Lithium & Natural Graphite - CSA Global · • Spodumene concentrate contain ~5% to 6.5% Li2O...

Lithium  &  Natural  Graphite  

Trends,  Drivers  and  Geology  impac;ng  Markets  

15  November  2016   www.csaglobal.com  

           Andrew  Scogings    

PhD  Geology,  MAusIMM,  MAIG,  RP  Geo  (Industrial  Minerals)  

Principal  Consultant,    CSA  Global  Pty  Ltd      

CSA  Global  office  locaKons  

www.csaglobal.com  

•  EXPLORATION  

•  RESOURCES  

•  MINING  

•  DATA  

•  CORPORATE  

We  have  broad  technical  exper;se  and  experience  which  covers  most  mineral  

commodi;es,  geological  terranes,  deposit  types  and  mining  methods.  Our  team  of  

specialists  are  leaders  in  their  respec;ve  fields  and  experienced  in  all  stages  of  the  

mining  cycle  from  project  genera;on  to  produc;on  and  mine  closure.  

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Lithium  producKon  trends-­‐  

historical  

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•  Global  lithium  mineral  produc;on  has  risen  from  about  0.1  Mt  

in  the  1950s  to  an  es;mated  0.6  Mt  in  2013  

•  Includes  carbonate,  hydroxide,  spodumene  and  other  minerals  

Global  lithium  producKon  

www.csaglobal.com  Source:  USGS  

•  Lithium  carbonate:  91,458  t  

•  Lithium  chloride:  8,291  t  

•  Lithium  hydroxide:  4,197  t  

•  Aussie  spodumene:  421,000  t  (~12kt  Li  /  ~  25kt  Li2O  /  ~62kt  Li2CO3)  

•  Other  Li  Minerals  and  mineral  concentrates:  96,000    

•  TOTAL:  620,946  t  

Global  lithium  producKon  

www.csaglobal.com  Source:  USGS  

Country 2009 2010 2011 2012 2013e

Argen;na,  subsurface  brine:

Lithium  carbonate   8,574 11,178 10,000 9,700 9,500

Lithium  chloride 4,279 6,644 4,480 4,350 4,200

Australia,  spodumene 197,482 295,000 421,391 456,921 421,000

Brazil,  concentrates 15,929 15,733 7,820 7,084 8,000

Canada,  spodumene 10,000 -­‐-­‐ -­‐-­‐ -­‐-­‐ -­‐-­‐

Chile,  subsurface  brine:          

Lithium  carbonate 25,154 44,025 59,933 62,002 52,358

Lithium  chloride 2,397 3,725 3,864 4,145 4,091

Lithium  hydroxide 2,987 5,101 5,800 5,447 4,197

China,  carbonate 20,000 21,000 22,000 24,000 25,000

Portugal,  lepidolite 37,359 40,109 37,534 20,698 38,000

United  States,  carbonate W W W W 4,600

Zimbabwe,  amblygonite,  eucryp;te,  lepidolite,  petalite,  spodumene 50,000 47,000 48,000 53,000 50,000

Ceramics,  glass  and  ba`eries  account  for  at  least  two  

thirds  of  consump;on  

Global  lithium  markets  

www.csaglobal.com  Source:  Roskill  2014  

•  Ba`ery  consump;on  as  %  of  total  LCE  has  risen  from  17%  in  2008    to  35%  in  2014  

•  Ba`ery  consump;on  has  grown  from  20kt  in  2008  to  64kt  LCE  in  2014  (CAGR  21.5%)  

•  Total  LCE  produc;on  has  grown  50%  from  2008  to  2014  (CAGR  7.1%)  

Global  lithium  market  trends  

www.csaglobal.com  Source:  Roskill  2014;  Stormcrow  2015  

•  Total  LCE  predicted  to  grow  from  166  kt  in  2014  to  410  kt  in  2025  (CAGR  7.8%)  

