Litio: ¿cómo se obtiene de las rocas?

La importancia de la producción de litio aumentó durante los últimos años ya que, al ser el más ligero de todos los metales, se utiliza en la fabricación de baterías, cerámica, vidrio, metalurgia, productos farmacéuticos y en la elaboración de baterías recargables de ion-litio. Estas últimas se volvieron particularmente importantes en los esfuerzos para reducir el calentamiento global, ya que permiten el funcionamiento de los vehículos eléctricos, lo que las convierte en las más buscadas por las principales automotrices del mundo. 

Argentina junto a Chile y Bolivia forman el triángulo del litio de América Latina, debido a que poseen salares con altos niveles de concentración de litio. Según datos de 2018 del Servicio Geológico de los Estados Unidos (USGS), alrededor del 67% de las reservas probadas de litio, y cerca de la mitad de la oferta global, se concentra en esta región. 

Aunque no se vislumbren peligros de agotamiento o escasez en el mediano y largo plazo, lo cierto es que los modos en que el litio puede extraerse ocasiona que no haya suficiente capacidad para satisfacer la creciente demanda actual de manera rápida. Es que existen dos tipos de depósitos que son la fuente de la explotación actual del litio: las pegmatitas (mineral) y los salares. Cada uno de ellos tiene sus ventajas y desventajas.

El proceso de extracción de litio de las pegmatitas es el que desarrolla Australia (principal productor del mundo). Las pegmatitas son rocas que contienen litio y extracción no es diferente al proceso de extracción de cualquier otro metal que se obtiene de las piedras. Para ello, se requiere de perforaciones, voladuras, trituración y separación física del recurso, además de altos requerimientos de energía. Lo que llamaríamos minería a cielo abierto.

Si bien este procedimiento tiene altos costos operativos, engloba algunas ventajas respecto al método de extracción de litio de los salares, debido a que, sobre esta última modalidad, inciden algunos factores incontrolables por el hombre, como los meteorológicos y climáticos. Asimismo, la extracción de litio de pegmatitas es un poco más veloz que la extracción de salares. 

De la roca, al mercado

La extracción del litio de las rocas es un procedimiento minero que se lleva adelante en países como Australia, China, Zimbabue, Portugal y Brasil y engloba el 26% de la producción mundial. La mayoría de las pegmatitas están compuestas por granito, que contiene cuarzo, feldespato y mica. Algunas, denominadas “LCT” (litio-cesio-tántalo), están enriquecidas en metales raros como litio, cesio y tántalo. Son precisamente las pegmatitas LCT, aquellas de las que se obtiene el litio debido a que cuentan con un promedio de óxido de litio en un 1.5%. 

El procesamiento de las rocas para convertirlas en litio requiere de varios pasos. El primero de ellos es la extracción mediante técnicas de minería. El mineral más común que se utiliza para la extracción de litio es la espodumena. Una vez extraído y diferenciado el recurso, se tritura la roca en pedazos más pequeños, para facilitar el siguiente proceso. Tras ello, se ingresará en una fase de calcinación, molienda y precipitaciones.

Una vez que la roca está triturada se trata luego con ácido sulfúrico para disolver el litio. El resultado de este proceso que se llama lixiviación es una solución de sulfato de litio. Dicha solución se purifica luego mediante procesos de filtración para eliminar impurezas. El filtrado obtenido contiene cerca del 10% de hidróxido de litio en solución, que luego se evapora y cristaliza en forma de hidróxido de litio monohidratado.

Después de la purificación, se agrega cloruro de sodio a la solución de sulfato de litio para provocar una reacción química que precipita el litio en forma de cloruro de litio. Finalmente, el cloruro de litio se somete a un proceso de electrodeposición para obtener el litio metálico puro. El producto final es carbonato de litio de alta pureza, con un contenido del 98.5 al 99%.

Argentina y sus reservas de litio

El grueso de las reservas probadas y potenciales de litio de la Argentina, están en salares situados en las provincias norteñas de Catamarca, Jujuy y Salta. Sin embargo, el país también posee yacimientos en pegmatitas que se encuentran en fase de exploración.

Un ejemplo de ello, es un proyecto desarrollado por un equipo de la Universidad Nacional de Cuyo, que busca recuperar el litio de yacimientos ubicados en las provincias de Córdoba, San Luis y Salta a través de un proceso hidrometalúrgico. Este proceso, según sus creadores, ofrece algunas ventajas respecto al utilizado actualmente por la industria.

En primer lugar, trabaja con el concentrado mineral de forma natural, a través de un proceso químico selectivo en un recipiente cerrado, en lugar de someterlo a una calcinación y tratamiento con ácido sulfúrico. Además de ser más amigable con el medio ambiente, este proceso reduce el consumo de energía y los costos operativos. 

En segundo lugar, el método desarrollado permite recuperar otros minerales, como sales de silicio, aluminio y hierro, lo que hace posible una explotación más integral de los yacimientos y reduce los residuos. 

La firma australiana Latin Resources, que tiene la concesión para la prospección de más de 1.000 kilómetros cuadrados en los distritos pegmatíticos de Catamarca y San Luis, ha financiado la construcción de una planta piloto en la Universidad Nacional de Cuyo con el fin de avanzar durante los próximos años en el desarrollo del método.