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CONICYT
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SECTOR EL
MINERIA LITIO
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Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica Canadá 308 - Teléfono 744537 - Casilla 297-y Santiago— Chile -
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IT COMISION NACIONAL DE INVESTIGACION CIENTIFICA Y T ECNOLOGICA (CONICYT) DIRECCION DE P L A NIFICACION (DIPLA)
L Serie Estudios No. 7
Sontiogo, Chile - Abril 84 - ISSN 0716-0380
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B SECTOR
EL
MINERIA
LITIO
Preparado POf: Cynthia Lotrille de BOzOes Profesor de Qu铆mica Ingeniero Civil de Minas
Resumen I nformaci贸n general sobre el litio.
L
L 1
Summorj General i n formotion about lithjum.
INDICE
Página 1.
INTRODI.ICCION
II.
ANTECEDENTES DEL LITIO
2
2.1. 2.2. 2.3. 2.4. 2.5. 2.6.
2 2 3 4 6 9
III.
1
Historia Fuentes del litio Propiedades físicos Propiedades químicos Usos Manejo del litio
METALURGIA DEL LITIO
10
3.1. Procesamiento de pegmatitas 3.2. Procesamiento de salmueras 3.3. Electrólisis de soles fundidas
10 14 14
RECURSOS DEL LITIO
15
4.1. Recursos mundiales del litio 4.2. Recursos chilenos de litio
15 16
V.
PRODUCCION DE LITIO
19
VI.
CONSUMIDORES DE LITIO
21
VII.
MERCADO Y ECONOMIA
24
7.1. Ventas de litio 7.2. Precios de litio 7.3. Precios futuros
24 25 26
IV.
VIII.
INVESTIGACIONES SOBRE EL LITIO 8.1. Proyecto 8.2. Proyecto Nuclear 8.3. Proyecto 8.4. Proyecto 8.5. Proyecto 8.6. Proyecto
REALIZADAS
EN CHILE.
PROYECTOS 27
CORFO de lo Comisión Chileno de Energía
27
de la Universidad de Chile de lo Universidad del Norte poro finas del siglo XX poro el ao 2015
28 28 28 29 29
u
1.
INTRODUCCION
El propósito de este estudio es el de entregar una información general respecto al litio, considerando que en nuestro país se acabo de poner en marcha una planta de beneficio en el Salar de Atacama con uno capacidad de 6.360 toneladas de carbonato de litio/año. Este año se espero procesar 2.270 toneladas y para el próximo año (1985) se trotará de aumentar lo producción o 5.500 toneladas, con lo cual se abastecerá el mercado nacional y la exportación de este producto.
El litio tiene uno gran demando en el mercado, lo cual proviene de lo industria de lo cerámico, aluminio, vidrio, goma sintético, medicamentos, baterías eléctricos etc.
Este estudio contiene:
- Antecedentes del litio (historia, fuentes de obtención, propiedades físicas y químicos, usos y manejo del litio). - Metalurgia del litio. - Recursos de litio. - Producción de litio. - Consumidores de litio. - Mercado y economía. - Investigaciones realizados en Chile. - Conclusiones.
e.
y
-
H.
ANTECEDENTES DEL LITIO
John litio fue descubierto en 1817 por El 2.1. Historia: August de Arfwedson y lo individualizó con el nombre que es uno palabra griego que significo pie'Lithos poro indicar que dicho elemento proviene de un dra, mineral. En 1818 observó que los soles de litio dan uno cotoroci6n rojo o lo llamo y en el mismo a ñ o Oauy oisl6 por primera vez el litio metálico descomponiendo añ o 1850 Bunsen y Motthjessen el óxido de litio. En el lograron preparar el litio metálico mediante lo electrólisis del cloruro de litio
Lo primera producción comercial de minerales de litio se produjo en Estados Unidos, en 1898 (U.
2.2. Fuentes de litio: Los compuestos de litio se hallan muy difundidos en lo naturaleza, aunque en proporción muy escaso.
El escaso, debido o llas que nos.
litio contenido en el aguo del mor es muy su contenido es de 0.1 portes por millón, que este metal tiende o fijarse en los arenise encuentran depositados en los fondos mari-
El litio se encuentro en los cenizos de los plantas, principalmente del tabaco, remolacha y caño de azúcar.
litio se obtiene de dos fuentes principales: El yacimientos pegmotíticos y de salmueras naturales. de
2.2.1. Litio proveniente de yacimientos pegmatiticos: Los minerales comerciales de litio más importantes que provienen de pegmatitas SOfl: espodumeno, lepidolita, ambligonito, trifilito, petolita. zinnwaldita y eucriptito.
La ley critico para- la explotación y beneficio de los minas es de alrededor de % de Li20.
2
1
2.2.2. Litio proveniente de salmueras naturales: Se entiendo por salmueras o los aguas fuertemente impregnadas de sales, segun Wtnslow y K.ster (1956) los aguas salinos que tienen un contenido mayor de 35.000 partes por millón (3,5) de .6lidos disueltos se clasifican como salmueras.
