De los salares a la roca dura, y del bicarbonato de litio al metal puro, existen múltiples variantes en torno a este insumo clave para la transición energética. En la Argentina ya hay tres proyectos produciendo y se esperan nuevas iniciativas para abastecer la creciente demanda internacional.
Los anuncios de inversiones en proyectos de litio en las provincias de Jujuy, Salta y Catamarca, principalmente, se superponen uno a otro y existe un amplio consenso acerca de las muy buenas perspectivas que esta industria ofrecerá a la Argentina.
Sin embargo, para el ojo no avezado parecería que el litio es uno solo. Por el contrario, este mineral puede encontrarse en distintos estados y por lo tanto su extracción no se realiza de la misma manera.
El litio puede extraerse de salmueras de agua salina o bien de mensa de mineral por medio de técnicas propias de la minería de roca dura.
Aquí, una breve guía para comprender el ABC de una de las industrias de la que se hablará todavía mucho más en los próximos años.
Extracción del litio
Los métodos y/o tecnología de extracción de litio se basan en dos fuentes principales:
- Salmueras de aguas salinas
- Menas de mineral
Extracción convencional de salmuera de litio
La mayor parte de la producción de litio actual proviene de quienes extraen litio de depósitos de salmuera subterráneos (salares). La mayoría se encuentran en el llamado Triángulo del Litio repartido entre Bolivia, Argentina y Chile, que concentra más del 85% de las reservas mundiales conocidas de litio.
La recuperación de salmuera de litio es un proceso sencillo, pero que consume tiempo. Se bombea el agua rica en sal a la superficie y a una serie de estanques de evaporación. En unos meses, el agua se evapora lentamente y se precipitan todo tipo de sales, dejando una salmuera con una concentración cada vez mayor de litio.
Durante el proceso de evaporación, se agrega una pulpa de cal hidratada a la salmuera para precipitar los elementos no deseados, en concreto, magnesio y boro (en forma de sales de hidróxido de magnesio y boro de calcio). Cuando la concentración de litio llega a cierto punto, se bombea la salmuera a unas instalaciones de recuperación para extraer el metal, un proceso que suele incluir los siguientes pasos:
- Purificación de salmuera para eliminar los contaminantes o elementos no deseados.
- Tratamiento de sustancias químicas para precipitar productos y derivados deseables.
- Filtración para retirar los sólidos precipitados.
- Tratamiento con carbonato sódico para precipitar el carbonato de litio.
- Lavado y secado del carbonato de litio para obtener el producto final.
Extracción por minería de roca dura
La minería de roca dura es un proceso más complejo y que demanda una mayor cantidad de energía que la extracción de salmuera convencional. Aunque hay más de 145 minerales que contienen litio, solo se usan cinco para la extracción de litio comercial: espodumena, lepidolita, petalita, ambligonita y eucriptita.
De estos, la espodumena es la más abundante y produce la gran mayoría de litio de origen mineral. La mayor parte de la producción mundial de espodumena mundial se encuentra en Australia. Hay algunas operaciones menores en Brasil y otras de litio de origen mineral en Portugal, el sur de África y China. Se espera que, para 2025, haya más minas en marcha en Norteamérica y Finlandia.
Una vez excavado el mineral, se aplasta y asa a 1.100 °C. Luego se enfría a 65 °C, se muele y se vuelve a asar, esta vez con ácido sulfúrico, a 250 °C, un proceso conocido como filtración de ácido. Durante este último paso, se reemplaza el hidrógeno del ácido sulfúrico por iones de litio, para producir sulfato de litio y un residuo insoluble.
Como en la extracción de litio con base de salmuera, se añade cal para retirar magnesio (un elemento constituyente de la espodumena) y se usa carbonato sódico para precipitar carbonato de litio desde la solución final, purificada y filtrada. También se puede usar pulpa de cal como ajustador de pH para neutralizar el exceso de ácido del proceso de filtración de ácido.
Carbonato de litio e hidróxido de litio
El producto final de la tecnología de extracción de litio basado en minerales y salmuera, a menudo es el carbonato de litio. Otros productos comerciales de litio comunes son:
- Hidróxido de litio: el uso más común para el hidróxido de litio es la creación de sales de litio.
- Cloruro de litio: el cloruro de litio se usa, principalmente, para la producción de metal de litio.
- Bromuro de litio: el uso más común para el bromuro de litio es como desecante en los sistemas de aire acondicionado.
- Butil-litio: se utiliza el butil-litio principalmente como base fuerte en la química orgánica.
- Metal de litio puro: a menudo se usa el metal de litio puro para baterías recargables en cosas como teléfonos u otros dispositivos portátiles; y es un isnumo fundamental de las baterías para autos eléctricos.