•  Rechargeable  ba`eries  predicted  to  grow  at  CAGR  ~13%  

•  Glass  &  Ceramics  predicted  to  grow  at  CAGR  6%  

Global  lithium  market  trends  

www.csaglobal.com  Source:  Stormcrow  2015  

Market   2013   market  share   2025   market  share   CAGR  

Rechargeable  Ba`eries  

48,169     29%  

200,341     49%   12.6%  

Glass  &  Ceramics   58,135   35%   117,512   29%   6.0%  

Greases   13,288   8%   18,964   5%   3.0%  

Metallurgical  Powders   9,966   6%   22,195   5%   6.9%  

Polymer   8,305   5%   12,561   3%   3.5%  

Air  Treatment   8,305   5%   12,561   3%   3.5%  

Non-­‐rechargeable  BaYeries   3,322   2%   4,472   1%   2.5%  

Aluminium   1,661   1%   114   0%   -­‐20.0%  

Other   14,949   9%   21,334   5%   3.0%  

Total  LCE  

166,100    

410,054     7.8%  

Where  is  lithium  produced?  

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Where  do  we  find  Lithium  ?    

www.csaglobal.com  Source:  Kesler,  et  al.  2014,  modified  by  Scogings  

                                                                   Three  main  deposit  types  

Con;nental  Brines.  Pegma;tes.  *Li  rich  clay  &  Sediments  

Brine  PegmaKte  

Volcanic  

ash*  

Sediments*  

*  Not  in  produc;on  

Mt  Marion  

Pilgangoora  

Whabouchi  

Highbury  

Arcadia  

San  Jose  

Seymore  

Root  Lake  

Bougouni  

•  Global  lithium  produc;on  es;mated  at  36kt  Li  in  2014  

•  13kt  each  from  Australia  and  Chile  (72%  combined)  

Global  lithium  producKon  

www.csaglobal.com  Source:  USGS;  Albemarle  

Li  (kt):  annual  producKon  by  country  

What  do  lithium  minerals  look  like?  

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Repor;ng  of  lithium  pegma;tes  

To  download  the  ar;cle  visit  

h`p://aigjournal.aig.org.au/wp-­‐content/uploads/2016/11/N2016-­‐001-­‐Scoggings-­‐et-­‐al.-­‐Repor;ng-­‐Explora;on-­‐Results-­‐

and-­‐Mineral-­‐Resources-­‐for-­‐lithium-­‐mineralised-­‐pegma;tes_v2.pdf    

Lithium  occurs  in  numerous  minerals  

What  minerals  contain  Lithium?  

Source:  AusIMM  Field  Geologists’  Manual,  Industrial  Minerals  Handybook  ,  www.webmineral.com  

Principal  Li-­‐minerals  in  pegma;tes   Formula   Density  g/cm3   Li2O%    

Spodumene     LiAl(Si2O6)   3.2   8.0  

Petalite     Li(AlSi4O10)   2.4   4.5  

Eucryp;te     LiAl(SiO4)   2.7   11.8  

Amblygonite     LiAl(PO4)(OH)   3.0   10.2  

Lepidolite   K(Li,Al)3(SiAl)4O10(OH,F)2   2.8   7.6  

Lithiophilite   Li(Mn2)PO4   3.5   7.1  

Zinnwaldite   K(Al,Fe,Li)3(Si,Al)4O10(OH)F   3   6.2  

Minerals  in  altered  ash  and  sediments  

Hectorite  (Li  smec;te)*   Na0.3(Mg,Li)3SiO4O10(OH)2   ~1.8   ~1.0  

Jadarite*   LiNaB3SiO7(OH)   2.45   ~6.0  

*from  resource  reports  and  Handybook    

Lithium  pegmaKtes  

www.csaglobal.com  Source:  Pioneer  Resources  Ltd  

Spodumene  –  a  range  of  colours  &  composiKons  

Lithium  pegmaKtes  

www.csaglobal.com  Source:  Prospect  Resources  Ltd  

Petalite  –  pink  due  to  minor  alteraKon  

Lithium  minerals  under  the  microscope  

www.csaglobal.com  Photo:  A  Scogings  

Not  all  created  equal  –  discrete  spodumene  

Lithium  minerals  under  the  microscope  

www.csaglobal.com  Photo:  A  Scogings  

Not  all  created  equal  –  fine-­‐grained  SQI  

Lithium  minerals  under  the  microscope  

www.csaglobal.com  Photo:  A  Scogings  

Not  all  created  equal  –  Petalite  &  SQI  

•  Numerous  lithium-­‐bearing  minerals,  e.g.  spodumene,  petalite  and  lepidolite  