Las salmueras son uno fuente importante de sal común, potasio, yodo, bromo, boro, litio, magnesio, y ceniza de soda (carbonato de sodio)
Poro recuperar los sales el primer poso en todos los procesos empleados es lo evaporación yo seo de tipo solar o térmico, seguido de técnicas de cristalización, precipitación y flotación.
2.3. Propiedades físicas: En el sistema periódico de los elementos, el litio encabezo el grupo 1 o grupo de los metales alcalinos. El litio metálico, es de color blanco plateado y blando. Es .1 metal más liviano que se conoce.
Lo tabla No. 1, muestro las propiedades físicas más importantes del litio.
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TABLA No. 1
?ttd..e Físicos del Litio Número atómico
3,00
Peso Atómico
6,94
Punto de fusión
0
186,00
Punto de ebullición °C
1336,00
Peso específico o 0°C
0,53
Calor específico a 0°C Resistividad o 0°C en ohmios/cm 3 Color de fusión,
col./gr.
0
178 8,55
103,20
Dureza de Moho
0,60
1 culombio deposito miligramos de
0,07
1 amperio hora deposito gromos de
0,26
Fuente de obtención: Riquezas minerales de Chile a nivel mundial (2).
2.4. Propiedades químicos del litio: El litio, así como el resto de los metales del grupo 1 es fuertemente electropositivo, lo que le confiere gran poder de reactividad frente o los agentes químicos. El poder polarizante del ión litio es mayor que todos los iones alcalilo que se manifiesta en uno gran tendencia o nos, so]votorse y o formar uniones covolentes. El litio se combino directamente con el nitrógeno a temperatura ordinario en presencio de un indicio de agua que catolizo lo reacción.
N 2 + 6 Li = 2N Li3
4
A temperatura elevado, el litio se une con el hidrógeno poro formar un hidruro muy estable (Li H) que conduce lo electricidad cuando está fundido, dejando en libertad litio en el cátodo e hidrógeno en el ánodo.
El litio metálico reacciono violentamente en contacto con el aguo formando hidrógeno e hidróxido de litio. Sin embargo, el color producido no es suficiente poro encender el hidrógeno generado.
El litio fue el primer metal que se fusionó poro producir partículas alfa, mediante el impacto de protones acelerados.
A pesar de ser un metal alcalino, algunos de sus compuestos se disuelven con dificultad en el agua, diferencio de los correspondientes al sodio y potasio especialmente al hidr6xidr, carbonato y fosfato de litio. Por el contrario, el cloruro de litio, en oposición con los cloruros de sodio y potasio, es soluble en alcohol y éter.
Lo composición quimico de los principales minerales de litio provenientes de pegmotitos se indican en lo tabla 2.
TABLA No. 2
Composición Química de los minerales_litio.
Minerol
Contenido Teórico de Litio
Fórmula
Espodumeno
Li Al Si 06
Lepidolita
Li
Ambligonita
Li Al F PO 4
Trifilito
Li
Fe PO4
Peta].jto
Li
Al Sí
Zinwoldito
Li
K
K
5
Al F 2 51 3 0 9
,90 4,69 4,40
O
Fe Al F2 sí
2,27 010
1,58
2.5. Usos del litio:
Se utilizan directamente en 2.5.1. Minerales de litio: la fabricoci6n de vidrios y cerámicos. En los cerámicos su uso está generalizado en mayor escala.
2.5.2. Compuestos de litio: En la actualidad, el mayor uso comercial de los compuestos del litio es en la industrio del aluminio (33,6%) en lo cual se emplea como carbonato en los celdas electrolíticos. Otro uso importante os en la fabricación de grasos lubricantes (19,2%), los que son copaces de mantener sus condiciones lubricantes en un amplio intervalo de temperaturas extremos.
2.5.3. Compuestos especificos: Carbonato de litio: -
Manufacturo de vidrios. Producción de esmaltes poro cerámicos. Producci6n de aluminio metálico. Ingrediente critico en lo fabricación de bos de tel.visi6n. - Tratamiento de desórdenes mentales.
tu-
Hidróxido de litio: - Fobricoci6n de grasos lubricantes de usos múltiples. - Obtención de litio metálico. - Absorbente de CO 2 en vehículos espaciales y submarinos. - Componente del electrolito del acumulador de Edison que se empleo en los submarinos, instalaciones telefónicos y fuentes de energía eléctrico poro ferrocarriles y teléfonos. - Obtención de is6topo-6 de litio.
Bromuro de litio: - Catalizador en lo fabricación de polímeros orientados utilizados en lo industrio del caucho. - Control de humedad de gases. - Preparoción de sedantes nerviosos.
6
n
Bromvros yyoduros de litio: - Aplicación en lo fotografío.
ouro y cloruro de litio: - Acondicionamiento de aire.
Fluoruro de Litio: - Alecciones y soldaduras especiales. - Metalurgia del aluminio.
Cloruro de litio: - Aleaciones, soldaduras especiales y otros fundente s. - Obtención de litio metálico.
Litio Alcalino: - Sanitarios y blanqueadores.
J2Jtrt.o. de Litio: - Esterilización de agua de piscinas. - Aleaciones.
