Sulfat im Fokus: Flüchtigkeit bei Mangansulfat erwartet

Jun 06, 2023

Mangansulfat ist ein wichtiger Materialbestandteil einiger Lithium-Ionen-Batteriechemien, insbesondere von Nickel-, Mangan- und Kobalt-Kathoden (NMC), die der Kathode während der Zyklen Stabilität verleihen und so eine größere Reichweite ermöglichen.

In dieser Serie, die aus drei Teilen besteht, wird Fastmarkets die aktuelle Marktdynamik auf den Mangansulfatmärkten sowie zukünftige Anwendungen und Batteriechemien untersuchen.

Wie bei vielen Batterierohstoffen wurde der Verbrauch von Manganmetall (das Fastmarkets als elektrolytische Manganflocken bepreist) in der Vergangenheit eher vom legierten Stahlsektor als von Lithium-Ionen-Batterien dominiert. Einer der Gründe dafür, dass Mangan in Batteriequalität nicht oft die Diskussionen auf dem Markt für Batterierohstoffe dominiert, ist sein offensichtliches Überangebot, obwohl es in China stark konzentriert ist.

Einer der Gründe dafür, dass Mangan die Diskussionen über Batterierohstoffe nicht oft dominiert, ist sein offensichtliches Überangebot, obwohl es in China stark konzentriert ist.

In anderen Regionen wird mit einem Produktionswachstum gerechnet, aber Chinas dominierende Stellung dürfte bis zum Ende des Jahrzehnts unverändert bleiben.

Allerdings wächst die Erwartung, dass es aufgrund der Komplexität der Produktion und des erheblichen Nachfragewachstums schnell zu regionalen Preisschwankungen kommen könnte.

Darüber hinaus ist Mangan zwar größtenteils reichlich vorhanden, doch nicht alle derzeit geförderten oder raffinierten Produkte sind für Batteriematerial geeignet.

„[Das Manganerz] muss löslich sein, vorzugsweise ein Carbonat-Erz“, sagte James Fraser, Commercial Vice President von Euro Manganese, als er Anfang des Jahres mit Fastmarkets sprach, „andernfalls muss es geröstet werden, um es löslich zu machen (was der Fall ist). für die meisten Oxiderze).“

„Das meiste Erz liegt in Oxidform vor; Karbonaterze sind viel seltener“, fügte Fraser hinzu.

Die knappe Verfügbarkeit von geeignetem Erz ist jedoch nicht die einzige Herausforderung, vor der die Mangansulfatindustrie steht. Die Teilnehmer betonten die Herausforderung durch Engpässe bei der Raffinierung/Verarbeitung außerhalb Chinas.

„Außerhalb Chinas produzieren nur sehr wenige Länder Mangansulfat, und derzeit produziert nur ein Land Mangansulfat in Batteriequalität“, sagte Madelein Todd, Marketingleiterin der Manganese Metal Company (MMC).

Dies belegen Daten der International Energy Association in ihrem jüngsten Bericht über kritische Rohstoffe, der besagt, dass 97 % des Mangansulfats in Batteriequalität in China produziert werden.

Angesichts dieser potenziellen Produktionsengpässe hoben die Teilnehmer die vielfältigen Produktionsmethoden hervor, die den Herstellern zur Verfügung stehen.

Manganerz und Manganmetall können alle als Ausgangsstoffe für die Produktion von Manganmetall verwendet werden. Allerdings erfordert jede davon unterschiedliche Herangehensweisen.

Aus dem Erz wird das Mangan ausgelaugt, gereinigt und dann in hochreinen Kristallen kristallisiert, die dann im Prozess der Mangansulfatherstellung verwendet werden können.

„Alternativ wird das Erz einer Elektrogewinnung unterzogen, bei der das Metall mittels Elektrolyse aus einer gereinigten Laugungslösung extrahiert und zu einem Vorläuferhersteller transportiert wird, der es in Schwefelsäure auflöst“, sagte Todd.

Anstelle von Manganerz können Sulfatproduzenten jedoch auch Manganmetall verwenden. Sulfatproduzenten können Manganmetall nehmen und es in Schwefelsäure auflösen, um Mangansulfat zu bilden, das kristallisiert werden kann.

Dieser Weg erfordert weniger Verarbeitung und kann laut Quellen auch zu einer höheren Reinheit des Materials führen.

Allerdings haben sich beide Methoden bei der Herstellung von Mangansulfat als wirksam erwiesen, und Todd glaubt, dass die Wahl des Ausgangsmaterials angesichts der Marktentwicklung für Verbraucher, die sich auf das Endergebnis konzentrieren, keine Rolle mehr spielen wird.

„Der Rohstoff wird kein Problem darstellen. „Die Qualität wird aus beiden Quellen gleich sein“, sagte Todd. „Der Zeitpunkt, zu dem das Mangan kristallisiert ist, spielt keine Rolle.“

Der Prozess der Herstellung von Metall als Zwischenprodukt kann zur Reinigung beitragen.

„Befürworter der ersten Methode bevorzugen jedoch den Wegfall der Elektrogewinnungsstufe, um die Stromkosten zu senken“, sagte Fraser. „Dies geht jedoch oft zu Lasten der Reinheit und etwaige Einsparungen bei den Energiekosten können schnell durch zusätzliche Kosten für die Reagenzien, die zum Erreichen der gewünschten Reinheitsgrade erforderlich sind, aufgewogen werden.“

Laut Fraser bietet die Herstellung von Metall als Zwischenprodukt die Möglichkeit einer weiteren Vielseitigkeit für Endprodukte, da sich die Batteriechemie und die Verbraucheranforderungen weiterentwickeln.

