Muy difícil industrialización del litio

La industrialización del litio significa la fabricación de baterías de litio, para lo que se necesita producir carbonato de litio (Li2CO3) grado batería (GB), vale decir con una pureza igual o mayor al 99,5 %. La planta piloto de Li2CO3 que inició su producción en enero de 2013, hasta fines de 2019, no vendió ni una tonelada de Li2CO3 GB y el diseño de la planta industrial se basó en la ingeniería conceptual desarrollada por la ex Gerencia Nacional de Recursos Evaporíticos, dependiente de Comibol, que tenía a su cargo la planta piloto hasta 2017, en que fue reemplazada por Yacimientos de Litio de Bolivia, dependiente del Ministerio de Energías. La planta industrial que producirá anualmente 15.000 toneladas de Li2 CO3, está siendo construida por la empresa china Maison Engineering, con un costo de 96,4 M$us. Debió haber sido entregada en julio de 2019.

En las salmueras, como en las del salar de Uyuni, es importante la relación magnesio/litio (Mg/Li) para poder purificar la sal comercial de litio, ya sea el hidróxido de litio (LiOH) o el carbonato de litio (Li2CO3). Cuanto mayor la relación, más difícil la purificación por el método escogido de precipitación de sales por evaporación y eliminación del magnesio. Según una fuente, para nuestro salar la relación es de 18,6/1, mientras que en el salar de Atacama en Chile es de 6,4/1 y en salar del Hombre Muerto en Argentina es de 1,4/1. Esta debe ser la razón para no haberse podido elaborar Li2CO3 GB. Las sales cloruro de litio (LiCl) o sulfato de litio (Li2SO4), que se hace reaccionar con el carbonato de sodio (Na2CO3), deben contener un mínimo de impurezas para poder producir Li2CO3 GB.

El litio se extrae de la salmuera, pero separarlo de otros elementos presentes en las sales sigue siendo un desafío en todo el mundo. El magnesio, en particular, es extremadamente difícil de separar del litio porque los dos minerales tienen propiedades iónicas similares, ya que el radio iónico de ambos elementos es 0,74 y 0,72 Angstroms (1A = 10-10 m) respectivamente.

Otro aspecto muy preocupante en el salar de Uyuni es el de la evaporación de las salmueras en las piscinas. La intensidad de las lluvias se ha incrementado en los últimos años, al extremo de dejar anegado el salar. Según Jaime Claros (2012), la costra salina de toda la superficie del salar se encuentra prácticamente inaccesible por lo menos 6 meses, lo que paraliza toda actividad laborable. Las lluvias causan un retroceso de la evaporación, por lo que este método está seriamente cuestionado. Probablemente esta fue la causa para reducir a la mitad las producciones proyectadas de carbonato de litio y cloruro de potasio. En suma, en el salar de Uyuni existen problemas tanto en la concentración como en la extracción del litio.

Otras formas de concentración

y/o extracción del litio

Se resume algunos procesos que probablemente puedan ser utilizados en el salar de Uyuni, si se determina que la evaporación es insuficiente y/o no puede elaborarse Li2CO3 GB.

Filtrado electrónico y

utilización de membrana

China tiene salmueras con una mucho mayor relación Mg/Li que las del salar de Uyuni. Sin embargo según el informe (2019) de un proyecto de investigación de 15 años financiado por la Academia de Ciencias de China, se dice que se “consiguió una forma rentable de separar el litio de otros minerales, especialmente el magnesio, a través de múltiples etapas de procesamiento con complejos tratamientos de filtrado electrónico y de membrana”. Esta tecnología debería poder aplicarse en el salar de Uyuni.

Membranas de adsorción

La ex Lithco, dependiente de la empresa americana FMC Corporation, cuyo contrato con el gobierno boliviano fracasó en 1992, se fue a trabajar al salar del Hombre Muerto en Argentina donde produce carbonato de litio. Utiliza membranas de adsorción con base en alúmina (Al2O3), método patentado por FMC, que retienen solamente la sal de litio, pasando el resto de la salmuera a piscinas para concentrar el cloruro de potasio. Como puede apreciarse, este método permite en una sola etapa la concentración y la extracción del litio, por lo que el magnesio no tendría influencia o la tendría muy poca. Habría entonces que averiguar si FMC está dispuesta a alquilar su patente para ser utilizada en Uyuni y cuánto costaría.

Extracción por solventes

Para contenidos elevados de magnesio, se puede utilizar la extracción por solventes, asociada a disolventes orgánicos que se utiliza para extraer selectivamente distintos metales. Sin embargo, estos disolventes orgánicos convencionales además de ser caros, presentan inconvenientes tales como toxicidad y volatilidad elevada, lo que genera problemas de contaminación ambiental, que requieren la instauración de medidas de seguridad. Se realizaron diversas pruebas con buenos resultados (recuperación del 92% de litio), utilizando tributilfosfina como extractante, perclorato de sodio como coextractante y un líquido iónico.

Método POSCO

En 2012 la empresa sudcoreana Posco indicó haber desarrollado en laboratorio un método químico para concentrar salmueras que contengan litio, potasio y otros elementos en unas 8 horas, comparadas con los 12 a 18 meses necesarios para concentrar salmueras por el método de evaporación solar. Entre otras ventajas del método se cita un menor capital de inversión, una recuperación mayor del 80 % para producir carbonato de litio con una pureza del 99,99 % (mientras la recuperación por evaporación solar es de aproximadamente 50 %) y de ser más amigable ambientalmente. Posco indicó que su tecnología de extracción se probó incluso con salmueras con elevadas impurezas como las del salar de Uyuni. Posco instaló una planta piloto en el salar de Cauchari-Olaroz en Argentina. Aunque los resultados técnicos fueron buenos, en dicho salar se utilizará la concentración por evaporación, seguramente por los costos. Además, este salar tiene una baja relación Mg/Li de 2,6/1.

Extracción mediante

alúmina hidratada

La utilización de alúmina hidratada adsorbe selectivamente los iones de litio de salmueras concentradas con muchas variaciones de composición. La utilización de gibbsita (variedad de hidróxido de litio) como materia prima mejora el nivel de adsorción. El proceso se realiza en una columna que contiene un lecho de partículas por la que fluye la salmuera a una temperatura entre 65-90oC. La recuperación está alrededor de 91%.

Antes de soportar fracasos tormentosos, vuelvo a insistir en que es urgente e imprescindible una auditoría técnico-económica, a cargo de una empresa extranjera especializada, en las plantas de carbonato de litio y cloruro de potasio.