Per6xido de litio, borohidruro de litio: - Fabricación de oxigeno e hidrógeno.
Hidruro de litio: - Producción de hidrógeno.
Hidruro de Aluminio - litio: - Reducción de compuestos orgánicos a la temperatura ambiente en soluciones de éter. Esteorato de litio: - Grasos automotrices e industriales.
7
2.5.4. Litio Metálico:
- Junto con el hidr6geno se empleo en lo fobricoci6n de bombos de tritio (isótopo radioctivo de hidrógeno), de potencio diez veces mayor que la bombo de uranio (U238). - Catalizador de polímeros. - Metalurgia de]. aluminio. Su utilizoci6n en los celdas electrolíticas permite disminuir en un 10% el alto consumo de energía eléctrico en lo que significo elevar en el el proceso, mismo porcentaje lo producción. - Aleación de litio-aluminio de gran resistencia bajo condiciones de alta temperatura. - Limpiador y desgrosodor de los aceros dóctiles inoxidables y como desoxidante y purificador en lo fundición de cobre y aleaciones de hierro, níquel y cobre. extralivionos de litio-magnesio - Aleaciones industrio utilizados principalmente en lo espacial. - Refrigeración de los reactores como fluido intercambiodor de calor en las aplicaciones de altos temperaturas, y como ingrediente de los combustibles de cohetes espaciales. La tabla No. 3, muestra lo distribución porcentual de los usos actuales de litio (1981).
TABLA No. 3 Distribución porcentual de los usos actuales de
Industrio de aluminio Cerámicos vidrios Graso* lubricantes Productos químicos Sistema de aire acondicionado y deshumidificación Caucho sintético Pilas Varios
% 37 32 % % 15 10 2 1 0,7 % 2,3 %
Fuente de obtención: CORFO (Comité Soles Mixtos) 8
-a ------+-
2.5.5. Usos futuros o incipientes de gran desarrollo proyectado.
Existen tres tipos de usos de gran proyecc i6n: - Usos en aleaciones - Usos en baterios y - Usos en energía nuclear.
Los das primeros son usos actualmente pequeños en plano etapa de investigación. Su desarrollo según los expertos, odquiriró gran importancia en el mediano plazo (5 o 10 osos).
El uso del litio en energía nuclear (fusi6n nuclear) se proyecto después del oFio 2000. Sin embargo, se estimo que antes de esa fecho se requerirán cantidades importantes para los *topos de investigación y desarrollo en este campo.
2.6. Manejo del litio, El manejo del litio metálico es similar al del sodio, con algunas excepciones:
- Debido a que el litio reacciono con el nitrógeno, debe utilizar gas de argón o de helio poro cubrir litio fundido.
- Debido o que el litio fundido reacciono con el vidrio y con lo cerámica, debe utilizarse equipo de fierro. - Los incendios da litio se apagan de mejor manero mediante el empleo do polvo de grafito, o diferencio de los demás incendios de metales alcalinos, en donde so recomiendo polvo de carbonatos.
9
-
M. METALURGIA DEL LITIO
En lo metalurgia extractivo del litio básicamente se trata de producir un compuesto inorgánico de litio que puedo ser utilizado como materia prima poro fabricar compuestos comerciales o litio metálico.
3.1. Procesamiento de pegmatitas: Las pegmatitas se trotan de dos formas principalmente: el proceso ácido y el proceso alcalino. Estos se aplican tonto o concentrodos como a mineral en coipos seleccionados o mono o olgón método óptico. Lo figura No.1 muestro los diferentes etapas del proceso ácido y alcalino poro obtener compuestos de litio o partir de minerales de pegmatitas.
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FIGURA No. 1
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compyes tos de lLtLo o partir de minerales de
MINERAL
y CONMINUC ION
MOLI''NDA
LIMPIEZA DE COLAS <. ..... FLOTACION ......7RELAVES
CONCENTRADO PROCESO ﾃ，IDO
.
.
PROCESO ALCALINO
y LIXIVIACION CON H2
so
CALENTAMIENTO CON CALIZA y
LIMPIEZA DE SOLUCIONES
LIXIVIACION---)CARBONATO DE LITIO
y PRECIPITACION CON No CO3
CRISTALIZAC ION
CARBONATO DE LITIO
y HIDROXIDO DE LITIO
pegmatitas el mineral más Entre las Existen dos comimportante es el espodumeno. paias importantes en Estados Unidos, Lithiurn Corporotion of Americo y Feote Mineral Compony, los cuales poseen lo mayor producción de espodumeno. A continuación se describe el método de extracción y procesamiento de este mineral empleado por coda una de estos compañías.
3.1.1. Lithium Corporotion of Am.rico (LITHCOA), Goetonio, North Corolinoz La mino y planto de flotaci6n se encuentran en Cherryville o 20 kilómetros de Gostonio.
