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La Soda Ash, también conocida como carbonato de sodio, es un compuesto químico inorgánico altamente alcalino que en los últimos años ganó mercado por su utilización en diferentes industrias como el vino, el petróleo, el gas y el litio.
Dicho componente puede obtenerse de dos maneras, tanto a partir de minerales naturales como de una forma sintética que, a su vez, tiene dos métodos principales para su producción. Ambos procesos han incrementado la disponibilidad en el mercado de este producto.
La industria del litio y la Soda Ash van de la mano: el insumo es necesario para precipitar el litio de salmuera durante el proceso convencional de producción de carbonato de litio. Dentro de los costos de producción de los proyectos de litio en Argentina, los reactivos representan el 40,9% de los gastos, evidenciando el peso de la Soda Ash en el potencial productivo del litio.
La Soda Ash, también conocida como carbonato de sodio o ceniza de sosa, es un compuesto químico inorgánico que, en su estado natural, es fuertemente alcalino. Si bien se utiliza en las industrias del vino, papel, petróleo o gas y en la química, en los últimos años fue ganando terreno en la producción del litio.
De acuerdo al Servicio Geológico de Estados Unidos (USGS), se han detectado 95 depósitos naturales a nivel mundial, de los cuales solo algunos han sido cuantificados. Argentina, por su parte, cuenta con escasas concentraciones minerales que podrían aportar soda ash, como la Laguna Santa María en Salta.
El litio se volvió uno de los recursos más preciados por su injerencia directa en la nueva generación de baterías recargables, y la soda ash cumple un rol fundamental a la hora de precipitar la extracción del litio desde las salmueras.
Definiciones centrales
La soda ash es el carbonato de sodio químico industrial que, naturalmente, resulta alcalino. Al procesar y purificar el carbonato sódico se logra obtener un producto químico comercializable, con variaciones de tamaño de partículas y densidad aparente; requisitos demandados para las actividades industriales y sus aplicaciones, según el informe Carbonato de Sodio: características, usos y demandas que realizó la Dirección Nacional de Promoción y Economía Minera en septiembre de 2022.
Existen tres subvariantes de la sodash que dependen del contenido de agua: el monohidrato, heptahidrato y el decahidrato. En el primero de los casos, el producto se obtiene hidratando el carbonato a una temperatura superior a los 35,4°C. Cuando es necesario deshidratarlo, se eleva la temperatura por encima de su punto de hidratación y se obtiene nuevamente el carbonato anhidro. En este caso, el interés comercial es menor y de muy baja demanda, debido a su estrecho rango de estabilidad.
Para obtener soda ash heptahidratada, es necesario llevar el producto inicial a una temperatura por encima de los 109°C junto al solvente, y así se obtiene una fórmula con 54% de agua cristalizada. En el caso del carbonato de sodio decahidratado, su contenido en agua es mayor, llegando casi al 93% en su cristalización, explicó el mismo informe del Gobierno Nacional.
La soda ssh y el litio
Según el Informe Carbonato de Sodio: características, usos y demanda, el litio es el más ligero de todos los metales y corresponde aproximadamente a la mitad del valor de la densidad del agua. El elemento posee un gran potencial electroquímico y se volvió un mineral clave para la nueva generación de baterías recargables de los dispositivos electrónicos.
Argentina cuenta con reservas en Salta, Jujuy y Catamarca. El metal es procesado física y químicamente a través de distintos métodos de acuerdo a la naturaleza de la fuente primaria, es decir, si se trata de una salmuera o de mineral de mina. Dentro de lo que es el litio, el carbonato de litio es el compuesto más demandado.
La Soda Ash juega un rol fundamental cuando el litio se extrae a partir de salmueras y pasa a ser un insumo necesario para precipitar el mineral de su fuente. Este proceso se realiza a una alta temperatura, para finalmente realizar un lavado de la solución obtenida. El método actual de producción comercial de cloruro de litio es a partir del carbonato de litio. Este se obtiene por ataque del carbonato con ácido clorhídrico.
De acuerdo a nuevos datos de la USGS de 2022, durante el 2021 las principales operaciones de litio se localizaron en Australia, Chile, China y Argentina. En la actualidad la principal fuente de litio se encuentra en los salares, donde Argentina, Chile y Bolivia poseen los mayores recursos a nivel mundial. La región, conocida como el Triángulo del Litio, se ha posicionado como una proveedora clave, mostrando una producción creciente en los últimos años.
En lo que respecta a la producción de litio en sí, Argentina operó en 2021 con una capacidad del orden de 37.500 toneladas de carbonato de litio equivalente (LCE “Lithium Carbonate Equivalent”) y Chile con una de 187.000 toneladas de LCE. Argentina se posiciona hoy en día como el cuarto productor.
En la región del noroeste del país existe una demanda potencial de carbonato de sodio y eso llevó a que se evalúe la posibilidad de instalar una planta industrial Solvay que abastezca de dicho componentes a los proyectos de litio que existen en la zona.
