Mangan als Batteriemetall: Westliche Lieferketten werden greifbar
Der Manganexplorer Electric Metals USA US2848981039 A41ZEN legte Ende Juni Ergebnisse einer Erzsortierungsanalyse an Bohrkernen seiner Emily-Manganlagerstätte – Teil des North-Star-Manganprojekts des Unternehmens in Minnesota – vor.
Mehr als 132.000 Messungen auf Partikelebene wurden aus etwa 4.200 Fuß Bohrkernmaterial aus 18 Bohrlöchern gewonnen. Im Durchschnitt enthielt der ausgewertete Datensatz 8,2 % Mangan. Durch simulierte Erzsortierung konnte der Mangangehalt dieses Materials auf etwa 17,5 % erhöht und gleichzeitig etwa 92 % des enthaltenen Mangans gewonnen werden.
Electric Metals USA entwickelt höchstgradiges Manganprojekt Nordamerikas
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die Erzsortierung einen Weg eröffnet, Teile der Lagerstätte wirtschaftlich zu nutzen, die andernfalls nur schwer effizient zu verarbeiten wären. Sollte sich laut Electric Metals "dies durch zukünftige physikalische Tests, Ingenieurstudien und Wirtschaftlichkeitsbewertungen bestätigen, würde dies die Wirtschaftlichkeit des Projekts erheblich verbessern und die Ressourcennutzung optimieren".
Mangan zählt zu den kritischen Rohstoffen, deren Nachfrage in den kommenden Jahren deutlich zulegen wird. Während über 90 % des Verbrauchs weiterhin auf die traditionelle Stahlherstellung entfallen, wird die Nachfrage nach hochreinem Mangan Prognosen zufolge zwischen 2021 und 2031 um das 13-Fache steigen. Denn Mangan spielt in vielen Sektoren eine entscheidende Rolle, unter anderem in der Batterietechnologie, wo es in wiederaufladbaren Lithium-Ionen-Zellen, insbesondere für Elektrofahrzeuge und Anwendungen zur Speicherung erneuerbarer Energien benötigt wird.
Marktstudien sehen für die Nachfrage nach Manganoxid (das natürliche Produkt im Gestein, das zu Hightech-Mangan weiterverarbeitet wird) im Zeitraum von 2026 bis 2033 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 7,8 %. Bei diesem Tempo verdoppelt sich die globale Mangannachfrage in weniger als zehn Jahren.
Wie auch bei anderen Rohstoffen sind die Lieferketten anfällig für geopolitische Schocks. Europa, Nordamerika, Japan, Korea und viele andere Länder importieren 100 % ihres Manganbedarfs, einschließlich hochreinem elektrolytischem Manganmetall (HPEMM) und hochreinem Mangansulfat-Monohydrat (HPMSM), die für fortschrittliche Batterie-, Technologie- und Verteidigungslieferketten besonders wichtig sind.
Die USA verfügen derzeit über keine eigene Manganproduktion (weder HPMSM noch HPEMM) und sind weiterhin stark von ausländischen Lieferketten abhängig, insbesondere von China, das rund 96 % der weltweiten HPMSM- und 98 % der weltweiten HPEMM-Produktion kontrolliert. Daher wird der Aufbau einer eigenen Manganversorgungskette zunehmend als strategische nationale Priorität angesehen.
Manganese X, South32, Euro Manganese melden Fortschritte
Und tatsächlich kommt Bewegung in die westlichen Lieferketten. Manganese X Energy CA5626783008 A3CY96, das Mangan aus dem Projekt Battery Hill in der Nähe von Woodstock in New Brunswick in Kanada gewinnt, konnte im Juni bedeutende Fortschritte vermelden. Das hochreine Manganmaterial des Unternehmens ist in Phase 3 der letzten Stufe des Batterie-Qualifizierungsprogramms des Batterieunternehmens C4V übergegangen. In Phase-2-Tests war zuvor nach 4.600 Zyklen noch eine Kapazitätserhaltung von 70 % erreicht worden.
Anfang Juli erteilte die US-Regierung die Genehmigung für die geplante 2 Mrd. USD teure Zink- und Manganmine Hermosa von South32 AU000000S320 A14QLH im Süden des Bundesstaats Arizona. Die Genehmigung war im Rahmen des FAST-41-Programms beschleunigt worden.
Auch diesseits des Atlantiks gibt es Bewegung: Euro Manganese CA29872T2092 A412JN schloss im vergangenen Jahr ein Abkommen mit dem britischen Batteriehersteller Integrals Power. Im Rahmen eines Programms soll die Eignung des Manganprodukts von Euro Manganese, das aus dem Chvaletice-Projekt in Tschechien stammt, für die Kathodenherstellung geprüft werden.
