Foco en el sulfato: se espera volatilidad en el sulfato de manganeso

Jun 06, 2023

El sulfato de manganeso es un componente material clave de algunas químicas de baterías de iones de litio, en particular los cátodos de níquel, manganeso y cobalto (NMC), que proporciona estabilidad al cátodo durante los ciclos, lo que permite un mayor alcance.

En esta serie, que constará de tres partes, Fastmarkets explorará la dinámica actual del mercado de sulfato de manganeso, así como aplicaciones y químicas de baterías futuras.

Como muchas materias primas para baterías, el consumo de metal de manganeso (que Fastmarkets valora como escamas de manganeso electrolítico) ha estado históricamente dominado por el sector del acero aleado en lugar de las baterías de iones de litio. Parte de la razón por la que el manganeso para baterías no suele dominar las discusiones en el mercado de materias primas para baterías se debe a su aparente abundancia de oferta, aunque está altamente concentrada en China.

Parte de la razón por la que el manganeso no suele dominar las discusiones sobre materias primas para baterías se debe a su aparente abundancia de oferta, aunque está altamente concentrada en China.

Se espera que otras regiones experimenten un crecimiento de la producción, pero es probable que la posición dominante de China se mantenga sin cambios hacia finales de la década.

Sin embargo, existe una expectativa creciente, aunque debido a las complejidades en torno a la producción y al crecimiento significativo de la demanda, de que pueda surgir rápidamente una volatilidad de precios regional.

Además, aunque el manganeso abunda en gran medida, no todo el producto actualmente extraído o refinado es adecuado para materiales aptos para baterías.

"[El mineral de manganeso] debe ser soluble, preferiblemente un mineral de carbonato", dijo el vicepresidente comercial de Euro Manganese, James Fraser, cuando habló con Fastmarkets a principios de este año, "o bien, debe tostarse para hacerlo soluble (como es el caso). para la mayoría de los minerales de óxido).”

“La mayor parte del mineral se encuentra en forma de óxido; Los minerales de carbonato son mucho más raros”, añadió Fraser.

Sin embargo, la escasa disponibilidad de mineral apropiado no es el único desafío que enfrenta la industria del sulfato de manganeso, y los participantes destacaron el desafío en torno a los cuellos de botella de refinación/procesamiento fuera de China.

"Fuera de China, muy pocos países producen sulfato de manganeso, y actualmente sólo un país produce sulfato de manganeso para baterías", dijo Madelein Todd, directora de marketing de Manganese Metal Company (MMC).

Así lo demuestran los datos de la Asociación Internacional de Energía en su reciente informe sobre materias primas críticas, que afirma que el 97% del sulfato de manganeso apto para baterías se produce en China.

Teniendo en cuenta estos posibles obstáculos a la producción, los participantes destacaron los múltiples métodos de producción disponibles para los productores.

El mineral de manganeso y el manganeso metálico se pueden utilizar como materia prima en la producción de manganeso metálico. Sin embargo, cada uno requiere enfoques diferentes.

A partir del mineral, el manganeso se lixivia, purifica y luego cristaliza en cristales de alta pureza que luego pueden usarse en el proceso de fabricación de sulfato de manganeso.

"Como alternativa, el mineral se somete a electroobtención, mediante la cual se utiliza electrólisis para extraer el metal de una solución de lixiviación purificada y se envía a un fabricante de precursores, que lo disolvería en ácido sulfúrico", dijo Todd.

Sin embargo, en lugar de utilizar mineral de manganeso, los productores de sulfato pueden utilizar manganeso metálico. Los productores de sulfato pueden tomar manganeso metálico y disolverlo en ácido sulfúrico para formar sulfato de manganeso que puede cristalizarse.

Esta ruta implica menos procesamiento y también puede dar como resultado una mayor pureza del material, según las fuentes.

Sin embargo, ambos métodos han sido probados y han demostrado ser efectivos para producir sulfato de manganeso y, a medida que el mercado se desarrolle, Todd cree que la elección de la materia prima no será importante entre los consumidores centrados en el resultado final.

“La materia prima no será una preocupación. La calidad será la misma en ambas fuentes”, dijo Todd. "Cuando el manganeso haya cristalizado, ya no importa".

El proceso de fabricación de metal como producto intermedio puede ayudar a la purificación.

"Sin embargo, a los defensores del primer método les gusta la eliminación de la etapa de electroobtención para reducir los costos de energía", dijo Fraser. "Sin embargo, esto a menudo se produce a expensas de la pureza y cualquier ahorro en costos de energía puede verse rápidamente superado por los costos adicionales de los reactivos necesarios para alcanzar los niveles de pureza deseados".