•  Range  of  composi;ons,  varying  between  and  within  deposits  

•  Some  markets,  e.g.  glass  may  require  very  low  iron  content  

•  Petalite  concentrates  contain  ~4%  Li2O    

•  Spodumene  concentrate  contain  ~5%  to  6.5%  Li2O  

•  Petalite  concentrate  will  yield  less  lithium  carbonate  /  lithium  chemicals  

than  spodumene  –  logis;cs  disadvantage  for  the  ba`ery  market  

•  Petalite  is  olen  altered  to  spodumene  +  quartz  (SQI)  during  pegma;te  

deposi;on.  This  may  require  fine  grinding  to  liberate  spodumene.  

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Mineralogy  and  markets    

Graphite  producKon  trends  -­‐  

historical  

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This  500-­‐page  report  reviews  every  major  graphite  producing  and  exploring  

company  around  the  world,  as  well  as  detailing  global  explora;on  ac;vity.  It  also  

contains  an  in-­‐depth  focus  on  graphene,  including  its  producKon,  supply  and  

demand.    

Key  topics  include:  

•  Unique  country  supply  reviews  including:  China,  Brazil,  India,  North  Korea,  and  

Canada  

•  Major  demand  drivers  –  Li-­‐ion  baYeries,  refractories,  &  emerging  markets  

•  How  will  prices  react?  Historical  analysis,  supply  and  demand      

•  CriKque  of  the  graphene  revoluKon  

The  data  for  the  report  was  collected  from  mul;ple  loca;ons  using  primary  

research  including  methods  such  as  thin-­‐sec;on  petrography,  mine  and  plant  

visits.  

Natural  Graphite  Report:  Strategic  Outlook  to  2020  

To  download  a  sample  of  the  report  visit  www.indmin.com/graphite-­‐report  

•  Global  graphite  produc;on  has  risen  from  about  100,000  

tpa  in  the  early  1900s  to  an  es;mated  1.2  Mt  in  2014  

•  Compound  annual  growth  from  about  1950  >3%.  

Global  graphite  producKon  

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Markets  -­‐  

where  is  graphite  used?  

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Graphite  producKon  &  markets  

www.csaglobal.com  Source:  USGS,  industry  sources,  Scogings  et  al  (2015)    

Each  market  has  individual  product  specifica;ons  

Graphite  producKon  &  markets  

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China  

74%  

Brazil  

9%  

North  Korea  

6%  

India  

2%  

Canada  

2%   Turkey  

1%  

Russia  

1%  Sri  Lanka  

0%  

Others  

5%  

Es;mated  global  natural  graphite  produc;on  2014      ~1.2  Mt  

•  Amorphous  0.3  Mt  

•  Flake  0.8  Mt  

•  Vein  0.004  Mt  

Source:  USGS,  industry  sources,  Scogings  et  al  (2015)    

Markets  –  what  is  driving  growth?  

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Global  graphite  market  trends  

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Approximately  430  kt  flake  graphite  by  2025  (at  40%  yield)  to  make  approximately  180,000  tonnes  spehrical  

Ba`ery  –  es;mated  consump;on  of  spherical  natural  graphite  for  Li-­‐ion  ba`eries  

Source:  ProGraphite;  Kibaran  Resources  Ltd  

What  does  natural  graphite  look  

like?  

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Amorphous  graphite  

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Metamorphosed  coal  

Source:    ProGraphite  

Flake  graphite  

       Germany  

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Source:  AMG  Graphit  Kropfm

ühl  GmbH  

Photos:  A.  Scogings  

Flake  graphite  under  the  microscope  

Triton  (Ancuabe,  Mozambique)                    Huanyu  (China,  Heilongjiang)  

www.csaglobal.com  Photos:  A.  Scogings    

Source:  Triton  Minerals;  Huanyu.    

