Recuperación de litio y síntesis de nanomateriales cerámicos mediante fluoración directa de alfa-espodumeno

Lithium recovery and ceramic nanomaterials synthesis from alfa-spodumene by direct fluoration

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Director: Rodriguez Anglat, Mario Humberto Unidad académica: Universidad Nacional de Cuyo. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales Proyecto de: SIIP UNCuyo06/M121 Duración del proyecto: 2019-2021 Integrantes del equipo: Rosales, Gustavo Daniel Co-director/a Almeida Braga, Paulo Fernando Investigador/a Resentera, Alexander Cristian Jesús Becario/a Matteucci, Natasha Ailén Estudiante de grado Navarrete, Daiana Mariel Becario/a Trapé, Julieta Agustina Becario/a Godoy, Claudio Sebastián Becario/a Drajlin Gordón, Diego Sebastián Investigador/a Suarez, Daniela Silvana Investigador/a Olima, Dalma Solange Estudiante de grado Pinna, Eliana Guadalupe Investigador/a

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Resumen:

Actualmente, el litio desempeña un papel fundamental en el desarrollo de aplicaciones tecnológicas para la conservación, almacenamiento y transmisión de energía. Debido al creciente aumento de su demanda en este campo y en otras industrias, tales como la cerámica, farmacéutica, del vidrio y las grasas lubricantes, este metal se ha situado como un ''elemento estratégico'' a nivel global.Durante las dos últimas décadas, las salmueras han sido la principal fuente para la producción de compuestos de litio (0,2-0,5% Li2O). Los métodos de recuperación más estudiados son: cristalización por evaporación, coprecipitación y extracción por solvente. Estos métodos requieren de largos periodos de operación, un elevado consumo de agua y agentes químicos, mano de obra intensiva y su mayor eficiencia se limita a períodos estivales. Además, la creciente demanda de litio ha llevado a las fuentes minerales a posicionarse en el mercado, ya que representan casi la mitad del suministro mundial de litio. Industrialmente, al Li se lo obtiene calcinando α-espodumeno (aluminosilicato de litio) a elevadas temperaturas, superiores a los 1.000°C presentando, este proceso extractivo, un gran número de etapas de separación de los productos, lo cual conlleva a un elevado gasto energético con un fuerte impacto ambiental debido a la generación de pasivos ambientales por al desaprovechamiento de los otros componentes mayoritarios del mineral (silicio y aluminio). En este sentido, el presente proyecto está orientado a estudiar, por un lado, el desarrollo tecnológico de nuevas metodologías extractivas que optimicen el costo del procesamiento del alfa-espodumeno para recuperar compuestos de Li de elevada pureza mediante la fluoración directa de éste con bifluoruro de amonio y, por el otro, generar nanomateriales cerámicos y/o subproductos de alta calidad y aplicación industrial. Esta nueva metodología tendrá muchas ventajas respecto a los procesos industriales actuales, ya que evitará la producción de residuos debido a que se prevé un aprovechamiento completo de todos los componentes del mineral, se disminuirá considerablemente la temperatura de trabajo y se utilizarán recursos mineros de la zona (Región de Cuyo y el Noroeste Argentino).

Resumen en otro/s idioma/s:

Currently, lithium plays a fundamental role in the development of technological applications for power conservation, storage and transmission. Due to the increasing demand in this field and in other industries, such as ceramics, pharmaceuticals, glass or lubricating greases, this metal has been placed as a "strategic element" at global level.During the last two decades, brines have been the main source for the production of lithium compounds (0.2-0.5% Li2O). The most studied recovery methods are: crystallization by evaporation, coprecipitation and extraction by solvent. These methods require long operation periods, a high consumption of water and chemical agents, intensive labor and their greater efficiency is limited to summer periods. In addition, the growing demand for lithium has led mineral sources to position themselves in the market, since they represent almost half of the world's lithium supply. Industrially, Li is obtained by calcining alfa-spodumene (lithium aluminosilicate) at high temperatures, above 1,000°C, presenting this extractive process a large number of stages of separation of the products, which leads to a high energy expenditure with strong environmental impact due to the generation of environmental liabilities and the waste of the other major components of the mineral (silicon and aluminum).In this sense, the present project is oriented to study, on the one hand, the technological development of new extractive methodologies that optimize the processing cost of alfa-spodumene to recover Li compounds of high purity by direct fluorination of these with ammonium bifluoride, and on the other hand, to generate ceramic nanomaterials and/or by-products of high quality and industrial application. This new methodology will have many advantages respect to the current industrial processes, since it will avoid the production of residues because it is foreseen a complete use of all the components of the mineral, the working temperature will be considerably reduced and mining resources of the area will be used (Cuyo Region and the Argentine Northwest).

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Disciplinas:
Ingeniería

Descriptores:
METALURGIA - NANOMATERIALES CERÁMICOS - LITIO

Palabras clave:
Recursos naturales no renovables - Espodumeno