La explotaci6n de lo mino es o tojo abierto y el método empleado es lo tronoduro. Se extraen aproximadamente 550.000 toneladas onuales con Una rozón estril/minerol de 2:1. Previo a lo etapa de chancado se reduce el tomao de los bolones, mediante uno grao que dejo caer una bolo de acero desde cierto altuLuego lo cargo se transporto en camiones ra. hasta un chancodor primario tipo blake' que reduce el material o 6-7 pulgadas (15 - 18 cm.) de diámetro. Después poso o un chancodor secundario y posterior-mente o un molino de bolos que reduce el tamaño a 5% sobre 65 mollas y 95% bojo 65 mallos. El producto bojo 65 mallos al¡monta las celdas de flotoci6n, separándose primero el espodumeno del cuarzo, feldespato y mico. El concentrado de espodumeno obtenido se filtro en un filtro horizontal de cinta y el producto con aproximadamente 6% de LiO se envio o lo planta de Bessemer City en camiones. En esta planto el concentrado de espodumeno que se encuentro en su forma notural de alfa espodumeno se caliento o 1075 - 1100°C en un horno rotatorio y se transformo o beta espodumeno que es más reactivo. El producto se muele en un molino de bolos y se enfrío poro la etapa siguiente la cual consiste en transferir el boto espodumeno bien molido a un horno (ocid-roosting kiln) con H 2 SO 4 y calentar a 250°C poro obtener los siguientes compuestos químicos:
Li 2 0 . Al 2 0 3
4Si0 + H 2 SO 4 •••-9
Li 2 50 4 + H 2 0 + Al 2 0 3 . 4Si02
12
Lo mezclo de mineral residual Li 2 SO 4 y exceso de ácido va o un estanque de Lixivioci6n donde se agrego aguo y carbonato de calcio paro neutralizar el exceso de ácido y luego paso o un proceso de filtrado mediante filtros rototorjos al vacío. En el filtrado se recupero Li 2 SO4 con 7 gr./l. de litio y en lo porte sólida quedo Co SO 4 Al 2 0 3 . 4510 y Mg. (OH) 2.
Lo solución de Li 2 50 4 se purifico por edición de Co(OH) 2 y No 2 CO. en estanques con ogitaci6n donde precipitan tmpur.zos de Mg y Co como Mg(OH), y Co CO 3 . Se filtro y lo solución diluida de Ci., 50 4 SC concentro en evaporadores al vacío de mGltLpl. efecto.
Lo solución concentrado de Li SO se troto en estanques o 80-90 o C con No2 2 CO, 4 paro obtener un precipitado de carbonato de lirio. Li2
so
+
N0 CO 3 --9 Li 2 CO 3 + N0
SO4
El precipitado de Li 2 CO se separo por centrifugación y de los aguas mares se recupero el No so 4*
3.1.2. Foote Mineral Compony, King, Mountojr,, North Carolino: La Feote posee un mineral de espodumeno en Kings Mountain que lo exploto o tajo abierto con uno producción de 365.000 ton*. laño.
Los operaciones y procesos usados en lo mino y concentración del mineral, son parecidos o los estudiados anteriormente. Feote fabrica además un tipo de concentrado de espodumeno poro uso en cerámico, el que se obtiene con un tratamiento con cloro a 1.090°C poro eliminar el hierro.
Lo planta química tiene uno capacidad de 8.000 toneladas de carbonato de litio. Se obtiene el carbonato de litio con 99,1% de pureza y sulfato de sodio como subproducto.
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Por el hecho que en los 3.2. Procesamiento de salmueras: salmueras el litio viene en solución, se efectúo uno El diagrama generalizado cristalización fraccionado. del proceso es el siguiente:
FIGURA No. 2
Procesamiento de salmueras
SALMUERAS
<1
EVAPORACION SOLAR
PRECIPITACION SELECTIVA
y SALES DE LITIO
3.3. El.ctr6lisis de soles fundidos: Este es un proceso similar al utilizado paro obtener sodio. Lo electrólisis se efectúa o 500°C con un consumo aproximado de 46 Este es un proceso con Kwh/Kg de litio metálico. elevado consumo de energía y reducido productividad. En generol,se están desarrollando e investigando nuevos métodos paro obtener litio y sus compuestos, reflejando el interés puesto en este metal 6ltimomente. Sin embargo, hasta lo fecho lo mayoría de estos métodos no han prosperado más olló que de lo escalo laboratorio. A futuro se espero especial énfasis en lo extracción de litio desde salmueras por intercambio jónico y extracción líquido-liquido (AverilI. 1978) y .1 estudio de nuevos fuentes de litio tales como lo hectorito, los salmueras geotérmicos y de campos petroleros.
IV.
RECURSOS
4.1. Recursos mundiales de litio.
Lo talo No. 4 muestro los recursos mundiales existentes de litio.
TABLA No. 4
Norte América
Litio Contenido (Miles de toneladas)
Estados Unidos Conadó
3.559,0 668,0
Sud América Argentino Bolivia Brasil Chile
0,5 100,0 18,0 4.216,0
Africa Africa Suroccidentol Rhodesia Zaire
12,0 113,0 2.116,0
Europa Occidental Oriental
2,0 360,0
Asia Chino y Corea
45,0
Oceonia Australia
45,0
Total Mundial
11.254,0
15
4.2. Recursos de litio del me, treros,, ejemplo, costeros.
Las fuentes potenciales chilenos de litio: en Chile son los salmueras del Solar de AtacaSolar de Pedernales, el caliche y ripios salilos salmueras de los campos geotérmicos (por y los salmueras de los salinos El Tatío)
Exploraciones sistemáticas por litio s6lo se han realizado en los salares, especiolmente en el Solar de Atacama (Flores, 1979).
