Evolución de la producción de compuestos de litio a partir de salmueras contenidas en los salares de la Puna Argentina

Las investigaciones llevadas a cabo en los Salares de la Puna Argentina durante la década de los ‘70 y de los ‘80 por la Comisión Nacional de Investigaciones Espaciales, Fabricaciones Militares y la Universidad Nacional de Salta, permitieron comprobar la presencia de elementos metálicos ligeros en las salmueras que embeben la masa cristalina de los Salares. Así se comprobó la presencia de Litio (Li), Potasio (K), Boro (B), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Sodio (Na), Cesio (Cs) y Rubidio (Rb) entre otros. También gracias a estas investigaciones se determinó una estrecha relación entre salares con yacimientos de boratos y salmueras ricas en litio. Como consecuencia de esta relación, los yacimientos que se estudiaron para su explotación comercial fueron el Salar del Rincón (Provincia de Salta) y el Salar del Hombre Muerto (Provincias carbonato de litio, como cloruro de litio y/o hidróxido de litio.

En la Argentina, la producción de compuestos de litio a partir de salmueras comienza en el año 1996 cuando la compañía Minera del Altiplano (actualmente propiedad de Livent Argentina) pone en marcha el proyecto “Fenix” produciendo Carbonato de litio en el Salar del Hombre Muerto (en la Provincia de Catamarca) y Cloruro de Litio en una planta ubicada en la localidad de Güemes (Provincia de Salta). En esos años el precio de una tonelada de carbonato de litio en el mercado internacional era de US$3.600. Cuando entra en producción Minera del Altiplano el precio referido bajó a la mitad y la compañía tuvo que esforzarse para evitar que la propietaria (en ese momento FMC) no paralizara las actividades en la planta de carbonato

“Las investigaciones llevadas a cabo en los Salares de la Puna Argentina durante la década de los ‘70 y de los ‘80 permitieron identificar la presencia de Litio (Li), Potasio (K), Boro (B), Magnesio (Mg), Calcio (Ca), Sodio (Na), Cesio (Cs) y Rubidio (Rb) entre otros. También se pudo determinar una estrecha relación entre salares con yacimientos de boratos y salmueras ricas en litio.” de Salta y Catamarca). Entre los cationes presentes en las salmueras que embeben los cuerpos salinos yacentes en la Puna, el litio es actualmente el de mayor interés y se produce como de litio que operaba en el Salar del Hombre Muerto. Para bajar costos de producción se proyectó producir localmente carbonato de sodio empleando sulfato de sodio y caliza (carbo-

Production evolution of lithium compounds from brines in the salt flats of the Puna Argentina

“Researches conducted in the Salt Flats of the Puna Argentina during the ‘70s and ‘80s decades allowed to identify the presence of Lithium (Li), Potassium (K), Boron (B), Magnesium (Mg), Calcium (Ca), Sodium (Na), Cesium (Cs) and Rubidium (Rb) among others. It was also possible to determine a close relationship between salt flats with borate deposits and lithiumrich brines.”

“In Argentina, the production of lithium compounds from brines began in 1996 when Minera del Altiplano company launched the “Fenix” project; current production is about 20 kt of lithium carbonate equivalent per year (75% to 80% is obtained as lithium carbonate and 20% to 25% as lithium chloride), and it plans to increase its production of lithium carbonate equivalent in the coming years.”

“Sales de Jujuy has reached an annual production of around 13 kt of lithium carbonate, and plans to increase its annual production to 40 kt in the next two years. “

“Cauchari Olaroz project is in the construction stage of a plant having the capacity to produce 40 kt per year of lithium carbonate.

