La tecnología de extracción directa de litio acelera las operaciones mineras

Con el avance de la tecnología EDL, el litio se puede extraer y procesar en dos meses en lugar de dos años con un impacto mínimo en el medio ambiente y un consumo mínimo de agua.

La tendencia a la electrificación ha obligado a ingenieros y mineros a encontrar una mejor forma de producir litio más rápido. La minería de litio no es nada nuevo. Lleva extrayéndose desde la década de 1950. Sin embargo, la demanda mundial de baterías de litio para vehículos eléctricos y sistemas de almacenamiento de energía renovable ha obligado al desarrollo de una mejor tecnología de procesamiento. Antes de mediados del siglo ^XX, el litio no se necesitaba en grandes cantidades, pero ahora tiene usos que ningún otro material puede ofrecer y se está dando un aumento de la demanda sin precedentes.

El litio se había extraído durante muchas décadas para la producción del vidrio y la cerámica, pero la demanda de portátiles y teléfonos móviles a finales de la década de 1990 y principios de la década de 2000 generó usos adicionales, especialmente para las baterías. En la década de 2010 empezó la fase de los vehículos eléctricos y se produjo un auge del litio hasta entonces inédito. Los fabricantes de automóviles están limitando la producción de vehículos de combustión interna y podrían detener la producción por completo de aquí a 2050 en favor de los vehículos eléctricos.

Las tecnologías necesarias para producir y extraer más litio han avanzado para satisfacer esa demanda. Una de estas soluciones es la llamada extracción directa de litio (EDL), una técnica que consiste en varios procesos que permiten la producción rápida y aislada de litio en formas vendibles, también conocidas como ECL (equivalente de carbonato de litio).

Las centrífugas son vitales para el proceso de EDL por muchas razones. Lo más notable es su capacidad para realizar una separación líquido-líquido a través del Tricanter®. Además, las centrífugas son móviles y funcionan de forma continua. Las centrífugas no funcionan por lotes y no requieren una supervisión constante del operario las 24 horas del día, los siete días de la semana. Este sólido equipo es eficiente y produce el material de valor necesario para mejorar aún más el tratamiento y el material de desecho que hay que eliminar.

Las centrífugas se utilizan para la separación líquido-líquido requerida en el proceso EDL, reduciendo en un 99 % el consumo de agua respecto a la producción de litio mediante el método tradicional de evaporación en salares.

Fases de la producción de litio

Las centrífugas son una tecnología probada tanto si el litio proviene de una mina de roca dura (donde se utiliza un proceso de voladura y minería a cielo abierto) como de salares (donde el agua se bombea desde el suelo y se evapora). No solo gestionan las duras condiciones de la minería o de la salmuera de litio, históricamente evaporada a través de salares, sino también los pasos posteriores de refinado. Las diferentes etapas se indican a continuación:

Beneficio y extracción del litio espodumeno

La centrífuga decanter se emplea en la minería de roca dura para obtener espodumena u otros minerales con litio en dos fases, durante la trituración y el beneficio. La primera etapa proporciona la deshidratación de los relaves de lodo. Esto proporciona una recuperación significativa del agua junto con un sólido extraíble con pala.

La segunda etapa se encuentra en el flujo de valor de una concentración adicional de lodo de litio para producir un concentrado de litio/espodumena para un refinamiento adicional, al tiempo que se proporciona una recuperación de agua adicional para su reutilización.

Arcilla con contenido de litio: Deshidratación y procesamiento

La tecnología del decanter gestiona dos fases cruciales en el procesamiento de arcilla con contenido de litio. Al manipular un lodo de arcilla que contiene litio, las centrífugas decanter crean un concentrado de arcilla de litio aún más refinado. Este paso también produce una recuperación de agua adicional a través de la salida del líquido centrifugado. En los pasos de la refinación, la centrífuga gestiona lixiviados enriquecidos después de la cristalización.

Refinación de litio técnico y litio apto para baterías

La tecnología del decanter participa en multitud de fases de refinación para la producción de litio técnico y para baterías. La centrífuga procesa lodos de carbonato de litio, lodos de sulfato de sodio y lodos de hidróxido de litio. Esto produce sales deshidratadas y material de valor espesado para una manipulación adicional, a la vez que captura el agua de proceso para su reutilización y contribuye a la administración del agua.

Concentración de salmuera de litio mediante la separación líquido/líquido

La tecnología Tricanter® separa las tres fases a partir de una alimentación única. En el espacio de la salmuera de litio, esta tecnología se utiliza para concentrar la salmuera separando dos líquidos de una alimentación de densidades variables. Se producen una fase ligera y una fase pesada, lo que permite un mayor refinamiento en el material de valor final. Se puede crear una salida de una fase sólida adicional a partir de la alimentación para producir tres fases de salida desde una sola alimentación, si el proceso lo requiere.