4.2.1. Recursos de litio provenientes del Salar de El Solar de Atacama es el mayor depóAtacamos sito solno de Chile, posee uno superficie de 3.000 Km y esto formado en una cuenco cerrado de evaporación, entre los cordilleras de los Ocupo lo parte centroAndes y de Domeyko. provincia El Loa, con oriental de la II Región, una altura mínima de 2.300 metros sobre el nivel mar, y se encuentro en explotación uno del planto poro la obtenc16n de litio en dicho Solar. El total de los reservas del litio en el Salar de Atacama ha sido estimado o partir de lo composición medio de las salmueras y de un conjunto de consideraciones, evaluadas en primetendientes o cuantificar lo ra aproximación, cantidad de salmueras presente (Loborde, 1976).
Lo composición promedio de lossolmuero presentes en un área de oproxim ' domente 400 Km (50 muestras recolectadas cada 500 metros) puede ser representado por: (porcentaje en peso) L 0,15
K 1,99
No 8,19
Ca 0,33
Mg 1,00
C 16,40
SO 1,42
B 0,10
Densidad de los salmueras (200 C) = 1,22 gr/cm 3 Lo evaluación de los salmueras se ha efectuado o través de diferentes pruebas tendientes o calcular lo porosidad del área sesolodo (porosidad = almacenamiento de salmuera entre los cristales de soles del Solar). Conociendo lo porosidad del subsuelo se tiene el volumen de salmuera almacenado bojo lo zona del núcleo. Lo zona del nucleo se refiere al cuerpo control del solar de at9como, el cual ocupa aproximadamente 1.400 Km y. constituye el área de mayor concentración de salmueras ocluidas formado prindentro de una masa salina porosa, 16
cipolmente por cloruro de sodio. Este núcleo constituye el óreo de mayor importancia comerc ial.
Según CORFO, el cálculo estimado de los reservas o partir de lo composición químico de los salmueras y determinación de su volumen almacenado en los poros de lo masa salina, hasta uno profundidad de 30 metros es de 4,5 millones de toneladas de litio.
4.2.2. Recursos provenientes del Salar de Pedernal.,. El Salar de Pedernales se ubico aproximadamente a 50 km. al Noroeste de Potrerillos. Al igual que el Solar d.e Atacama, el Solar de Pedernales es 2 de origen tectónico con uno superficie de 400 Km . Se divide en dos zonas. El sector norte salar propiamente tal de aproximadamente 250 Km y el solar sur llamado Pedernales, de aproximadamente 143 Km . Este último se considero como la zona de recargo del Solar (Tidy, 1979).
Los recursos contenidos en los salmue-
ros del Salar de Pedernales se estiman en 150.000 toneladas de litio (Divisi6n Salvador; 1980).
Los estimaciones de las reservas de litio consideren 3u volumen total de salmuero de 500 x 10 m con un contenido de 0,3 gr/l. de litio.
4.2.3. Recursos provenientes de otros fuentes de litio.
- Recursos provenientes de Coliche y Ripios Salitreros. Según estimociones del Servicio de Minas del Estado, las reservas de coliche (Ley No NO sobre 8%), son 1.200 millones de toneladas. A su vez, lo ripios de 192 salitreros (abandonadas y en operación) alcanzan a los 1.000 millones de toneladas.
17
- Recursos provenientes de Salmueras del Totio. Los análisis químicos de los muestras indican lo existencia de 0,0038% en peso de litio (0,042 gr/l.) en los salmueras. Dependiendo de lo utilización de esto fuente geotérmica poro producir energía, el litio contenido en los aguas podría convertirse en un recurso adicional.
- Recursos provenientes de salmueras oconicos. El aguo de mor ontiene aproximadamente 0,17 gr. de litio / m . Sin embargo, se encuentran concentraciones mayores en los salmueras de salinos uno vez precipitado la holito. Esto fuente de litio podría cobrar cierto importancío o futuro en especial paro Chile con sus extensos costos y elevada toso de insolación.
Lo tabla No. 5, muestro un resumen de los reservas chilenos de litio en miles de toneladas métrico.
TABLA No. 5
Reservas chilenos de Litio (Miles de tm.
Medidos Indicados Demostradas Inferidas Identificados
1.460
1.460
Solar de Pedernales
-
Coliches y Ripios Salitreros
Salar de Atacama
Total
2.540
4.000
-
150
150
-
-
66
66
1.460
1.460
18
2.756
4.216
V.
PRODUCCION DE LITIO
Existen relativamente pocos productores y procesadores de litio. Los firmas más importantes son lo Foote Mineral Compony y lo de Lithium Corp. of America de Estados Unidos. Otros paises productores de litio son: lo Unión Soviética, Chino Popular, Japón, Alemania Federal, Brasil, Zambia y Zimbabwe.
Lo tabla No. empresa.
