Pavel Baroch | 7. 1. 2022

Miliardový poklad: české ložisko manganu do baterií sníží závislost Evropy na dovozu

Mangan je jedním z klíčových prvků pro výrobu Li-ion baterií pro rozvíjející se elektromobilový průmysl. A ideální zdroj manganu se nachází ve východočeských Chvaleticích.

„Zdroje ve Chvaleticích jsou jediným rozsáhlým ložiskem manganu v Evropské unii,“ říká v rozhovoru pro Obnovitelně.cz Jan Votava, výkonný ředitel společnosti Mangan Chvaletice, která zde plánuje výrobu vysoce čistého manganu. V současné době se přitom více než 80 procent manganu vhodného pro baterie vyrábí v Číně. „Jakékoli přerušení dodávek vysoce čistého manganu a nedostatek výrobků z něj by měly pro evropský automobilový průmysl velmi nepříjemné důsledky. Projekt přispěje k rozvoji silného, nezávislého evropského dodavatelského řetězce baterií, který pomůže omezit zranitelnost vůči přerušení dodávek ze zemí mimo Evropskou unii,“ dodává Votava.

Proč v posledních letech tak výrazně stoupá zájem o mangan? Je to skutečně především kvůli výraznému rozvoji elektromobility, kde mangan slouží k výrobě lithium-iontových baterií?

Zatímco v mnoha částech světa je mangan běžným kovem, v Evropské unii je velmi vzácný. Musíme též rozlišovat mezi manganem nebo manganovými sloučeninami pro ocelářský průmysl a vysoce čistými manganovými produkty. To první je komodita a vysoce čistý mangan je vysoce specializovaný produkt. Celková spotřeba manganu na první pohled tak dramaticky neroste, ale poptávka po vysoce čistém manganu a jeho derivátech pro bateriový průmysl bude vysoce překračovat možnosti výroby v blízké budoucnosti. Termínem „vysoce čistý mangan“ označujeme skupinu vysoce rafinovaných produktů, které jsou nezbytné pro většinu lithium-iontových baterií. Jeho použití a poptávka po něm rychle rostou, zejména v Evropě, která v současné době veškerý mangan a síran manganatý pro bateriový průmysl musí dovážet. Výroba vysoce čistých manganových produktů vhodných pro baterie je z ekonomického, environmentálního a technického hlediska velmi náročná. Aby těchto cílů dosáhly, čelí mnoho nalezišť po celém světě značným výzvám. Projekt Recyklace odkaliště Chvaletice–Trnávka je pro výrobu vysoce čistého manganu ideální.

Jaká je roční světová spotřeba manganu a jak v posledních letech tato spotřeba narůstá?

Roční produkce manganu činí přibližně 20 225 tun. Ročně se vyrobí méně než 100 kilotun vysoce čistého manganu, což představuje 0,5 procenta celosvětového trhu s manganem. Očekává se, že poptávka po vysoce čistém manganu v příštích letech výrazně vzroste. Do roku 2030 se odhaduje celosvětový deficit 695 kilotun vysoce čistého monohydrátu síranu manganatého, produktu, který používá většina výrobců lithium-iontových baterií. K uspokojení předpokládané poptávky v roce 2030 je třeba zvýšit celosvětovou výrobu více než 12krát ve srovnání s rokem 2020.

Kolik manganu se podle dosavadního průzkumu nachází v prověřované lokalitě Chvaletice ve východních Čechách?

Předpokládá se, že produkce vysoce čistého manganu bude přibližně 50 tisíc tun ročně po dobu 25 let. Což znamená, že se vyrobí 1,19 milionu tun vysoce čistého elektrolytického manganu, z čehož dvě třetiny budou přeměněny na vysoce čistý monohydrát síranu manganatého. Tento odhad vychází z rozsáhlého vrtného průzkumu, který byl spolu s metalurgickými zkouškami a studiemi návrhu procesu proveden v letech 2017 a 2018.

Jak je chvaletické ložisko významné z evropského a světového pohledu?

Zdroje ve Chvaleticích jsou jediným rozsáhlým ložiskem manganu v Evropské unii. Produkty z vysoce čistého manganu jsou nezbytnou surovinou pro baterie, které jsou vhodné zejména pro rychle se rozvíjející elektromobilový průmysl. Naprostá většina evropských výrobců automobilů bude používat ve svých bateriích mangan. V současné době se vyrábí více než 80 procent manganu vhodného pro baterie v Číně. Jakékoli přerušení dodávek vysoce čistého manganu a nedostatek výrobků z něj by měly pro evropský automobilový průmysl velmi nepříjemné důsledky. Projekt přispěje k rozvoji silného, nezávislého evropského dodavatelského řetězce baterií, který pomůže omezit zranitelnost vůči přerušení dodávek ze zemí mimo Evropskou unii.

Jan Votava, výkonný ředitel Mangan Chvaletice
FOTO: Mangan Chvaletice

Má váš projekt ve Chvaleticích rovněž příznivý vliv na zaměstnanost?

