Las regiones áridas donde se lleva a cabo la extracción evaporativa de litio se benefician de tecnologías que ahorran agua

Con el auge de los vehículos eléctricos y la energía solar en todo el mundo, la demanda de litio, un componente clave de las baterías, está creciendo. ¿Cómo se obtiene el litio? Uno de los principales métodos es la extracción del metal reactivo a partir de salmueras.

La extracción de litio de salmueras todavía se basa en gran medida en un método de baja tecnología: la evaporación en estanques.

En un tipo de minería de litio, primero se bombea agua a depósitos subterráneos de litio, donde disuelve el litio junto con otras sales e impurezas presentes. La salmuera resultante se bombea a la superficie y se envía a estanques de evaporación poco profundos, donde tarda entre 10 y 24 meses en evaporarse lo suficiente como para alcanzar concentraciones aptas para la extracción.

Por lo general, se usa cal para convertir el magnesio presente en hidróxido de magnesio, que puede ser filtrado eficientemente. Luego, la salmuera puede seguir evaporándose o concentrándose con otros métodos y reaccionar con solventes que se unen a los iones de litio para separarlos de otros iones. Posteriormente, la salmuera se trata con carbonato de sodio (soda ash), lo que precipita el litio en forma de carbonato de litio, un estándar comercial. Una vez filtrado, lavado y secado, el carbonato de litio puede convertirse en hidróxido de litio utilizando hidróxido de calcio, según el uso final.

Se estima que se evaporan entre 100 y 800 m³ (26,400 a 210,000 galones) de agua por cada 1,000 kg (2,205 libras) de carbonato de litio producido, dependiendo de la fuente. La gran cantidad de agua perdida por evaporación ha generado preocupaciones sobre la sostenibilidad de la extracción de litio, especialmente porque estas operaciones suelen realizarse en climas áridos, donde el agua ya es escasa. Además, más del 90 % de las sales cristalizadas se consideran residuos, lo que representa posibles riesgos ambientales.

Debido a estos factores, los procesos que hacen que los residuos de salmuera sean más manejables, mejoran la eficiencia del agua y aceleran la extracción de litio tienen un gran valor para la industria minera del litio. Este sector puede abordar estos desafíos mediante tecnologías avanzadas de tratamiento de agua.

Procesos Avanzados de Membranas

El tratamiento de agua con procesos avanzados de membranas como la ósmosis inversa, la nanofiltración y la ultrafiltración, se utiliza para eliminar impurezas y mejorar la calidad de la salmuera. Los sistemas de ósmosis inversa emplean membranas para eliminar sales y minerales disueltos. La nanofiltración usa membranas con poros más grandes que permiten operar a menores presiones, eliminando cationes y aniones divalentes. La ultrafiltración tiene poros aún más grandes y se usa para eliminar sólidos en suspensión y partículas de mayor tamaño.

La ósmosis inversa puede purificar el agua de pozo utilizada en la minería de salmuera de litio, evitando la introducción de contaminantes. Aunque no separa completamente el agua del litio, ayuda a aumentar la concentración de litio en la salmuera extraída del subsuelo.

Intercambio iónico en la extracción de litio

El intercambio iónico puede mejorar el proceso de purificación de salmuera, optimizando la eficiencia y logrando la calidad requerida para productos de litio como las baterías. En el proceso de electrodesionización (EDI), las membranas de intercambio iónico y las resinas de intercambio iónico eliminan varios iones, incluidos el calcio, el magnesio, el sodio y el potasio, de la salmuera. El EDI puede regenerar continuamente materiales de intercambio iónico sin necesidad de regeneración química, lo que lo sitúa por encima de los procesos tradicionales de intercambio iónico. El EDI es más eficiente energéticamente que los procesos de la competencia utilizados en la concentración de salmuera de litio y se integra bien con procesos de membrana como la ósmosis inversa y la nanofiltración en la recuperación y purificación de litio.

Los sistemas EDI continuos (CEDI) requieren menos mantenimiento que los procesos por lotes para una producción y una calidad más consistentes.

Tratamiento de Aguas Residuales en la Minería de Litio

En los sitios de minería y extracción de litio, existen oportunidades para mejorar el tratamiento de agua y aguas residuales para los trabajadores. En campamentos remotos como uno en Carlsbad, Nuevo México, Fluence trata las aguas residuales domésticas para su reutilización en sanitarios, reducción de polvo, lavado de equipos e incluso en operaciones mineras, reduciendo el consumo total de agua.

Para abordar estas necesidades, Fluence ofrece una solución probada. Las unidades modulares en contenedores personalizables Ecobox™ vienen preprobadas y prediseñadas para una logística optimizada, una entrega rápida y una fácil instalación en sitios remotos sin costos ocultos. Estas unidades son ideales para las operaciones de minería de litio, ya que proporcionan un tratamiento de aguas residuales eficiente y confiable para respaldar las aplicaciones de reutilización de agua domésticas e industriales, mejorando la sostenibilidad y la eficiencia operativa.

Estudios de Caso de Fluence en la Industria del Litio

Fluence se ha ganado una sólida reputación en la industria minera de América del Sur como una empresa sólida y de tamaño mediano que puede entregar plantas descentralizadas listas para el servicio en entornos hostiles y remotos.

Fluence tiene fuertes referencias cuando se trata de la concentración de salmuera. Proporcionamos a Ady Resources Limited (Grupo Enirgi–Salar del Rincón) un sistema de purificación de salmuera de litio de 50,000 GPD (2,100 8 m³/h) para reducir la dureza y concentrar la salmuera de litio. El sistema utiliza la ósmosis inversa para producir agua para su uso en el proceso de fabricación. También entregamos una planta de concentración de salmuera de litio por ósmosis inversa de alta presión de 792.500 GPD (125 m³/h) a la operación Salar del Hombre Muerto de FMC-Minera del Altiplano en Argentina.

Las soluciones de Fluence también pueden proporcionar agua potable. Por ejemplo, suministramos una planta de tratamiento de agua de ultrafiltración más ósmosis inversa de doble paso a Eramine, un actor importante en el sector minero de litio de América del Sur. La planta produce agua desmineralizada y potable, y permite la reutilización del agua de servicio. Fluence también proporcionó servicios de ingeniería para el desarrollo de una operación de oxidación de salmuera de litio.

Minería y Extracción Sostenible de Litio

El sector minero enfrenta desafíos como regulaciones más estrictas, acceso limitado al agua y la necesidad de mejorar su perfil ambiental, social y de gobernanza (ESG). Para abordar estos retos, Fluence ofrece soluciones como:

• Reutilización del agua: Reduciendo el consumo de agua dulce en las operaciones mineras.
• Mayor eficiencia y conservación del agua: Estrategias para minimizar el uso del agua, especialmente en regiones áridas.
• Sostenibilidad energética: Tecnologías eficientes como filtración por membranas actualizadas y EDI para reducir el consumo de energía.
• Menor uso de químicos: Procesos como EDI minimizan el uso de productos químicos dañinos, protegiendo el medioambiente.

Fluence está listo para todas las fases del proceso de minería y extracción de litio, desde la purificación de agua para minería y la purificación y concentración de salmuera, hasta soluciones de reutilización de agua que aprovechan las aguas residuales generadas en los campamentos de trabajadores. Póngase en contacto con nuestros expertos para saber cómo las soluciones de Fluence pueden ayudar a sus operaciones.