Una descripción general de la producción comercial de litio

Durante décadas, la producción comercial de litio se basó en fuentes de minerales como espodumeno, petalita y lepidolita. La extracción de litio de tales fuentes, sin embargo, es significativamente más costosa que la extracción del metal de las salmueras que contienen litio. De hecho, se estima que el costo de extraer litio de la roca dura es el doble del de la producción de salmuera, lo que explica por qué la mayoría de estas fuentes han sido excluidas del mercado en los últimos 20 años.

Las salmueras Salar se pueden describir como depósitos subterráneos que contienen altas concentraciones de sales disueltas, como litio, potasio y sodio. Estos generalmente se encuentran debajo de la superficie de lechos de los lagos secos, conocidos como salars.

Extracción del litio

Para extraer litio de las salmueras, las aguas ricas en sal deben primero bombearse a la superficie hacia una serie de estanques de evaporación donde se produce la evaporación solar durante varios meses. Debido a que las salmueras salar se producen de manera natural a gran altura y en áreas de poca lluvia, la evaporación solar es un método ideal y rentable para precipitar sales.

El potasio a menudo se cosecha primero en estanques tempranos, mientras que los estanques posteriores tienen concentraciones cada vez más altas de litio. Las salmueras de fuente de litio económicas normalmente contienen desde unos pocos cientos de partes por millón de litio hasta más de 7000ppm.

Cuando el cloruro de litio en los estanques de evaporación alcanza una concentración óptima, la solución se bombea a una planta de recuperación donde la extracción y el filtrado eliminan cualquier boro o magnesio no deseado.

Luego se trata con carbonato de sodio (ceniza de soda), precipitando así el carbonato de litio. El carbonato de litio se filtra, seca y listo para la entrega. El exceso de salmueras residuales se bombea nuevamente al salar.

El carbonato de litio es un polvo blanco estable, que es un intermediario clave en el mercado del litio porque se puede convertir en sales industriales y productos químicos específicos, o se puede procesar en metal de litio.

La extracción de litio del espodumeno y otros minerales, en contraste con las fuentes de Salar Salt, requiere una amplia gama de procesos hidrometalúrgicos.

Galaxy Resources, que extrae spodumene extraído en Australia, por ejemplo, primero tritura y calienta el mineral en un horno rotatorio de calcinación para convertir la fase de cristal de litio de alfa a beta (un proceso denominado decrepitación). Esto permite que el litio presente en el mineral sea desplazado por el sodio.

El concentrado de espodumeno resultante se enfría y moltura en un polvo fino antes de mezclarse con ácido sulfúrico y tostarse nuevamente.

Un sistema de filtro de espesante separa los residuos del licor concentrado, mientras que la precipitación elimina el magnesio y el calcio de esta solución.

Finalmente, se agrega la ceniza de soda y el carbonato de litio se cristaliza, calienta, filtra y seca como carbonato de litio puro al 99%.

Haciéndolo en metal

La conversión de litio en forma de metal se realiza en una celda electrolítica utilizando cloruro de litio.

El cloruro se mezcla con cloruro de potasio en una proporción de 55 por ciento de cloruro de litio a 45 por ciento de cloruro de potasio para producir un electrolito eutéctico fundido. Se agrega cloruro de potasio para aumentar la conductividad del litio mientras se reduce la temperatura de fusión.

Cuando se funde y se electroliza a aproximadamente 450 ° C, se libera cloro gaseoso mientras que el litio fundido se eleva a la superficie del electrolito y se acumula en recintos de hierro fundido. El litio puro producido está envuelto en cera de parafina para evitar la oxidación. La relación de conversión de carbonato de litio a metal de litio es de 5. 3 a 1.

Aunque Chile y Australia son las fuentes de litio más grandes del mundo, los Estados Unidos, Argentina y China también son grandes productores. El mercado de litio está fuertemente dominado por cuatro empresas: Sociedad Química y Minera de Chile (Chile), Chemetall (Alemania), FMC (EE. UU.) Y Talison (Australia). Generalmente, el carbonato de litio se vende con contratos de tres a cinco años, desde mineros hasta refinadores, incluidos los mencionados anteriormente, que producen y comercializan productos químicos de proceso y litio metálico.

En 2012, el Servicio Geológico de los EE. UU. (USGS) estimó que la producción mundial de litio supera las 37,000 toneladas métricas.

Si bien la mayoría de esto se usa como sales y productos químicos, solo una pequeña fracción (probablemente, menos del 10 por ciento) se electroliza y se utiliza como metal.

El reciclaje de litio también ha crecido notablemente desde que Japón abrió la primera planta de reciclaje de baterías de iones de litio en 1992. Las instalaciones en Bélgica, Alemania, Japón, Estados Unidos y Canadá ahora pueden procesar baterías para su litio y otros componentes.

Fuentes

Kunasz, Ihor. "Recursos de litio". Minerales y rocas industriales : productos básicos, mercados y usuarios. Ed. Jessica Elzea Kogel, Nikhil C. Trivedi, James M. Barker.
// www. Segemar. gov. ar / bibliotecaintemin / litio / lithiumindminrocks. pdf
Barrett, Wayne T. y Bernard J. O'Neill Jr. "Recuperación de litio de salmueras utilizando evaporación solar". Foote Mineral Company. Fuente: Saltinstitute. org
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