Extracción de litio mediante reactor

En estado natural, el litio puede encontrarse en rocas y agua de mar, pero es más sencillo y económico obtenerlo de salmueras en salares. El método utilizado para concentrarlo es el de evaporación solar (muy lento, toma un año en Chile), que ha dado los mejores resultados en el desierto de Atacama, donde las condiciones de evaporación son óptimas. En diversos artículos publicados en este periódico, describí varios métodos de extracción del litio de salmueras, como la concentración solar (Chile, Argentina, China), la adsorción selectiva (Argentina), la ósmosis revertida (Estados Unidos) y el método químico desarrollado por la empresa coreana Posco que es muy rápido (8 horas), probado en escala piloto, pero que todavía no se lo usa en la industria por su mayor costo.

El científico argentino Ernesto Calvo, especialista en fisicoquímica, electroquímica y nanotecnología y director del Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía, de la Facultad de Ciencias Exactas y Naturales de la Universidad de Buenos Aires, luego de ver la extracción de litio de salmueras de altura en Jujuy en 2012, indicó que “Extraer litio de salmuera de salares de altura es mucho más económico -que obtenerlo de otras fuentes como roca- porque requiere mucha menos energía, no hay que romper uniones químicas sino simplemente evaporar, pero en esa evaporación se pierde millones de litros de agua por cada tonelada que se obtiene de litio, además de que se agrega sustancias químicas y se genera residuos”. Los efectos ambientales de la explotación de este valioso mineral son la contaminación de agua, impactos en el paisaje, la flora y fauna, y la generación de residuos sólidos y químicos, por lo que se le ocurrió utilizar “el mismo concepto que usan las baterías de litio para extraerlo. Hicimos la prueba de concepto y funcionó”. El éxito fue tal que el método ha sido patentado y licenciado por Y-TEC, la empresa creada por YPF (Yacimientos Petrolíferos Fiscales de Argentina) y el CONICET (Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas).

El novedoso proceso ideado por Calvo recibió el primer premio del concurso International Bright Minds Challenge (Desafío de Mentes Brillantes), en una ceremonia realizada en junio de 2017 en Ámsterdam, donde la compañía holandesa DSM dio a conocer el resultado.

Calvo dice del proceso “Usamos energía solar para extraer litio con la misma tecnología de las baterías, por medio de un proceso electroquímico que requiere poca energía, que es muy limpio, selectivo y rápido, y que no evapora agua sino que permite que vuelva al salar como salmuera, y tampoco se agrega sustancias químicas”.

El método propuesto funciona así: la salmuera se coloca en un reactor que extrae el cloruro de litio de manera selectiva, de manera que un electrodo extrae cloruro y el otro litio. Posteriormente, se invierte la polaridad eléctrica del reactor y se hace el proceso inverso, es decir, se saca la salmuera y se incorpora una solución de recuperación que concentra el cloruro de litio. Para este proceso se utiliza energía solar y el cloruro de litio extraído de la salmuera forma una especie de batería de litio para almacenar energía renovable intermitente.

“Es una batería pero a gran escala: el primer proceso nos da energía, el segundo la consume y el balance entre esos dos procesos hace que la energía consumida sea muy pequeña, lo que permite que podamos usar energía solar. Es como una batería que, en lugar de usarla para obtener electricidad, la usamos para extraer litio de la salmuera”, explica Calvo, que se dedica a estudiar tecnologías vinculadas al litio desde hace más de seis años.

Sin embargo, como ocurre en este tipo de procesos experimentales, todo método que funciona a escala de laboratorio, en un ambiente controlado, debe ser adaptado y ajustado a las condiciones reales para que pueda ser utilizado por la industria. Por eso, el equipo liderado por Calvo trabaja en el desarrollo de nuevos reactores, en un proceso en el que “la ingeniería para extraer grandes cantidades es fundamental, por lo que necesitamos inversores interesados en llevarlo a escala industrial y empresas privadas que inviertan”, sostiene Calvo.

El método de adsorción selectiva patentado y utilizado en el salar del Hombre Muerto en la Argentina por la FMC Corporation, tiene también la ventaja de retener solo el cloruro de litio en sus membranas de adsorción, dejando pasar los otros compuestos de sodio, potasio, boro etc., cuya recuperación mediante la evaporación solar es más fácil y rápida. Una ventaja fundamental es que no es necesaria la separación del magnesio del litio (luego de separar de la salmuera el cloruro de sodio y el cloruro de potasio), que es muy difícil y cara, especialmente en el salar de Uyuni, que tiene una mucho mayor relación magnesio/litio que los salares de Chile y Argentina, relación que resulta nociva en la purificación del carbonato de litio, que debe tener una pureza mínima del 99,5% para poder fabricar las baterías de litio. El método de extracción mediante reactor tendría la misma ventaja.

Por ello es de desear que este interesante y novedoso método, que ha superado la escala de laboratorio lo haga en las escalas piloto e industrial, con las indudables ventajas mencionadas por Calvo.