Las dos fuentes principales de litio

El litio se extrae de dos fuentes: roca dura y salares. En el proceso de roca dura se hace estallar el suelo para extraer el litio. En las plantas de los salares, se extrae mediante bombeo una salmuera geotérmica de debajo de la corteza terrestre. El proceso tradicional de extracción de salmuera geotérmica consiste en bombearla y, a continuación, transportarla a un enorme salar, donde permanece durante dos años. El agua se evapora por efecto del sol, dejando cristales de sal que contienen litio. Los cristales de sal alcanzan un nivel de pureza que les permite ser transportados a una refinería, donde se convierten en material apto para la fabricación de baterías de automóviles. Esta tecnología se denomina «evaporación de estanques salinos» o evaporación de salares. Este proceso histórico es eficaz; sin embargo, lleva dos años y requiere más agua de la que se utiliza para cualquier otra actividad minera, lo que hace que el proceso sea lento y consuma mucha agua.

Las centrífugas de litio están diseñadas para un funcionamiento sencillo y requieren un tiempo de inactividad mínimo, lo que garantiza una producción continua e ininterrumpida.

Ventajas del uso de centrífugas para la EDL y otras aplicaciones relacionadas con el litio

La extracción directa de litio (EDL) mediante el uso de la tecnología centrífuga hace que el proceso dure dos meses en lugar de dos años. El proceso implica bombear el litio fuera del suelo y, en lugar de depositarlo en un salar y esperar dos años, se procesa a través de la tecnología EDL, lo cual reduce significativamente el tiempo necesario para que esta salmuera se concentre lo suficiente para ser refinada.

El uso de centrífugas en la extracción y recuperación de litio ofrece muchas ventajas, entre las que se incluyen:

• Las centrífugas se utilizan para la separación líquido-líquido requerida en el proceso EDL, reduciendo en un 99 % el consumo de agua respecto a la producción de litio mediante el método tradicional de evaporación en salares.
• Las centrífugas desempeñan un papel clave a la hora de separar el agua de proceso del lodo, lo que permite su reciclado y reutilización. Una ventaja clave es la recuperación continua que crea la centrífuga en comparación con la tecnología alternativa. Esto contribuye a una gestión sostenible del agua y, al mismo tiempo, reduce el impacto medioambiental.
• Las centrífugas requieren una infraestructura mínima para su instalación, lo que ofrece ventajas prácticas a los fabricantes de litio. Gracias a su diseño compacto, las centrífugas se instalan fácilmente en espacios reducidos, lo que las hace adecuadas para funcionar con limitaciones de espacio. Este diseño permite una maniobrabilidad adicional de la unidad, lo que garantiza una integración perfecta en el flujo del proceso.
• Las centrífugas de litio separan los relaves finos del lodo, lo que genera unas instalaciones de almacenamiento de relaves más seguras y estables, alargando su vida útil y la de los estanques, con lo cual se retrasan construcciones e inversiones costosas.
• Al estar diseñadas conforme a especificaciones precisas para garantizar la máxima pureza de las fases separadas en los puntos de corte requeridos, ofrecen una calidad homogenea a la hora del refinado y la manipulación posteriores.
• Durante el proceso de concentración de salmuera de litio, la recuperación de líquido valioso es crucial para incrementar el rendimiento general y reducir al mínimo los desechos. El Tricanter® ofrece el potencial de un proceso de extracción altamente eficiente, lo que garantiza una alta pureza de las fases separadas.
• Las centrífugas de litio están diseñadas para un funcionamiento sencillo y requieren un tiempo de inactividad mínimo, lo que garantiza una producción continua e ininterrumpida.

La extracción directa de litio (EDL) es una técnica que consiste en varios procesos que permiten una producción rápida y aislada de litio en formas vendibles.

Conclusión

Los pasos y procesos individuales en la producción de litio requieren diferentes enfoques. Con el avance de la tecnología EDL, el litio se puede extraer en dos semanas en lugar de dos años con un impacto mínimo en el medio ambiente y un consumo mínimo de agua. La tecnología centrífuga continúa innovando junto con los métodos avanzados de producción mejorada, que son necesarios para el progreso del siglo^XXI y más allá.

Autor: Stephen L. Benyo, Flottweg

Stephen L. Benyo es ejecutivo de Global Mining en Flottweg Separation Technology. Se ha propuesto colocar la «pieza de puzzle» de la tecnología innovadora ahí donde hace falta, comprometido con una utilización más eficiente de los recursos naturales de nuestro planeta. Stephen vive en Pittsburgh, Pensilvania (EE. UU.), con su esposa, su hija y su perro pastor alemán.

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