Očekává se, že komerční rozvoj projektu a jeho spuštění ve Chvaleticích vytvoří přibližně 400 pracovních míst na plný úvazek, řadu obchodních příležitostí pro české podniky a také značné fiskální příjmy pro český stát a místní komunitu.

Můžete charakter manganového ložiska více přiblížit, charakterizovat ho?

Abychom pochopili, odkud se ložisko vzalo, je potřeba si povědět něco málo z historie těžby v dané lokalitě. Přítomnost manganu a železných minerálů byla poprvé zaznamenána v blízkosti dnešní obce Chvaletice v osmnáctém století. Počínaje třicátými léty byl z rudy získáván mangan a tato ruda byla dopravována do oceláren v Československu a Německu. V letech 1951 až 1975 se těžba zaměřila na získávání pyritu pro výrobu síry, která byla následně využita pro výrobu kyseliny sírové pro různé průmyslové účely. Odpadem z těchto operací vznikly postupně tři stávající chvaletické haldy – odkaliště – tvořící ložisko. Na konci osmdesátých let provedla společnost Bateria Slaný rozsáhlé studie hlušiny odkališť, aby ověřila proveditelnost výroby oxidu manganičitého pro využití v suchých bateriových článcích. Přestože studie potvrdily ekonomický potenciál v obsaženém uhličitanu manganatém, další práce byly po roce 1989 zastaveny. Ložisko nebylo využíváno do září 2014, kdy byla průzkumná práva udělena české skupině firem. V roce 2017 uskutečnila naše firma Mangan Chvaletice, což je dceřiná společnost kanadské Euro Manganese, rozsáhlé sonické vrtací práce k vyhodnocení kvantitativních a kvalitativních charakteristik všech tří ložisek hlušiny.

Kdy by se mangan mohl ve Chvaleticích začít těžit?

Chvaletický zdroj manganu se nachází ve třech sousedících flotačních haldách, které byly umístěny na plochém terénu v blízkosti flotačního závodu, který sousedil s bývalým chvaletickým dolem. Hlušina, starý těžební odpad představuje pískový až jemný šedavý materiál, který obsahuje přibližně 7,5 procent manganu, většinou se vyskytujícího ve formě rodochrozitu a kutnohoritu, což jsou dvě minerální formy uhličitanu manganatého. Vzhledem k využití starého historicky vzniklého těžebního odpadu nejde o těžební projekt, ale o projekt recyklační, který může sloužit jako vzorový příklad pro cirkulární ekonomiku. Z odpadu bude vyroben dnes vysoce potřebný produkt pro bateriový průmysl. Výstavba závodu by měla začít po získání všech nezbytných povolení v průběhu roku 2023. Vlastní výroba by pak mohla být zahájena v roce 2025.

Kombinace baterií a solárních panelů je nejblíbenějším řešením pro částečnou energetickou nezávislost domácností

Nebude mít získávání manganu zásadní vliv na kvalitu životního prostředí v okolí?

Jedinečným rysem projektu je přepracování historického těžebního odpadu, u něhož není potřeba využívat klasické těžební operace typu vrtání, střílení, drcení suroviny. Hlušina z hald má vysokou průměrnou vlhkost okolo třiceti procent a konzistenci pasty, proto není třeba se obávat prašnosti. Celý proces zpracování je založen na mokrém postupu, neprobíhá žádné pražení, které bylo podstatným zdrojem prachu v době provozu pyritového závodu v minulosti. Hlušina bude odebírána z odkaliště postupně. Zpět se bude vracet a ukládat vlhká propraná hlušina, na nepropustné podloží. Na zpětně uloženém materiálu bude po dosažení plánované výšky a morfologie terénu provedena kompletní rekultivace. Hlušina se bude zpracovávat technologií úpravy rudy pomocí magnetické separace, jejímž účinkem se připraví koncentrát manganových minerálů. Vzniklý koncentrát se následně bude loužit, čistit a filtrovat. Čistý roztok se podrobí elektrolýze, při které vznikne kovový mangan.

A současné haldy neškodí přírodě?

Jak vyplývá z hydrogeologické studie, odkaliště jsou dlouhodobými zdroji kontaminace podzemních vod. Pokud bude udržován současný stav, budou kontaminanty v rizikové koncentraci uvolňovány do podzemních vod až do úplného rozpuštění škodlivin obsažených v haldách, což může trvat stovky tisíc let. Současné ekonomické předpoklady umožňují řešit to, aby se zastavila současná kontaminace spodních vod a dosáhlo se bezpečné a vhodné rekultivované podoby celého území odkaliště. Od roku 2017, ve fázi hodnocení a plánování projektu, spolupracuje naše společnost Mangan Chvaletice s příslušnými úřady a zároveň připravuje setkávání s místními občany. Jejich zpětná vazba je důležitou součástí plánování budoucí podoby a využití celé lokality.

Autor: Pavel Baroch

Foto: Mangan Chvaletice