Nueva ruta de procesos para la obtención de carbonato de litio grado técnico mediante la reacción reversible de carbonato-bicarbonato.

Abstract

La industria del litio ha ido creciendo sostenidamente desde su origen hasta la actualidad. A inicios de los 80s la demanda de este metal, necesario para la generación de baterías secundarias, presenta un atractivo y competitivo negocio para el mercado. Las dos fuentes principales para la obtención de litio en el mundo son las provenientes de minerales y las de salmueras. Las salmueras que se encuentran en Chile, son altas en cloruros y contienen metales como Li, Mg, Ca, Na, K, y B. El proceso convencional para la obtención de carbonato de litio a partir de salmueras altas en cloruros como las provenientes del Salar de Atacama, considera una primera etapa de evaporación solar que genera una precipitación secuencial de sales que van siendo removidas gradualmente del sistema, separando y concentrando un subproducto de cloruro de litio que alcanza concentraciones de hasta un 35 a 40 %. Posteriormente se remueve el B de la salmuera antes de entrar a la planta de carbonato de litio. El trabajo desarrollado propuso una nueva ruta al proceso de obtención de carbonato de litio grado técnico. Este proceso al igual que el convencional incluye las etapas previas de concentración y eliminación de boro. Esta nueva ruta de procesos consta de 3 etapas. (1) La Carbonatación total de la salmuera clorurada para obtener un precipitado de carbonatos de Li, Mg y viii Ca. (2) Disolución selectiva del carbonato de litio a su fase bicarbonato mediante la inyección de CO2(g), cuyo propósito es separar el litio de las impurezas sólidas que no reaccionan, para lograr separarlas mediante procesos físicos y descartarlas del circuito rápidamente. (3) Descomposición del bicarbonato de litio para formación de carbonato de litio, mediante la reacción de reversibilidad generada por un aumento de la temperatura de operación. . Los resultados obtenidos en las pruebas de laboratorio muestran que es posible descartar en el residuo sólido el 94.7 % de Mg y el 99.7 % de Ca respecto a su contenido inicial, puesto que estos metales en su fase carbonato presentan un comportamiento refractario. En la última etapa del proceso se genera una solución de retorno, la que va concentrándose en metales específicamente Na y K, estos deberán ser estudiados en futuras proyectos. Adicionalmente, la solución contiene una gran concentración de Li, se logró obtener la solubilidad teórica del sistema a la temperatura del proceso, 70 °C con una concentración remanente en solución de 2.00 [g/L], por lo que debe ser tratado. En relación a la calidad química obtenido por esta ruta, el grado de pureza obtenida para el producto final alcanza un 98.9 % de Li2CO3(s), y su contenido de impurezas es de 51.8 ppm de Mg, 0.39 ppm de Ca, 1.9 ppm de Na y 1.4 ppm K.