“En la Argentina, la producción de compuestos de litio a partir de salmueras comienza en el año 1996 cuando la compañía Minera del Altiplano pone en marcha el proyecto “Fenix”; la producción actual es de unas 20 kt de carbonato de litio equivalente por año (un 75% a 80% lo obtiene como carbonato de litio y un 20% a 25% como cloruro de litio), y proyecta incrementar su producción de carbonato de litio equivalente en los próximos años.” nato de calcio) existentes en las cercanías del proyecto, y carbón como agente reductor que luego sería reemplazado por gas natural; también se proyectó el tendido de un gasoducto hasta el lugar de localización del proyecto (en una primera etapa en forma virtual para los últimos 100 kilómetros). Hacia fines de los años ‘90, el precio de una tonelada de carbonato de litio comenzó a subir, alcanzando un valor de entre US$4.500 y US$5.000 en el año 2007, y el proyecto de producción de carbonato de sodio nunca se ejecutó. El proceso empleado en el proyecto Fenix consiste en acondicionar la salmuera natural para su procesamiento en una planta de separación físico química del cloruro de litio presente en la salmuera natural. La salmuera natural se somete a un proceso de intercambio iónico y luego se calienta hasta una temperatura moderada. La salmuera acondicionada alimenta a unas torres de adsorción selectiva. Estas torres retienen el cloruro de litio y la salmuera agotada (cuyo volumen es prácticamente igual al que ingresa a las torres, pero que tiene diferente composición química y diferente temperatura) retorna a la superficie del salar en un área distante al lugar de localización de los pozos de bombeo de salmuera natural, para evitar su dilución. El cloruro de litio posteriormente se eluye de las torres de adsorción obteniéndose una solución de cloruro de litio en agua con muy bajo contenido de impurezas. Esta solución se somete luego a un proceso de concentración por ósmosis reversa. Una parte de la solución

The start-up of lithium carbonate production is estimated for 2022.“

“In several projects in Argentina, the delay originated in the humming and hawing to define how to face each project. This is because there is no single recipe for processing natural brine. Argentina has a great diversity of salt flats, with different chemical and different water regimes. This is very good, but also challenging.”

“The two ways of producing lithium compounds should not be considered as a battle between “conventional” or innovative technology, because it is neither one thing nor the other. Nor should it be believed that technology is a magic solution. First, hydrogeology of the basin containing the salt flat should be studied and the extracted brine chemistry should be understood; with the information obtained, to deal with the process engineering, and from there select the most appropriate technology for each deposit.” obtenida después del proceso de ósmosis, se concentra en pozas de evaporación solar hasta una concentración de litio del orden del 3%. A partir de esta solución de cloruro de litio concentrada se obtiene carbonato de litio de alta pureza en la planta instalada en el Salar del Hombre Muerto. En esta planta a la solución de cloruro de litio se la purifica más y se le agrega en caliente, una solución casi saturada de carbonato de sodio; al carbonato de litio obtenido se lo seca y se clasifica en función al tamaño de partícula especificado por cada cliente del producto. Otra parte de la salmuera obtenida después del proceso de ósmosis reversa, se concentra hasta un contenido de ion litio del orden del 6% y

“Sales de Jujuy alcanzó una producción anual del orden de las 13 kt de carbonato de litio, y proyecta incrementar su producción anual hasta 40 kt en los próximos dos años.” es transportada hasta la localidad de Güemes para la producción de cloruro de litio de alta pureza. Esta compañía produce actualmente unas 20 kt de carbonato de litio equivalente por año (un 75% a 80% lo obtiene como carbonato de litio y un 20% a 25% como cloruro de litio), y proyecta incrementar su producción de carbonato de litio equivalente en los próximos años. Parte de la producción se exporta y se emplea para consumo propio, siendo además, un importante proveedor de compuestos de litio de alta pureza al mercado internacional.

En los procesos como el aplicado en el proyecto Fenix no es posible la obtención de subproductos o coproductos que, además de maximizar la recuperación de los recursos mineros contenidos en la salmuera natural, son de mucha utilidad cuando el precio de los compuestos de litio baja en los mercados internacionales.

En el año 2007 la compañía ADY Resources inicia las tareas de exploración del Proyecto Salar del Rincón (localizado en el Salar del Rincón, Provincia de Salta) alcanzando en el año 2012 una producción anual de 1,3 kt de carbonato de litio en su planta de demostración industrial construida en el mismo salar. ADY Resources fue la primera empresa en producir carbonato de litio en la Provincia de Salta. El proceso consistía en una etapa de pre concentración inicial en pozas de evaporación solar (hasta el límite de cristalización de sales que contenían al elemento litio en su fórmula química), encalado, concentración final y obtención de carbonato de litio grado industrial, grado técnico y grado batería.

