El proceso se basa en el uso de membranas que además pueden recuperar agua desde salmueras.
Presenta varias ventajas sobre el tradicional método de evaporación de agua, como la reducción del tiempo de proceso de meses a horas y recuperación de subproductos vendibles.
El Advanced Mining Technology Center de la Universidad de Chile ha desarrollado un nuevo proceso que no solo concentra litio desde salmueras hipersalinas, sino que además recupera el agua de las mismas salmueras. Este es el resultado de un proyecto desarrollado desde 2020 por un equipo de investigación encabezado por el Dr. Humberto Estay.
Teniendo como antecedente el proyectado aumento de la demanda por litio para hacer posible la electromovilidad masiva, con el objetivo de combatir el avance del cambio climático, el Dr. Estay presentó un método de destilación-cristalización por membranas (MDCr) para procesar las salmueras ricas en litio. “Esta propuesta se ofrece como una alternativa al método actual, consistente en evaporación de agua desde piscinas, el cual supone un impacto medioambiental tanto o más grande que el que se quiere evitar con el uso de electricidad: cada día se pierden en la atmósfera entre 20.000 y 40.000 metros cúbicos de agua para obtener litio, en un proceso que además depende mucho de las condiciones climáticas en los salares del desierto y que puede llegar a durar 24 meses desde que se alimenta la salmuera hasta la producción de salmuera concentrada. Este proceso también puede operar como complemento a los procesos de extracción directa de litio (EDL) para proporcionar agua de alta calidad y reducir su huella hídrica”, explica el Dr. Estay.
La propuesta del AMTC (en el contexto del proyecto Fondef ID20I10103, financiado por ANID), denominada “proceso LiSa”, utiliza una membrana hidrofóbica porosa que tras varias etapas de procesamiento no solo busca obtener litio, sino que además plantea una serie de ventajas adicionales: recupera el agua de la salmuera; ya sea en dicho estado o como agua pura; no usa reactivos; no genera subproductos no nativos que puedan contaminar el salar; puede recuperar subproductos vendibles, como cloruro de potasio; no usa agua fresca; puede reducir el tiempo de proceso de los mencionados 24 a meses a horas, incluso minutos; se puede controlar el tamaño, forma y pureza de los cristales; usa energía solar para calentar las salmueras y, en general, otorga un mayor control del proceso total al no depender ya de las condiciones del clima.
Como parte del proceso experimental del proyecto, se utilizó una muestra de salmuera real de un salar chileno y salmueras sintéticas de las mismas características de la muestra natural, especialmente en niveles de iones de sodio, potasio, magnesio y litio. Los resultados de laboratorio mostraron que el proceso MDCr de LiSa no solo logra remover dichos elementos, sino además recuperar entre el 25% y 39% de agua de alta calidad desde la salmuera (dependiendo de la prueba realizada), con una pérdida de litio insignificante para niveles de recuperación de agua inferiores al 40%, para pruebas de baja escala en batch. Por otro lado, el rendimiento de transferencia de agua promedio fue de entre 2,1 y 2,5 kg/m2 h con una temperatura de alimentación de 51,3° centígrados, y el estudio predice que se puede llegar a un flujo máximo de 5,4 kg/m2 h con una temperatura de 64°. Más detalles de los resultados se pueden encontrar en la publicación científica que detalla la investigación.
El Dr. Estay ahora plantea los próximos pasos del proceso LiSa: “Debemos avanzar en mejorar la síntesis de las membranas hidrofóbicas de fibra hueca que usamos y en desarrollar nuevos módulos y membranas que reduzcan el consumo de energía. Además debemos diseñar y operar una planta piloto para superar la etapa de laboratorio y acercar más este proceso a un producto final comercializable”.