Flake  graphite  under  the  microscope  

     Graphex  Mining  Ltd,  Tanzania  

‘Low  Grade  Zone’  >2%  cut-­‐off                          ‘High  Grade  Zone’  >5%  cut-­‐off  

www.csaglobal.com  Photos:  A.  Scogings    

Source:  Graphex  Mining  Ltd    

Vein  graphite  

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Sri  Lanka  

Photo:  A.  Scogings  

Source:    M

argosa  Graphite  

Source:    Kahatagaha  Lanka  

Vein  graphite  

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Sri  Lanka  

Photo:  A.  Scogings  

Source:    Kahatagaha  Lanka  

•  Low  price  

•  Fuel:  during  desulfuriza;on  of  steel,  the  iron  cools  and  may  need  re-­‐hea;ng.    

Amorphous  graphite  brique`es  are  placed  on  the  surface  of  iron  to  warm  up  

the  iron      

•  Amorphous  graphite  less  reflec;ve  and  darker  colour  than  other  natural  

graphite  (silver-­‐grey).  Useful  in  coa;ngs  when  lower  reflectance  is  desirable,  

or  in  pencils  to  get  darker  colour.      

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Why  use  amorphous  graphite?  

•  High  purity  flake  graphite  (>97%  Carbon)  can  be  produced  by  flota;on,  

without  chemical  purifica;on  (e.g.  acids)    

•  Flakes  are  flexible  and  can  be  spheronised  (rolled)  into  very  small  ‘potato’  

shapes  for  use  in  ba`ery  anodes  

•  Flakes  can  have  other  molecules  inserted  between  the  layers  of  carbon  

atoms.  When  heated,  the  graphite  layers  are  forced  apart  at  between  200  and  

300oC.    

         Source:  spherical  graphite  photo:  Kibaran  Resources  Ltd  

Spherical  graphite   Expandable  graphite  Spherical  graphite  plant  

Why  use  flake  graphite?  

•  Shape  advantage  (not  flakes)  easier  to  mix  into  formula;ons  

•  Natural  high  purity,  no  chemical  residues  from  flota;on  or  chemical  

processing  

•  More  isotropic  electrical  and  thermal  behaviour  than  anisotropic  flake  

graphite    

•  Soler  and  smoother  (noise  reduc;on)  

•  Small  amounts  of  fine  quartz  (abrasive)  cleans  electric  motor  commutators.  

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Why  use  vein  graphite?  

Conclusions  

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Conclusions-­‐  lithium  

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•  Markets  and  drivers  

Ø  Two  dominant  markets  -­‐  ba`eries  and  glass  /  ceramics  (>65%)  

Ø  Ba`ery  and  glass  markets  growing  

Ø  ~160  kt  LCE  (2014)  growing  to  >400  kt  LCE  (2025)?  

•  Not  all  lithium  deposits  are  created  equal  

Ø  Dominated  by  two  sources  -­‐  Brines  and  Pegma;tes  

Ø  Each  pegma;te  is  individual  -­‐  can  be  complex  mineralogy  

Ø  Li-­‐minerals  vary  in  size  and  purity  

Ø  Markets  may  demand  different  Li-­‐minerals,  purity  and  /  or  sizing  

Conclusions  –  natural  graphite  

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•  Markets  and  drivers  

Ø  One  dominant  market  -­‐  refractories  &  steel,  (>60%)  

Ø  Refractories  and  steel  declining  

Ø  Ba`ery  and  expandable  graphite  market  growth  

•  Not  all  graphite  deposits  are  created  equal  

Ø  Grade  /  shape  /  flake  size  /  purity  vary  between  deposits  

Ø  Markets  may  demand  different  graphite  shape,  purity  and  /  or  sizing  

Thank  you  

•  CSA  Global  Pty  Ltd  

•  Graphex  Mining  Ltd  

•  Industrial  Minerals  Magazine  

•  Kibaran  Resources  Ltd  

•  Pioneer  Resources  Ltd  

•  ProGraphite  

•  Prospect  Resources  Ltd  

•  Triton  Minerals  Ltd  

15  August  2016   www.csaglobal.com