La compañía tenía proyectado alcanzar una producción anual de 25 kt de carbonato de litio y 125 kt de cloruro de potasio grado fertilizante en el año 2016. A fines de 2013 cambia la dirección técnica de la compañía, se paraliza la producción, se discontinúa el programa de crecimiento y se encara la puesta en marcha de un proceso químico de extracción directa. La planta piloto con este proceso (diseñada y construida para una producción de una tonelada por día de carbonato de litio) nunca pudo operar en forma continua y, lamentablemente, en la actualidad el proyecto continúa sin producción y se sigue evaluando la posibilidad de aplicar nuevas tecnologías.

Casi simultáneamente con el proyecto Rincón, inicia su actividad de exploración el proyecto de la compañía Sales de Jujuy, localizado en el Salar de Olaroz (Provincia de Jujuy). La compañía Sales de Jujuy (originalmente perteneciente a Orocobre) incorpora como socio comercial a la japonesa Toyota Tsusho y a Jemse (una compañía de inversión minera propiedad del gobierno de la Provincia de Jujuy). Actualmente alcanzó una producción anual del orden de las 13 kt de carbonato de litio, y proyecta incrementar su producción anual hasta 40 kt en los próximos dos años. El proceso empleado consiste en encalar la salmuera natural y concentrar la fase líquida resultante en pozas de evaporación solar, hasta alcanzar una concentración de ion litio apropiada para precipitar el carbonato de litio (entre 6 y 9 g/L).

El tercer proyecto que está en fase producción es el proyecto que opera la compañía Salta Exploraciones (perteneciente a Hanaq) en el Salar de Diablillos (Provincia de Salta). El proceso aplicado consiste en una etapa de pre concentración inicial, encalado y concentración final está en la etapa de construcción de una planta con capacidad para producir 40 kt por año de carbonato de litio. El proceso consiste básicamente en encalado, una etapa de pre concentración inicial de la fase líquida en pozas de evaporación solar,

“El proyecto Cauchari Olaroz está en la etapa de construcción de una planta con capacidad para producir 40 kt por año de carbonato de litio. Se estima la puesta en marcha de la producción de carbonato de litio para 2022.” hasta una concentración de litio del orden del 6%. En este proyecto actualmente se producen 2 kt de carbonato de litio equivalente, como salmuera concentrada. Actualmente se gestiona la exportación de este producto al mercado chino.

La compañía Exar (originalmente propiedad de Lithium Americas) también inició en el año 2007 su actividad de exploración en los salares de Cauchari y Olaroz (localizados en la Provincia de Jujuy). Actualmente incorporó como socio a la china Ganfeng Lithium Co y como opción futura la compra el 8,5% de acciones por parte de Jemse (compañía de inversión minera propiedad del gobierno de la Provincia de Jujuy). El proyecto una etapa de extracción por solvente, concentración final en evaporadores mecánicos con asistencia térmica (gas natural) y precipitación de carbonato de litio. Se estima la puesta en marcha de la producción de carbonato de litio para 2022.

Existen además varios proyectos de litio en Argentina que están en fase prueba en escala piloto o de demostración industrial, entre los cuales se pueden mencionar el proyecto Centenario (Eramine) en Salar de Centenario (Provincia de Salta), el proyecto Sal de Vida (Galaxy Lithium) en Salar del Hombre Muerto (Provincia de Catamarca), el proyecto Sal de Oro (POSCO) en ese mismo salar (Provincia de Salta), el proyecto Tres

Quebradas (Neo Lithium Corp.) en Salar de Tres Quebradas (Provincia de Catamarca), el proyecto Pastos Grandes (Millennial Lithium Corp.) en Salar de Pastos Grandes (Provincia de Salta), el proyecto Pozuelos-Pastos Grandes (Lítica Resources) en Salar de Pozuelo (Provincia de Salta), y el proyecto Mariana (Ganfeng Lithium) en Salar de Llullaillaco (Provincia de Salta).

El desarrollo de los proyectos de litio está condicionado fuertemente a la evolución del precio del carbonato de litio en los mercados internacionales. Pero esta no es la razón de la lentitud en la evolución de la minería del litio en la Argentina. En varios proyectos el atraso se originó en las marchas y contramarchas para definir cómo encarar cada proyecto. Esto es así porque no existe una receta única para el procesamiento de la salmuera natural. Argentina tiene una gran diversidad de salares, con diferentes químicas y distintos regímenes hídricos. Esto es muy bueno, pero también desafiante.

