Es necesario desarrollar nuevos procesos de extracción de litio para satisfacer la demanda de baterías recargables para vehículos eléctricos (VE), que contribuirán a combatir el cambio climático, por no mencionar el litio que se utiliza en todas las baterías recargables de teléfonos móviles, ordenadores portátiles y otros dispositivos digitales. Sin embargo, la extracción de litio tiene un coste medioambiental. Los procesos mineros utilizados tradicionalmente para extraer el litio de otros minerales o de fuentes de agua subterráneas pueden causar un daño medioambiental significativo.
Dado que la demanda de litio se multiplicará por diez, o más, en las próximas décadas debido al aumento del uso de vehículos eléctricos para el transporte, es importante que las empresas mineras busquen métodos de extracción más innovadores. Aunque hay grandes cantidades a nivel mundial, los procesos de extracción de litio suelen requerir grandes cantidades de agua y, a menudo, una importante remoción de tierra. En lo que respecta al litio, los procesos de extracción suelen suponer una amenaza para las comunidades de las zonas propensas a la sequía y perturban los frágiles ecosistemas. Debido a estos retos, las empresas de Estados Unidos y de todo el mundo buscan constantemente mejorar los métodos de extracción de los minerales para evitar daños a las comunidades y al medio ambiente local.
Procesos convencionales e innovadores para la extracción de litio
Hay dos formas principales de extraer litio. El método más común consiste en extraer litio de la salmuera contenida en depósitos subterráneos. La segunda forma más común de extraer litio se parece al proceso de extracción utilizado para extraer otros minerales. Un tercer proceso de extracción de litio, que está recibiendo cada vez más atención, consiste en extraerlo directamente del agua salada. Además, los productores siguen investigando otros procesos de extracción de litio para producir suficiente cantidad como para que las industrias modernas que utilizan este mineral no se queden sin reservas.
Extracción convencional de salmuera de litio
Para la mayor parte del litio disponible en el mercado, los procesos de extracción implican la extracción de depósitos de salmuera subterráneos. Denominados«salar»en español, estos depósitos procesan las sales de litio de estas aguas de forma muy similar a como se extraen las sales de sodio del agua salada. La mayoría de estos salares se encuentran en las altas cumbres de la cordillera de los Andes, donde confluyen las fronteras de Argentina, Chile y Bolivia, junto con China.
Este método para recuperar litio de la salmuera es básico, aunque lleva mucho tiempo. Consiste en bombear la salmuera salada a la superficie hacia estanques de evaporación, donde el agua se evapora durante muchos meses, incluso años, hasta que solo quedan las sales, que contienen altas concentraciones de litio. Los procesos mineros que utilizan este proceso de evaporación añaden cal hidratada, también conocida comohidróxido de calcio, a la salmuera para acelerar la eliminación de elementos como el boro cálcico y las sales de hidróxido de magnesio, que no son útiles para los productores de litio.
Una vez que las concentraciones de litio alcanzan un determinado nivel, la producción de litio sigue estos pasos:
- La salmuera se bombea a la instalación de recuperación.
- La salmuera se refina para eliminar elementos indeseables e impurezas.
- La salmuera refinada se trata con productos químicos para extraer los minerales y subproductos deseados.
- Filtrado para eliminar cualquier resto sólido no deseado.
- Tratado con carbonato de sodio, también conocido como carbonato sódico, para eliminar el carbonato de litio.
- A continuación, el carbonato de litio se lava y se seca hasta obtener el producto final.
Este proceso de extracción de litio también tiende a consumir grandes cantidades de agua dulce. Esta agua se extrae principalmente de acuíferos, ríos, pozos u otras fuentes de agua utilizadas para el consumo o el riego. Dado que las mayores concentraciones de depósitos de litio de los yacimientos de salmuera se encuentran en zonas áridas, esto supone una menor disponibilidad de agua potable para las comunidades cercanas.
Proceso de extracción de litio de roca dura
Al igual que otros minerales, la extracción de litio puede implicar el movimiento de grandes cantidades de roca, tierra y suciedad. Esto puede alterar la vida animal y vegetal en las zonas cercanas. Este proceso de extracción de litio también consume más energía y es más complejo que la extracción del metal de la salmuera. Aunque más de 145 minerales contienen litio, solo cinco se utilizan para extraer litio comercialmente. Los procesos de extracción como estos buscan concentraciones de espodumeno, petalita, lepidolita, eucriptita y amblygonita de las que extraer litio. El más común de estos minerales es el espodumeno, del que Australia es el mayor productor, mientras que Brasil, China, Portugal y el sur de África se dedican a la extracción de minerales en menor medida. Además, para 2025, se iniciará la extracción de litio de roca dura en Finlandia y Norteamérica.
El proceso de extracción de litio de roca dura sigue los siguientes pasos:
- Después de extraer el mineral, se tritura.
- A continuación, el mineral triturado se cuece a calor seco a 2012 °F (1100 °C).
- Una vez enfriado a 140 °F (65 °C), se vuelve a moler y se cuece de nuevo a 482 °F (250 °C), tratándose con ácido sulfúrico en un proceso denominado lixiviación ácida.
- Durante la lixiviación ácida, los iones de litio sustituyen al hidrógeno del ácido sulfúrico, produciendo sulfato de litio junto con residuos insolubles.
- Al igual que con la extracción de litio de la salmuera, se añade cal para eliminar el magnesio.