6,
resume la producción de litio por
TABLA No. 6 P ro ciucci6n de litío
Empresa
prs
Producción
(Tone]ocjos de litio) Foote Mineral Compony
3.600
Lithium Corporotion of Americo
2.260
Empresa Estatal Chino
334
Bikito Minerois CESBRA
54
SWA Lithium
54
Fuente de obtención:
Roskills Metal Dotobook, julio 1979.
Lo tabla No 7, muestro lo capacidad estimado mundial poro el ao 1985.
19
-
-
--
TABLA No. 7
(Toneladas métricos de litio por oso) (1985)
Capacidad
p aís
Estados Unidos
9.100
Conodó
2.700
Brasil
140 1.000
Chile
10
Argentina Africa
1.100
Susto
1.350 300
Rep. Popular China
Sin embargo, conviene destacar que es dificil estimar lo producción mundial de minerales de litio, pués los datos de los mayores productores no son de dominio público. En general estos cifras fueron deducidos de los importaciones publicados por paises compradores de minerales.
20
1
VI.
CONSUMIDORES DE LITIO
Los principales consumidores de litio son entre otros los industrias de aluminio, de cerámica, de grasas lubricantes, de caucho sintético, y de aire acondicionado. Todos ellos se han visto afectadas por lo recesión mundial lo que ha mantenido el precio del litio o niveles de 1981. Lo caldo experimentada por lo industrio del alumnio es lo que más impacto tuvo sobre lo demando del litio entre 1981 1983. Los productores de aluminio representan el mayor poder comprador de litio. Si se tiene presente que hacia fines de 1982 sólo .1 58% de lo capacidad de producción de Estados Unidos estaba activa, se comprende mejor la caída en lo demando que ha experimentado el litio.
Foote Mineral Compony en los Estados Unidos y Bikito Minerois Pty. de Zimbobwe son los mayores proveedores de mineral de litio paro lo industria cerámico y de tubos de televisión.
Otro mercado importante poro el litio es la producci6n do boterías como fuente de energía poro relojes, calculadoras, marcapasos, circuitos de memoria y cámaras fotográficas. Los baterios de litio ofrecen numerosas ventajas respecto de los pilas convencionales. Entre ellos son más poderosas, pueden operar sin dificultades en condiciones extremas de temperatura y ofrecen uno mayor vida ttil tanto en pro-uso como también uno vez instalados.
Asimismo, el creciente costo de lo energía y las codo vez más estrictos disposiciones sobre conservación del medio ambiente han incentivado el uso del litio en lo fabricación de vidrios especiales. Tal es el caso de la industria de cerámica de vidrio, vidrio poro intercambio iónico y muchos tipos de vidrios especiales. A futuro se estimo un mayor empleo de litio en l 'i fobricoción de otros tipos de vidrio, incluyendo los vidrios planos yo que se estimo que su utilización puede troducirse en economías en los costos de producción, yo que el empleo del litio en la fabricación de vidrio permite mejorar los niveles de fusión y disminuir lo temperatura de los hornos.
Asimismo, el desarrollo de nuevos aleaciones de oluminio,con un 3% de contenido de litio podría tener un gran potencial de uso en lo industrio oeroespociol. Estos avances tecnol6gicos en lo fabricación de aleaciones de aluminio se traducen en uno menor densidod de éstos, o la vez que tal vez significo uno mayor elasticidad y resistencia de los aleaciones. Lo acción combinado de estos dos ventajas permi-
21
1
--
-
tiró reducir al peso de los estructuras de aluminio en las naves en un 10%, lo que se traduce en importantes ahorros de combustibles o los largo de lo vida útil de lo nave.
La tabla No. 8, muestro lo demanda futuro estimado de litio poro usos convencionales, baterLos poro vehículos eléctricos y boterios da almacenamiento industrial.
TABLA No. 8
Demanda futuro estimado de litio.
Demanda (Tan.)
1985
ANO
9.870
Usos convencionales
Baterías para vehículos eléctricos
330
Boterías de almacenamiento industrial
270
22
1990
2000
13.330
24.330
2.810
7.190
13.509
23.001
Lo tabla No. 9, muestro los consumos relativos de litio.
TABLA No. 9
Consumo relativo de litio 1983
Usos Actuales del litio
Consumo relativo
Industrias del aluminio
33,5%
Cerdmicos
32,1%
Grasos lubricantes
19,2%
Productos quĂmicos
9,0%
Aire acondicionado y deshumificoci6n
2,3
Caucho sintĂŠtico
0,9%
Pilas
0,5%
Varios
2,5%
Fuente de
c16n:
Revisto Creces, Dic. 1983.
ME
1 VII. MERCADO Y ECONOMIA
7.1. Ventas de litio: El litio se comercializo como concentrado de mineral, como metal y en diferentes compuestos químicos.
En estado de minerales (pegmatitas) concentrados especialmente, petolttos y lepidolitas se uso en cerámico.
En estado metálico se comercializo en diferentes láminas, perdibarros, alambres, lingotes, formas: gones, polvo, etc.
Como productos químicos se venden más de 60 compuestos, de los cuales los más importantes se muestran en lo tabla 10.