Batteriehersteller favorisieren Mangan-Lösungen
In technischer Hinsicht scheint die Bedeutung von Mangan für den Batteriemarkt derzeit zuzunehmen. General Motors etwa erwägt den Umstieg von den bislang favorisierten Lithium-Eisenphosphat-Zellen (LFP) auf die Entwicklung einer Lithium-Mangan-reichen Batteriechemie (LMR). Diese soll etwa so viel kosten wie LFP-Zellen, aber bei gleichem Gewicht und Volumen mehr Energie speichern können.
"Es besteht die Möglichkeit, dass LFP keinen Platz in unserem Portfolio findet", sagt General Motors-Batteriechef Kurt Kelty. LMR sei dagegen auf große Stückzahlen ausgelegt. Das Werk in Spring Hill im US-Bundesstaat Tennessee wird laut Kelty zwar trotzdem in diesem Monat mit der Produktion von LFP-Zellen beginnen. Diese seien jedoch für stationäre Energiespeicher vorgesehen und nicht für E-Autos.
Ein Problem von LFP-Akkus ist ihre Kälteempfindlichkeit, die die Reichweite von E-Autos im Winter stark einschränken kann. Integrals Power stellte deshalb Anfang des Jahres eine neue Generation von LMFP-Zellen (Lithium-Mangan-Eisenphosphat) vor, die diese Schwäche beheben soll. Ein Kältetest der Cranfield University kam zu dem Schluss, dass diese Akkus auch bei minus 25 Grad 85 % ihrer Kapazität bereitstellten. Die Energiedichte der Akkus wird durch einen hohen Mangan-Anteil von 80 % in der Kathode erhöht, was die Spannung der Zelle steigert.
Die Ergebnisse der Analyse zur Erzsortierung bei Emily stimmen Electric Metals USA CEO Brian Savage optimistisch. "Diese Ergebnisse belegen, dass die Erzsortierung ein erhebliches Wertsteigerungspotenzial für die Manganlagerstätte Emily birgt", sagt er. Die Erzsortierung auf Partikelebene (auch sensorbasierte Sortierung genannt) ist ein hochmodernes Verfahren, bei dem einzelne Gesteinsbrocken automatisch analysiert und in Echtzeit nach ihrem Wertgehalt getrennt werden – vergleichbar mit einer intelligenten Sortiermaschine am Fließband.
Intelligente Erzsortierung senkt die Kosten
Und so funktioniert es: Röntgentransmission (XRT) misst Dichteunterschiede: Metallhaltiges Erz ist meist deutlich dichter als wertloses Gestein. Optische Sensoren erkennen Farbe, Glanz oder Textur. Nahinfrarot identifiziert die chemische Zusammensetzung an der Oberfläche. Erfüllen Gesteinsbrocken auf dem Fließband bestimmte Kriterien, werden sie zum nächsten Schritt transportiert – und ansonsten durch einen Luftdruckstoß vom Band entfernt.
Die Vorauswahl ist für die Wirtschaftlichkeit von Projekten von größter Bedeutung. Je weniger wertloses Material in die Weiterverarbeitung übernommen werden muss, desto geringer fallen die Kosten für Transport, Brechen, Mahlen, Laugung, Reagenzienverbrauch, Materialhandhabung und Abraummanagement aus. Die Analyse bei Electric Metals USA zeigte, dass 57 % des Materials vor der Weiterverarbeitung aussortiert werden könnten, wobei lediglich 8 % des enthaltenen Mangans verlorengehen.
Eletrical Metals USA will die Ergebnisse in laufende Ingenieurstudien einbeziehen. Im Mai wurde mit einer PEA begonnen. Ziel des Projekts North Star ist der Aufbau einer vollständig inländischen US-Lieferkette für hochreine Manganprodukte, die in EV-Batterien, Energiespeichersystemen, Verteidigungsanwendungen, Technologieanwendungen und Industriemärkten eingesetzt werden.
Das Unternehmen gehört zum relativ kleinen Kreis der Akteure, die in Zukunft eine Rolle bei der Mangangewinnung in Nordamerika spielen könnten. Gemessen an der Bedeutung des Batteriemetalls und den Ambitionen der US-Regierung beim Aufbau sicherer Lieferketten scheint Eletric Metals USA dabei günstig bewertet. Weitere Erfolge wie z.B. positive Ergebnisse der PEA können sich daher schnell als Katalysator für Kurssteigerungen auswirken.
