Massenprobe aus dem Jahr 2008 erreicht. Die Analysen des historischen Bohrkerns ergaben durchschnittlich mehr als 6 % Graphit auf einer Zone von ca. 20 m. Umfangreiche Lagerstätten mit höhergradigem Flockengraphit (4 bis 6 %) treten in Ausbissen über eine Streichenlänge von 9 km innerhalb der prognostizierten fünf Milliarden Tonnen Graphitmarmor auf dem Grundstück auf.

Es wird prognostiziert, dass die jährliche Nachfrage nach Flockengraphit in Batteriequalität bis 2025 auf über 2 Millionen Tonnen pro Jahr ansteigen wird. Die jüngsten Initiativen der Biden-Regierung, die amerikanische Führung bei der Produktion von Elektrofahrzeugen mithilfe von Lithium-Ionen-Batterien und Brennstoffzellen zu übernehmen, werden diesen Markt beschleunigen. Es wird erwartet, dass allein in China ein neuer Markt für die Verwendung von Flockengraphit als Flammschutzmittel in Baumaterialien 2 Millionen Tonnen pro Jahr übersteigt.

Das Unternehmen plant, über einen Zeitraum von drei bis fünf Jahren ein Explorations- und metallurgisches Testprogramm zu starten. Die ersten Ergebnisse der tief eindringenden Geophysik, Bohrungen, Analysen, Massenprobenentnahmen und Pilotanlagentests im Mineral Engineering Center der Dalhousie University haben die Erwartungen erfüllt oder übertroffen. Ein 1.300 m umfassendes Diamantbohrprogramm identifizierte ein Gebiet westlich von Campbell Lake, in dem zehn Löcher bis zu 40 m hochgradigen Graphitmarmor durchteuften, der sich über eine Streichlänge von etwa 400 m erstreckte. Dieses Gebiet ist vielversprechend für die Entwicklung eines bedeutenden Bergbaubetriebs. Zu den für 2023-24 geplanten künftigen Arbeiten gehören Bohrungen über 2.000 Meter an vorrangigen Zielen, die im Rahmen einer luftgestützten geophysikalischen Untersuchung aus dem Jahr 2017 identifiziert wurden. Darauf folgen weitere Großproben und Verarbeitungsverfeinerungen, grundlegende Umweltstudien, die Einleitung des Genehmigungsverfahrens und die Pflege der Beziehungen zur Gemeinde. Um diese Ziele bis 2027 zu erreichen, ist ein Budget von 4 Millionen US-Dollar vorgesehen.

Die Minerallagerstätte Debert Lake verfügt über ein reichhaltiges Portfolio seltener Erden mit einer Anreicherung schwerer seltener Erden (HREE) von >60 % in Adern und Graniten. Das auf natürliche Weise aus Zirkon freigesetzte HREE tendiert zu Yttrium und hochwertigem Neodym und Dysprosium.

Eine aktuelle glaziologische Studie von Dr. Ralph Stea legt nahe, dass mineralisierte HREE-Felsbrockenquellen innerhalb des Konzessionsgebiets in etwa 50 bis 100 m Eisschicht liegen. Es gibt eine dünne Bodendeckung von ca. 2 m.

Gesteinsproben aus einer Gesteinsstudie aus dem Jahr 2015 ergaben zwei Felsbrocken mit >12.000 ppm TREE, wobei zwei weitere Proben einen Gesamtgehalt an Seltenerdelementen von 7.000 bis 8.000 ppm ergaben. Alle anderen Gesteinsproben ergaben TREE-Hintergrundwerte zwischen 400 und 1.500 ppm.

Magnum Resources Inc. hält 100 % der Anteile am Debert-Lake-Grundstück im Norden von Zentral-Nova Scotia, das aus 20 Claims mit einer Fläche von 800 Acres besteht.

Vorgeschlagenes Arbeitsprogramm 2023

Das vorgeschlagene Arbeitsprogramm für 2023, dessen Kosten auf rund 1,3 Millionen US-Dollar geschätzt werden, umfasst Folgendes:

Standort- und geologische Vorteile

Für Debert Lake sind keine Umweltbelastungen, früherer Bergbau oder industrielle Entwicklung bekannt.

Kürzlich abgeholztes Land gehört einem Forstunternehmen.

Das Grundstück ist unbewohnt und über Schotterstraßen und Buschwege gut erschlossen. Es liegt etwa 8 km vom Stromnetz, asphaltierten Autobahnen und 20 km von der Hauptbahnlinie entfernt.

Debert Lake liegt unter einer Kontaktzone zwischen felsischem vulkanoklastischem Gestein der Byers-Brook-Formation und darunterliegenden hochgelegenen felsischen Plutongesteinen des Hart-Lake-Byers-Lake-Granits. Die Kontaktzone ist aufgrund der Entdeckung von Granitgängen und hydrothermalen Gangzonen im Grundgestein, das REE enthält, von großer Bedeutung.

Die regionale Geologie ähnelt den REE-Lagerstätten in China, den westlichen Teilen der USA und Kanada. Diese Umgebung umfasst Assoziationen mit alkalischen magmatischen Gesteinen, die Nähe zu wichtigen Subduktionsstrukturen und die bekannten damit verbundenen Vorkommen von REE, Niob und Eisenmagnetit/Hämatit.

Bitte beachten Sie, dass dieser Artikel auch in der vierzehnten Ausgabe unserer vierteljährlichen Publikation erscheinen wird.

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