Dies ist besonders wertvoll angesichts der sich weiterentwickelnden Ansätze für die Batteriechemie.

„Während derzeit davon ausgegangen wird, dass die gewünschte Form von Mangan Sulfat ist, gibt es andere, die andere Formen von Mangan in Betracht ziehen – etwa Metall, Oxid, Carbonat oder sogar Nitrat. „Die Verarbeitung von Metall gibt uns die Möglichkeit, unseren Prozess anzupassen, um diese Produkte zu liefern“, sagte er.

Obwohl Manganmetall bei der Sulfatproduktion verwendet werden kann, bestehen erhebliche Bedenken hinsichtlich der potenziellen Risiken von Selen und seiner Auswirkungen auf Sulfat.

Selen wird häufig bei der Herstellung von Manganmetall verwendet, um den Stromverbrauch und die Betriebskosten zu senken. Allerdings ist diese Methode vor allem in China verbreitet, wo derzeit der Großteil des weltweiten Manganmetalls produziert wird.

Quellen zufolge sind selenhaltige Mangansulfatprodukte auf westlichen Märkten oft nicht erwünscht.

„Selen ist sehr giftig und verströmt beim Auflösen im Labor ein charakteristisches Knoblaucharoma“, sagte Todd und fügte hinzu: „Wenn Sie mit 99,7 % chemischen Manganflocken beginnen, müssen Sie das Selen entfernen.“

Allerdings ist es schwierig, Selen zu entfernen, es birgt jedoch ein Risiko, wenn es nicht entfernt wird.

„Wenn es in Mangansulfat für Elektrofahrzeugbatterien landen würde, könnten selbst sehr kleine Mengen erhebliche sicherheitsrelevante und andere technische Probleme wie Kurzschlüsse verursachen“, sagte Fraser.

Euro Manganese möchte in seinem Chvaletice-Projekt in Tschechien selenfreies Metall produzieren.

Es gibt Berichte, dass einige Verbraucher von Mangansulfat gerne selenhaltiges Material für Kleinbatterien verwenden, dies ist jedoch nicht weit verbreitet.

Alle Manganprodukte, die Selen enthalten, erfordern einen zusätzlichen Verarbeitungsschritt zur Entfernung des Selens, das dann in einer zugelassenen Anlage für gefährliche Abfälle gelagert werden kann, was zusätzliche Kosten verursacht.

Historisch gesehen waren Manganflocken die vorherrschende Methode zur Herstellung von Mangansulfat, aber Probleme im Zusammenhang mit Selen führten dazu, dass die Teilnehmer auf die Verwendung von Metall oder Erz als Ausgangsmaterial umstiegen.

„Flocken waren vorherrschend – sie wurden aufgelöst und kristallisiert, aber sie wurden nicht immer richtig gereinigt. Aber derzeit ist Erz der vorherrschende Weg zur Sulfatproduktion, da es kostengünstiger ist“, sagte Todd.

Die Preise für Manganflocken bleiben von solchen Entwicklungen weitgehend unbeeinflusst, da der Stahlverbrauch weiterhin den größten Teil der Gesamtnachfrage nach dem Material ausmacht.

Stattdessen hing die Volatilität der Manganmetallpreise typischerweise mit Angebotsfaktoren zusammen.

Im zweiten Halbjahr 2021 stiegen die Preise für Manganflocken deutlich an und erreichten ein Allzeithoch.

Die Preisbewertung von Fastmarkets für Mangan 99,7 % elektrolytische Manganflocken, fob China erreichte am 29. Oktober 2021 7.000–7.150 $ pro Tonne. Der Preis stieg um 187,3 % von 2.450–2.520 $ pro Tonne am 7. Mai 2021.

Diese Preiserhöhung wurde auf Lieferengpässe und Produktionskürzungen bei großen Produktionszentren zurückgeführt, um zur Erreichung der Umweltziele beizutragen.

Andererseits wurden die Preise für Mangansulfat in der Vergangenheit stark von Schwankungen der Preise für Manganflocken beeinflusst.

Im Jahr 2022, als die Preise für Manganflocken nachgaben, bewegten sich die Preise für Mangansulfat weitgehend parallel.

Am 17. März 2022 wurden in der ersten Preissitzung der Preisbewertung für Mangansulfat 32 % Mn min, Batteriequalität, exw Festlandchina von Fastmarkets die Preise auf 9.000–10.000 Yuan pro kg geschätzt. Ein Jahr später, am 16. März 2022, war dieser Preis auf 5.800-6.300 Yuan pro kg gefallen, was einem Rückgang von 36,32 % entspricht.

Zwischen dem 18. März 2022 und dem 17. März 2023 fiel der Preis für Mangan 99,7 % elektrolytische Manganflocken, fob China, von 3.500–4.000 US-Dollar pro Tonne auf 2.150–2.200 US-Dollar pro Tonne – ein Rückgang um 42 %.

Dieser Artikel ist Teil drei von drei unserer Spotlight-Serie zum Thema Sulfat, die sich auf Mangansulfat konzentriert. Lesen Sie die anderen Artikel hier.