TABLA No. 10
Com e rcjalizoción de pr oduct os &ufmic os. Compuestos
Fórmula químico Contenido teórico de Li %
Carbonato
L1 2 CO 3
18,80
Hidróxido monohidroto
Li OH.H 2 0
16,50
Cloruro
Li Cl
16,30
Bromuro
Li Br
8,00
Buti 11 itio
C 4 H 9 Li
Esteo roto
Li C 18 H 35 0 2
Hipoclorito
Li O Cl
24
10,83 2,39 11,89
7.2. Precios d. litio; En estado de minerales concentrados, los precios son variables de acuerdo al contenido de litio y lo que es muy importante, el contenido de fierro.
Lo tabla No.
11 muestro los precios de litio y
SUS Compuestos.
TABLA No. 11
Precios del litio y sus compuestos.
Productos
Precios
Carbonato de litio,FOB costo este EUA
1,025U$11b.
Carbonato de litio, peliet, EUA
1,200U$11b.
Carbonato de litio, CIF puertos europeos
1,1600/1b.
Lingote de
litio, EUA
16,45-17,000/1b.
Barro de litio, EUA
28,20-33,65U$11b.
—
Fuente de obtención; El litio situación actual y futuro C0D EL 0, 1980.
Habitualmente los especificaciones de los productos son los siguientes:
Carbonato de Litio: EUA, o granel 99% mínimo de Li 2 CO3, máximo 0,4% de sulfato 0,003% de oxido férrico.
y
Litio metálico: (borras y lingotes), deben contener mínimo 99,9% de litio y máximo 0,03% de sodio y 0,01% de potásio.
Lo Unión Soviético en general se rige por los precios estadounidenses vendiendo habitualmente sus productos en un 5-10% más borato.
25
L .I- -
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1-
--
Lo tabla No. 12, muestro los precios de carbonato e hidróxido de litio desde 1970 o 1983.
TABLA No. 12
Precio del carbonato e hidróxido de litio (Centavos de d6lor la libro)
Precios del oíio Año
1970 1971 1972 1973 1974 1975 1976 1977 1978 1979 1980 1982 1983
Li OH H20
Li2 CO 3
59 61 63 63 87 118 127 135 140 153 172 184 193
52 51 52 55 78 77 83 88 102 116 130 141 148
« Riquezas minerales de Chile o Fuente de obtención: niveTmundiol. Alvaro González, 1983.
7.3. Precios Futuros: Es poco probable que los precios de los compuestos de litio varíen en formo significativo en el corto y mediano plazo. Los cambios se deberóri principalmente a reajustes por efectos inflacionarios.
La entrado de Chile como productor influiró sobre los precios del carbonato y por lo tonto de lo mayoría de los compuestos de litio, estobilizándolos o incluso reduciéndolos levemente.
A largo plazo puede esperarse un aumento significativo en los precios si los boterías paro vehículos eléctricos yio la fución nuclear prueban ser comercialmente factibles.
26
VIII. PROYECTOS SOBRE EL LITIO
8.1. Proyecto CORFO: Las prospecciones y estudios efectuados por CORFO paro lo explotación de los soles de litio en el Salar de Atacama culminaron con lo constitución de la Sociedad Chileno del Litio Limitado, empresa mixto formado por capitales aportados por lo Corporación y la Foote Minerol Company.
Este proyecto tiene instalaciones en el Solar de Atacama (proceso de evoporaci6n solar) y en Antofogosto (planto químico) terminados y actualmente en pruebo de puesto en marcho.
Los primeros producciones de carbonato de litio comercializoble se obtuvieron en marzo del presente oSo.
Esto industrio tiene uno capacidad de producción de 6.300 tons./oo de carbonato de litio, lo que permitirá abastecer aproximadamente un 20% de la demando mundial existente.
Lo inversión total que demondó el proyecto alcanz6 a 54 millones de dólares y sus ingresos estimados se calculan en 18 millones de dólares anuales (FOB puerto chileno)
Lo industrio dará ocupación o 120 personas.
Además de comercializar litio, lo sociedad chilena del litio podrá hacerlo también con los subproductos de magnesir que obtengo.
El Comité de Sales Mixtos de CORFO tiene como proyecto hacer un catastro minero del litio, es decir recopilar todo lo información referido o prospecciones que se hayan realizado.
A largo plazo se tratará de constituir y poner en marcha un centro de investigación con objeto de desarrollar uno mejor tecnología de procesamiento del litio y de buscar su aplicoci6n o nivel industrial en Chile.
27
-J
8.2. Proyecto de la Comisi6ri Chileno de Energía Nuclear (COCHEN): Este centro da energía nuclear ha estado investigando desde 1981 lo evaluación de lo potencialidad futura de litio en al campo de lo Energía Nuclear, cuyo objetivo es adquirir un conocimiento o nivel te6rico y de laboratorio de lo separación isot6pico del litio y lo obtención de compuestos y derivados aptos poro lo fusi6n. Este proyecto ha sido desarrollado por el investigador, señor Miguel Córdova Mercado.
