Desarrollan una técnica de bajo coste para extraer litio de las rocas

Un equipo de investigadores del MIT (Estados Unidos) y otras instituciones ha desarrollado un proceso a baja temperatura para extraer litio de grado batería del mineral que contiene litio más común.

El proceso utiliza un reactivo líquido para disolver la roca en las formas útiles de sus componentes: no solo sales de litio listas para baterías, sino también alúmina de grado fundición y sílice apta para cemento. Una vez extraídos los minerales, el disolvente y el reactivo se pueden recuperar y reutilizar, reduciendo así la cantidad de residuos prácticamente a cero.

La revista 'Science' publica un artículo que describe el proceso. Los investigadores ya han comenzado a comercializar la tecnología a través de Rock Zero, una empresa derivada del MIT.

La demanda de litio se ha disparado en los últimos años, a medida que las baterías de iones de litio alimentan cada vez más dispositivos en todo el mundo.

Sin embargo, aunque países como Estados Unidos, Europa y Australia cuentan con abundantes recursos de litio dentro de sus fronteras, China domina el refinado mundial de este mineral. El principal obstáculo para aprovechar el litio de Estados Unidos y Australia reside en extraerlo de los minerales de roca dura en una forma útil.

La extracción de litio de roca dura es hoy en día un proceso que consume mucha energía y genera muchos residuos, y que suele ser mucho más caro que obtenerlo de agua salada, la cual además presenta importantes inconvenientes medioambientales. Actualmente, la extracción de litio de roca dura implica calentar la roca a más de 1.000 grados Celsius y someterla a una lixiviación química para extraer el litio. El resto de la roca se desecha.

En este nuevo artículo, los investigadores estiman que el proceso de circuito cerrado cuesta la mitad que la extracción tradicional de litio a partir de roca dura y podría hacerlo competitivo en precio con la extracción de litio a partir de agua salada.

"Para 2040, necesitamos cuadruplicar la producción mundial de litio, lo que implica cientos de nuevas instalaciones de producción", afirma el autor Camden Hunt, exdirector de proyectos del Centro para la Electrificación y Descarbonización de la Industria del MIT.

"La roca dura es abundante; se encuentra en todas partes. Sin embargo, la mayor parte de su refinación se realiza en China. Nuestra tesis central es que, si se encuentra una forma más sencilla de fracturar la roca, extraer el litio y producir sales de litio aptas para baterías, se puede transformar el mercado del litio. Esto coincide con el reciente impulso a la producción nacional de minerales críticos en Estados Unidos".

La investigación tiene su origen en la reforma de un baño. Hace unos 25 años, cuando uno de los investigadores fue a una ferretería en busca de algo para volver translúcidos los bloques de vidrio transparente, se topó con una crema para grabar vidrio que actúa corroyendo la superficie del mismo. El ingrediente activo resultó ser fluoruro de amonio.

Más recientemente, mientras el investigador ideaba formas de separar químicamente el mineral con litio más abundante, la espodumena, recordó aquella crema de grabado. La espodumena, al igual que el vidrio, se compone principalmente de sílice.

Los métodos convencionales de extracción de metales a partir de minerales, basados en la química, disuelven preferentemente los elementos más reactivos y dejan un residuo rico en sílice debido a la fuerza de los enlaces silicio-oxígeno. Al diseñar su proceso para usar una mezcla de agua y fluoruro de amonio, los investigadores logran disolver primero la sílice, invirtiendo así el proceso.

Los investigadores demostraron que podían disolver la roca de espodumeno a temperatura ambiente, lo que representó un gran avance respecto a los procesos tradicionales que requieren calor extremo. Sin embargo, este fue solo el primer paso hacia un sistema de circuito cerrado que produjera materiales útiles.

El mineral espodumeno se compone principalmente de tres elementos: litio, aluminio y sílice. De esta forma, los expertos comenzaron a explorar formas de refinar esos componentes por separado después de que se disolvieran en la solución de fluoruro de amonio. Posteriormente, los investigadores desarrollaron un proceso para reutilizar el fluoruro de amonio y el agua que inician la reacción. Los investigadores procesaron con éxito 17 fuentes diferentes de roca espodumena, demostrando su amplia aplicabilidad en rocas de todo el mundo.

Los investigadores colaboraron con la Oficina de Licencias Tecnológicas del MIT para crear su propia empresa, Rock Zero, que ahora tiene su sede en The Engine y está ampliando el sistema.

"Creemos que este enfoque es la forma más económica y con menor consumo de energía de obtener litio no solo de la roca dura, sino de cualquier otro tipo", exponen los investigadores. "Eso es lo que nos motiva a ampliar esta tecnología. Permitirá la transición energética mediante baterías que utilizan litio. Este era uno de los objetivos del Proyecto Climático del MIT: trabajar en proyectos que, en pocos años, pudieran pasar del laboratorio a la comercialización y tener un impacto real".