Según Fraser, producir metal como producto intermedio brinda la oportunidad de una mayor versatilidad para los productos de uso final a medida que evolucionan la química de las baterías y los requisitos de los consumidores.

Esto es particularmente valioso dada la evolución de los enfoques de la química de las baterías.

“Aunque actualmente se supone que la forma deseada de manganeso es el sulfato, hay otros que buscan diferentes formas de manganeso, como metal, óxido, carbonato o incluso nitrato. Trabajar con metal nos da la opción de adaptar nuestro proceso para entregar estos productos”, dijo.

Aunque el manganeso metálico se puede utilizar en la producción de sulfato, existen importantes preocupaciones en torno a los riesgos potenciales del selenio y sus impactos sobre el sulfato.

El selenio se utiliza a menudo en la producción de manganeso metálico para reducir el consumo de energía y los costos operativos, aunque este método está altamente concentrado en China, donde actualmente se produce la mayor parte del manganeso metálico mundial.

Los productos de sulfato de manganeso que contienen selenio a menudo no son deseados en los mercados occidentales, dijeron las fuentes.

"El selenio es muy tóxico y desprende un aroma distintivo a ajo en el laboratorio durante la disolución", dijo Todd, y agregó: "Si se comienza con un 99,7% de escamas de manganeso químico, entonces es necesario eliminar el selenio".

Sin embargo, es un proceso difícil eliminar el selenio, pero conlleva un riesgo si no se elimina.

"Si terminara en sulfato de manganeso destinado a baterías de vehículos eléctricos, incluso cantidades muy pequeñas podrían causar importantes problemas técnicos y de seguridad, como cortocircuitos", dijo Fraser.

Euro Manganese busca producir metal sin selenio en su proyecto Chvaletice en Chequia.

Hay informes de que algunos consumidores de sulfato de manganeso están felices de utilizar material que contenga selenio para baterías de pequeña escala, pero esto no está muy extendido.

Cualquier producto de manganeso que contenga selenio requiere una etapa de procesamiento adicional para eliminar el selenio, que luego puede almacenarse en una instalación aprobada para desechos peligrosos, lo que aumenta los costos.

Históricamente, las escamas de manganeso han sido el método dominante de producción de sulfato de manganeso, pero los problemas relacionados con el selenio han hecho que los participantes cambien al uso de metal o mineral como materia prima.

“La escama era dominante: se disolvía y cristalizaba, pero no siempre se purificaba adecuadamente. Pero ahora el mineral es la ruta dominante para la producción de sulfato, ya que es menos costoso”, dijo Todd.

Los precios de las escamas de manganeso no se ven afectados en gran medida por estos acontecimientos, dado que el consumo de acero sigue representando la gran mayoría de la demanda general del material.

En cambio, la volatilidad de los precios del metal de manganeso generalmente ha estado relacionada con factores de oferta.

En la segunda mitad de 2021, los precios de las escamas de manganeso aumentaron notablemente hasta alcanzar un máximo histórico.

La evaluación de precios de Fastmarkets para las escamas de manganeso electrolítico al 99,7%, fob China, alcanzó entre 7.000 y 7.150 dólares por tonelada el 29 de octubre de 2021. El precio subió un 187,3% desde 2.450-2.520 dólares por tonelada el 7 de mayo de 2021.

Este aumento de precios se atribuyó a preocupaciones de suministro y recortes de producción entre los principales centros de producción para ayudar a cumplir los objetivos ambientales.

Por otro lado, los precios del sulfato de manganeso históricamente se han visto fuertemente afectados por las fluctuaciones en los precios de las hojuelas de manganeso.

En 2022, a medida que los precios de las escamas de manganeso se suavizaron, los precios del sulfato de manganeso se movieron en gran medida en paralelo.

El 17 de marzo de 2022, en la primera sesión de precios de la evaluación de precios de sulfato de manganeso 32% Mn min, grado de batería, exw de China continental de Fastmarkets, los precios se evaluaron entre 9.000 y 10.000 yuanes por kg. Un año después, el 16 de marzo de 2022, este precio había caído a 5.800-6.300 yuanes por kg, lo que supone una caída del 36,32%.

Entre el 18 de marzo de 2022 y el 17 de marzo de 2023, el precio de las escamas de manganeso electrolítico al 99,7%, fob China, cayó de 3.500-4.000 dólares por tonelada a 2.150-2.200 dólares por tonelada, una disminución del 42%.

Este artículo es la tercera parte de tres de nuestra serie sobre sulfatos, centrada en el sulfato de manganeso. Lea los otros artículos aquí.