Extracción de la Soda Ash
Existen dos tipos de extracción de la soda ash: el método natural y el método sintético. Depende cuál se utilice, los costos varían y eso repercute en todo el mercado subsiguiente.
Debido al tenor de agua de cristalización que posee, el carbonato de sodio se puede encontrar en la naturaleza en varios estados. Es posible identificarlo junto a depósitos salobres o salinos con contenidos de sulfatos, cloruros y carbonatos. En ese caso, recibe el nombre de “trona”, un mineral evaporítico compuesto de bicarbonato de sodio dihidratado
El mineral sin refinar puede contener impurezas naturales, incluyendo arcilla, sílice, y otros materiales insolubles. La trona es refinada mecánicamente mediante un proceso de triturado, tamizado y secado antes del uso comercial. Este mineral alcanzado, mediante el proceso de refinación mecánica, es utilizado principalmente por plantas de energía en aplicaciones de control de la contaminación del aire. La trona ayuda a eliminar los óxidos de azufre fluorhídrico de las emisiones de gases de combustión.
El estudio realizado por la Secretaría de Minería indica que luego del proceso mecánico, el producto resultante es un polvo muy fino, que se diluye con agua natural a una temperatura que puede ir desde los 30°C o superior. A mayor temperatura, la disolución es más rápida. La solución se dejará decantar para que las impurezas se depositen en la parte inferior del contenedor. Una vez culminado este proceso, será necesario la evaporación de la solución, que se realiza a una temperatura de 110°C. Como resultado se obtiene un producto que va desde 90% a 95% de carbonato sódico.
La producción sintética del compuesto se lleva a cabo a través de dos procesos. El más común recibe el nombre de Solvay y fue desarrollado por Ernest Solvay en 1861. Las materias primas utilizadas en el proceso son principalmente cloruro de sodio, amoníaco, caliza, dióxido de carbono y combustibles, o energía para el proceso.
La segunda técnica se creó en China y se denomina Hou: la impulsó Debang Hou en la década de 1930 y su inicio es similar al proceso anterior. En lugar de utilizar carbonato de calcio como materia prima se bombea dióxido de carbono y amoníaco a la solución, a la cual luego se le suma cloruro de sodio hasta la que la solución llega a los 40 grados centígrados. Posteriormente, es enfriada rápidamente a 10°C lo que provoca la precipitación de cloruro de amonio que es eliminada por filtración.
En ambos casos, el resultado final es una sal translúcida, blanca, que sirve como materia prima en varios procesos productivos de distintas industrias como el vino, el petróleo, el gas o el litio.
Importancia de la Soda Ash en cifras
El estudio llevado a cabo por la Secretaría de Minería determina que, como aún no se cuenta con una producción natural de carbonato de sodio, pese a las tentativas por instalar en el noroeste, el mismo debe ser importado.
Para el período 2016 – 2020 solo la minería de litio importó 337.901 toneladas, es decir 34% del total de las importaciones de este compuesto químico. Al sumar las importaciones de Soda Ash de los productores de litio junto a los datos de producción de este metal alcalino, se obtiene que los precios de importación de la Soda Ash promedian un valor aproximado de US$ 298 por tonelada.
“Partiendo de un análisis químico teórico, se precisan 1,4 toneladas de Soda Ash para obtener una tonelada de LCE. Como se puede observar en la tabla, esta relación a escala producción puede resultar algo mayor a la teórica, siendo así que durante el periodo 2016-2020 se utilizaron, en promedio, unas 2 toneladas de Soda Ash por cada tonelada de LCE producida. Teniendo en cuenta lo anterior, se estima un requerimiento teórico de 345.100 a 493.000 toneladas de carbonato de sodio anuales, para satisfacer la producción proyectada de litio para el 2030”, reza el informe.
En la industria del litio, y debido a la importancia que el mismo tiene para Argentina, la Soda Ash resulta un componente fundamental que facilita la extracción del mismo a través de salmueras, potenciando al máximo el mercado y el negocio que trae consigo.
Un gran hito
A mediados de noviembre, Alcalis de la Patagonia (Alpat), la única empresa productora de carbonato de sodio de Sudamérica, realizó el primer envío de soda ash por ferrocarril desde su planta de San Antonio Oeste hacia San Miguel de Tucumán.
El envío del producto que se usa para que reaccione con la salmuera y se pueda obtener carbonato de litio grado industrial, demuestra cómo la industria del litio puede generar desarrollo en todo el país. El insumo será enviado a la zona del ‘Triángulo del litio’ en el norte argentino y buscará abastecer a los productores de litio de la zona.
El plan diseñado por la empresa implica el envío de 10 vagones que transportarán cerca de 250 toneladas del producto. En total se recorrerán 2300 kilómetros, incluyendo el Tren Patagónico (San Antonio Oeste-Bahía Blanca), Ferrosur (Bahía Blanca-Buenos Aires) y el Nuevo Central Argentino (Buenos Aires-Tucumán).
Desde Alpat explicaron que se trata de un hecho «significativo para la empresa, ya que se expande a nuevos mercados, y también para la historia de los trenes argentinos, porque es la distancia más extensa en los transportes de carga».