8.3. Proyecto de lo Universidad de Chile sobre .1 litio: En la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticos, de la Universidad de Chile existe un proyecto de desarrollo de materiales superconductores iónicos de litio o cargo del investigador Eduardo Logos y de los coinvestigodores Ernesto Croquevielle y Oscar Wittke.
8.4. Proyecto de lo Universidad del Norte: El departamento de Ingeniería Químico y Metalórgica, de la Facultad de Ingeniería de lo Universidad del Norte se encuentra investigando desde el año posado lo obtenci6n de sales de litio o partir de salmueras de la zona norte de El proyecto tiene como objetivos generales el Chile. tratamiento de salmueras de la regi6n con el fin de obtener soles de litio. Además se pretende aplicar el proceso tradicional otros solares de menor importancia, o fin de evaluar técnica y económicamente esto Como objetivo paralelo se esto investigando riqueza. el comportamiento que tienen los soluciones que contieluego de salir de lo copo de evaporación nen litio, solar. Con los procesos alternativos que se están estudiando se pretende disminuir los costos de la última etapa que conduce como resultado final a la obtención del carbonato de litio. También se están realizando pruebas de extracción por solvente con lo finalidad de encontrar un reactivo particular para extraer este elemento. Los investigadores que se encuentran participando en este proyecto SOfl:
Shondor Franulic Stello Guggiono Hugo Alonso Wilfredo Jiménez
28
Este proyecto esta recibiendo también lo ayudo del departamento de Geociencias y Ciencias Físicos de lo Universidad del Norte.
8.5. Proyecto para fines del siglo XX: Proyectan uso de litio en lo producci6n de boterías recorgobles, sobre lo boas de un compuesto de litio sulfuro que reemplazoría a los actuales de plomo y ácido, por mayor capacidad de energía (4 o 5 veces más).
8.6. Proyecto poro el oo 2015: Proyectan uso de litio en reactores nucleares.. Lo primero instalación de este tipo se estimo que estará en operaciones el oiSo 205, en Estados Unidos.
El litio promete convertirse en lo materia primo que alimentará los reactores nucleares de fusión en el próximo siglo. Los investigaciones científicos sobre esta materia todavía deberán esperar o lo tecnología que vendrá en los primeros décadas del próximo siglo poro superar los problemas que actualmente, con el nivel de desarrollo alcanzado son de difícil solución.
El Solar de Atacama de Chile es considerado el solar más importante en concentración y reservas de litio en el mundo. El mineral también se encuentra presente en los salares de Pedernales, Moricunga y Surire. Las reservas de litio en el Solar de Atacama se estiman en 4.5 millones de toneladas y conforman prácticamente, lo mitad de los reservas mundiales conocidos hasta la fecho.
29
IX.
CONCLUSIONES
El litio chileno constituye aproximadamente el 55% de los reservas mundiales estimadas poro el elemento. Tal situaci6n lo convierte en uno herramienta de la que el país puede disponer poro incrementar su poder económico de nego-. ciaci6n en los mercados en que este recurso se tronsa. Chile podría llegar o percibir alrededor de 600 millones de dólares en 1993 si, mediante un programo de desarrollo agresivo y gradual, llego a abastecer el 50% de lo demando mundial de litio, lo cual es posible considerando sus reservas, que ascienden o un 55% del total existente. Lo estimocién del probable ingreso de divisos,según el académico de lo Universidad de Chile, señor Alvaro González, está reolizada tornando en cuanta que los actuales precios internacionales son bojos y que el aumento de la demando proyectado debe provocar un alzo en ellos.
El plan de explotación de lo Sociedad Chileno de Litio comenzó este año y enviord al exterior aproximadamente 19 millones de d6lares, factibles de incrementarse en formo progresiva, de acuerdo a antecedentes del Ministerio de Minería.
El Estado ha tenido uno preocupación especial respecto el litio, lo que se ha reflejado en la legislación minero al reservar este elemento poro lo noción.
El litio tiene varios usos, toles como en industrias del aluminio, cerámica, grasos lubricantes, productos químicos, aire acondicionado y deshumificoción, caucho sintéAl litio le corresponde, asimismo, en el pilas etc. tico, futuro, un papel preponderante en la fabricación de reactores de fusión nuclear. Este minerol será útil en aleaciones destinados o lo fabricación de reactores de fusión termonucleares.
De acuerdo o informaciones del Departamento de Energía en el oiio 2015 deberío estor funcionando de Estados Unidos, Se considero además que un reactor demostrativo de fusión. en el año 2020, el 10% de lo energía nuclear adicional será de fusión; en el año 2030, el 50%; y en el oFo 2040, el 100%; es decir poro satisfacer el consumo de energía de los reactores de fusión proyectados poro 2040 se requerirán alrededor de un millón 195 mii toneladas de litio, de la cual nuestro país posee el 55% de los reservas mundiales.
IR
En resumen, lo producci6n de litio en el país permitír6:
- Abastecer el mercado nacional que actualmente importo estos productos. - Desarrollar planos de investigaci6n científico y tecnol6gico en el campo de oplicoci6n industrial. - Aumentar el ingreso de divisos al país. - Aumentar el campo ocupacional.
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31
u 1
-
X.
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