- A continuación, se utiliza carbonato sódico para filtrar el carbonato de litio y crear una solución purificada.
Durante el proceso de lixiviación ácida, a veces se puede utilizar una lechada de cal para ajustar el pH y neutralizar el exceso de ácido.
Otros procesos y fuentes potenciales para la extracción de litio
Aunque los dos procesos convencionales de extracción de litio mencionados anteriormente generan problemas medioambientales y relacionados con el agua allá donde se utilizan, las empresas mineras pueden mitigarlos con los nuevos avances tecnológicos. Además, un nuevo proceso de extracción de litio utiliza una técnica para la extracción directa del metal y requiere muy poca agua. Otros métodos implican el uso de energía geotérmica o perlas reutilizables para extraer el metal disuelto de los depósitos de salmuera.
En Estados Unidos, la única producción de litio extraído a nivel comercial proviene de una explotación en Nevada que extrae el metal disuelto en depósitos de salmuera. Además, Ohio alberga una de las mayoresplantas de reciclaje de bateríasde litio de Norteamérica, con planes para ampliar sus instalaciones. La presión para aumentar la producción de litio en Estados Unidos sigue creciendo, especialmente después de que la pandemia de 2020 mostrara los efectos dela interrupción de las cadenas de suministro. Por esta razón, es probable que el procesamiento de la extracción de litio a nivel nacional se convierta en una prioridad.
Extracción directa de litio
Este método consiste en absorber litio de fuentes de agua salada utilizando un material o perlas que favorecen el intercambio iónico, tras lo cual se lava con ácido clorhídrico. La extracción directa de litio produce una solución diluida que contiene cloruro de litio, junto con impurezas, y funciona bien en zonas donde los estanques de evaporación no son adecuados. Este proceso de extracción de litio ofrece oportunidades en zonas donde hay pozas de salmuera geotérmica, como el lago Salton en California y el agua utilizada en la fracturación hidráulica de gas de esquisto en Texas. Se están estudiando varios métodos diferentes para eliminar las impurezas. Entre ellos se incluye la lixiviación ácida con ácidos clorhídrico y sulfúrico, junto con el uso de carbonato cálcico para neutralizar los residuos antes de devolver el agua al medio ambiente.
Extracción de salmuera geotérmica
El usode energía geotérmica para extraerel metal es un proceso de extracción de litio que se encuentra en una fase avanzada de desarrollo comercial. Esta técnica también tiene el efecto secundario único de producir electricidad. Es muy similar al método más popular de utilizar depósitos de salmuera para producir litio, aunque utiliza agua salada caliente, también conocida como salmuera geotérmica. En resumen, consiste en bombear esta salmuera calentada naturalmente a la superficie, donde genera electricidad al hacer girar una turbina.
Beneficios de esta proceso de extracción de litio geotérmico incluyen:
- Producción de energía respetuosa con el medio ambiente
- Método de extracción casi libre de carbono.
- No depende del clima.
- Pequeño tamaño físico
Actualmente, las empresas energéticas están utilizando pozos subterráneos de salmuera sobrecalentada cerca dellago Salton, en California, para producir electricidad. Esta salmuera se bombea desde miles de metros bajo la superficie para mover agua a presión con temperaturas de alrededor de 500 °F (260 °C) a través de tuberías hasta que pierde presión y se convierte en vapor. Este vapor hace girar turbinas para generar electricidad antes de ser reinyectado en la formación rocosa de la que fue bombeado, lo que hace que el recurso sea renovable.
Este proceso de extracción de litio consta de tres pasos principales:
- Los metales pesados se eliminan de la salmuera dentro de un contenedor de transporte.
- Un absorbente absorbe el litio mientras mantiene otros minerales disueltos en la salmuera; esto se combina con un equipo que hace que este proceso sea mucho más eficiente, reduciendo el tiempo que lleva procesarlo.
- Actualmente, el litio se envía a otra instalación, donde se convierte en un producto final lo suficientemente puro como para fabricar baterías, aunque esto podría hacerse finalmente in situ.
Este proceso tarda minutos u horas en concentrar y purificar el litio, lo que puede llevar hasta 18 meses utilizando los métodos empleados en Sudamérica.
Perlas de intercambio iónico
Este proceso de extracción de litio consiste en fabricar perlas porosas de intercambio iónico que se obtienen mediante la fusión y mezcla de partículas que crean un intercambio inverso entre hidrógeno y litio, junto con materiales de relleno y matriz. La mezcla de estas perlas porosas forma una solución, con la opción de calentar las perlas. A continuación, se retira este material de relleno para crear perlas de intercambio iónico. Este método trata soluciones de baja concentración que contienen sales de litio y también altas cantidades de metales pesados, alcalinotérreos y alcalinos. Estos tratamientos pueden utilizarse junto con procesos de extracción de litio geotérmico para obtener cantidades aún mayores de litio después de que la salmuera haya pasado por el material absorbente.
Producción durante y después del proceso de extracción de litio
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Entre ellos se incluyen los siguientes productos de Heyl Patterson:
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- Los calcinadoresutilizan una técnica de procesamiento térmico denominada calcinación para llevar a cabo dos pasos separados: la decrepitación y la tostadura ácida. Estos, a su vez, ayudan a producir carbonato de litio e hidróxido de litio.
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Last updated on December 18th, 2025 at 04:07 pm