La concentración de iones en la salmuera contenida en los acuíferos es el resultado del balance entre la recarga que recibió y

“En varios proyectos de Argentina el atraso se originó en las marchas y contramarchas para definir cómo encarar cada proyecto. Esto es así porque no existe una receta única para el procesamiento de la salmuera natural. Argentina tiene una gran diversidad de salares, con diferentes químicas y distintos regímenes hídricos. Esto es muy bueno, pero también desafiante.” recibe, y lo que pierde por evapotranspiración y/o descargas que se producen con otros tipos de acuíferos superiores o inferiores y/o drenaje a otras subcuencas hidrogeológicas. Esto explica el diferente quimismo que tienen los cuerpos salinos localizados en la Puna Argentina, el Desierto de Atacama en Chile y el Altiplano Boliviano que, claramente, son sistemas hidrogeológicos complejos, dinámicos y frágiles.

En forma completamente general, hay dos maneras principales para producir compuestos de litio desde salmueras: i) reducir el volumen y obtener otros compuestos de interés mediante procesos de cristalización fraccionada empleando pozas de evaporación solar aplicando o no procesos intermedios de pre tratamiento y/o tratamiento, precipitar el compuesto de litio y luego mejorar su calidad mediante algún proceso de purificación; o ii) acondicionar la salmuera (calentarla, cambiar alguna característica química, etc.), pasar la salmuera acondicionada a través de algún sistema que capture el litio, recuperar el litio capturado con alguna solución, concentrar el litio en esta solución, y precipitar el producto de litio. Cada metodología tiene sus pros y sus contras, y la elección del sistema de producción dependerá de muchos factores. A estas dos maneras de producir compuestos de litio no hay que considerarlas como una batalla entre tecnología “convencional” o innovadora, porque no es ni una cosa ni la otra. Tampoco hay cia enseña que los procesos que cumplen con estos requerimientos son los que apuntan a lograr máxima recuperación con mínimo impacto ambiental, privilegiando la separación natural de las especies químicas de interés, minimizando el uso de reactivos y minimizando el uso de fuentes de primarias de energía no renovables.

Los recursos mineros contenidos en los cuerpos salinos son recursos naturales no renova-

“A las dos maneras de producir compuestos de litio no hay que considerarlas como una batalla entre tecnología “convencional” o innovadora, porque no es ni una cosa ni la otra. Tampoco hay que creer que la tecnología es una solución mágica. En primer lugar hay que estudiar la hidrogeología de la cuenca que contiene el salar y hay que entender la química de la salmuera que se extrae; con la información obtenida encarar la ingeniería de procesos, y desde ahí seleccionar la tecnología más apropiada para cada yacimiento.” que creer que la tecnología es una solución mágica. Lo importante es no poner el carro adelante del caballo. Esto quiere decir que: en primer lugar hay que estudiar la hidrogeología de la cuenca que contiene el salar y hay que entender la química de la salmuera que se extrae; con la información obtenida encarar la ingeniería de procesos, y desde ahí seleccionar la tecnología más apropiada para cada yacimiento.

Es muy importante que los procesos de extracción y procesamiento de las salmueras contenida en estos cuerpos salinos minimicen el impacto de las perturbaciones que necesariamente ocurrirán como resultado de: i) la extracción de salmuera por bombeo; ii) el uso de reactivos y iii) el manipuleo y disposición final de efluentes. La experien- bles porque su disponibilidad natural (concepto medible y cuantificable) disminuye a medida que evoluciona su extracción. Entonces, además de que el proceso de extracción y procesamiento que se aplique cumpla con lo especificado en el párrafo anterior, se deben cumplir otras condiciones necesarias para asegurar la sostenibilidad de la operación en el tiempo. Estas otras condiciones son: privilegiar el empleo de Recursos Humanos de las poblaciones cercanas al lugar de localización del yacimiento y hacer las previsiones necesarias para que las generaciones futuras de estas poblaciones cuenten con los medios económicos para resolver los problemas que pueda ocasionar la explotación de recursos naturales no renovables.