e qo9

L

CONICYT

c -

SECTOR MINERIA

EL LITIO

Lu

Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica

L Canadá 308 - Teléfono 744537 - Casilla 297-y Santiago— Chile -

----------------------------------------_.t_ --- i ---- - - -• I_ ------- -- - -a--- --

IT

COMISION NACIONAL DE INVESTIGACION CIENTIFICA Y T ECNOLOGICA (CONICYT) DIRECCION DE P LANIFICACION (DIPLA)

L

Serie Estudios No. 7 Sontiogo, Chile - Abril 84 - ISSN 0716-0380

B"

-

SECTOR MINERIA

EL LITIO

Preparado POf:

Cynthia Lotrille de BOzOes Profesor de Química Ingeniero Civil de Minas

ResumenSummorj

I nformación general General i n formotion sobre el litio.about lithjum.

!L

L

L 1

INDICE

Página

1. INTRODI.ICCION 1

II. ANTECEDENTES DEL LITIO 2

2.1. Historia 2 2.2. Fuentes del litio 2 2.3. Propiedades físicos 3 2.4. Propiedades químicos 4 2.5. Usos 6 2.6. Manejo del litio 9

III. METALURGIA DEL LITIO 10

3.1. Procesamiento de pegmatitas 10 3.2. Procesamiento de salmueras 14 3.3. Electrólisis de soles fundidas 14

IV. RECURSOS DEL LITIO 15

4.1. Recursos mundiales del litio 15 4.2. Recursos chilenos de litio 16

V. PRODUCCION DE LITIO 19

VI. CONSUMIDORES DE LITIO 21

VII. MERCADO Y ECONOMIA 24

7.1. Ventas de litio 24 7.2. Precios de litio 25 7.3. Precios futuros 26

VIII. INVESTIGACIONES REALIZADAS EN CHILE. PROYECTOS SOBRE EL LITIO 27

8.1. Proyecto CORFO 27 8.2. Proyecto de lo Comisión Chileno de Energía

Nuclear 28 8.3. Proyecto de la Universidad de Chile 28 8.4. Proyecto de lo Universidad del Norte 28 8.5. Proyecto poro finas del siglo XX 29 8.6. Proyecto poro el ao 2015 29

u

1. INTRODUCCION

El propósito de este estudio es el de entregar una in-formación general respecto al litio, considerando que en

nuestro país se acabo de poner en marcha una planta de beneficio en el Salar de Atacama con uno capacidad de 6.360 toneladas de carbonato de litio/año. Este año se espero procesar 2.270 toneladas y para el próximo año (1985) se trotará de aumentar lo producción o 5.500 toneladas, con lo cual se abastecerá el mercado nacional y la exportación de este producto.

El litio tiene uno gran demando en el mercado, lo cual proviene de lo industria de lo cerámico, aluminio, vidrio, goma sintético, medicamentos, baterías eléctricos etc.

Este estudio contiene:

- Antecedentes del litio (historia, fuentes de obtención, propiedades físicas y químicos, usos y manejo del litio).

- Metalurgia del litio.

- Recursos de litio.

- Producción de litio.

- Consumidores de litio.

- Mercado y economía.

- Investigaciones realizados en Chile.

- Conclusiones.

e. y -

H. ANTECEDENTES DEL LITIO

2.1. Historia: El litio fue descubierto en 1817 por John

August de Arfwedson y lo individualizó con el nombre

'Lithos que es uno palabra griego que significo pie-

dra, poro indicar que dicho elemento proviene de un mineral. En 1818 observó que los soles de litio dan uno cotoroci6n rojo o lo llamo y en el mismo a ño Oauy

oisl6 por primera vez el litio metálico descomponiendo

el óxido de litio. En el a ño 1850 Bunsen y Motthjessen

lograron preparar el litio metálico mediante lo elec-trólisis del cloruro de litio

Lo primera producción comercial de minerales de litio se produjo en Estados Unidos, en 1898 (U.

2.2. Fuentes de litio: Los compuestos de litio se hallan muy difundidos en lo naturaleza, aunque en proporción

muy escaso.

El litio contenido en el aguo del mor es muy escaso, su contenido es de 0.1 portes por millón, debido o que este metal tiende o fijarse en los areni-llas que se encuentran depositados en los fondos mari-

nos.

El litio se encuentro en los cenizos de los plantas, principalmente del tabaco, remolacha y caño de

azúcar.

El litio se obtiene de dos fuentes principales:

de yacimientos pegmotíticos y de salmueras naturales.

2.2.1. Litio proveniente de yacimientos pegmatiticos: Los minerales comerciales de litio más importan-tes que provienen de pegmatitas SOfl: espodumeno, lepidolita, ambligonito, trifilito, petolita.

zinnwaldita y eucriptito.

La ley critico para- la explotación y bene-ficio de los minas es de alrededor de % de Li20.

2

1

2.2.2. Litio proveniente de salmueras naturales: Se entiendo por salmueras o los aguas fuertemente impregnadas de sales, segun Wtnslow y K.ster (1956) los aguas salinos que tienen un contenido mayor de 35.000 partes por millón (3,5) de .6-lidos disueltos se clasifican como salmueras.

Las salmueras son uno fuente importante de sal común, potasio, yodo, bromo, boro, litio, magnesio, y ceniza de soda (carbonato de sodio)

Poro recuperar los sales el primer poso en todos los procesos empleados es lo evaporación yo seo de tipo solar o térmico, seguido de técnicas de cristalización, precipitación y flotación.

2.3. Propiedades físicas: En el sistema periódico de los elementos, el litio encabezo el grupo 1 o grupo de los metales alcalinos.

El litio metálico, es de color blanco plateado y blando. Es .1 metal más liviano que se conoce.

Lo tabla No. 1, muestro las propiedades físicas más importantes del litio.

o q- ¿o D •.:-* 01) ..J .' , r'-» e - ' ,r -11

'- •'

.Lu1 j i' .'«OD - '"-9m L sn.:' .-- 3 4 J • ' Ç -' ' : 1 9 1 C O 'O ( ) .- )

)j-f1 •j - i' '

1

K]

TABLA No. 1

?ttd..e Físicos del Litio

Número atómico 3,00

Peso Atómico 6,94

Punto de fusión 0 186,00

Punto de ebullición °C 1336,00

Peso específico o 0°C 0,53

Calor específico a 0°C 0 178

Resistividad o 0°C en ohmios/cm 3 8,55

Color de fusión, col./gr. 103,20

Dureza de Moho 0,60

1 culombio deposito miligramos de 0,07

1 amperio hora deposito gromos de 0,26

Fuente de obtención: Riquezas minerales de Chile a nivel mundial (2).

2.4. Propiedades químicos del litio: El litio, así como el resto de los metales del grupo 1 es fuertemente elec-tropositivo, lo que le confiere gran poder de reactivi-dad frente o los agentes químicos. El poder polarizan-te del ión litio es mayor que todos los iones alcali-nos, lo que se manifiesta en uno gran tendencia o so]votorse y o formar uniones covolentes.

El litio se combino directamente con el nitrógeno a temperatura ordinario en presencio de un indicio de agua que catolizo lo reacción.

N 2 + 6 Li = 2N Li3

4

A temperatura elevado, el litio se une con el hidrógeno poro formar un hidruro muy estable (Li H) que conduce lo electricidad cuando está fundido, dejando en libertad litio en el cátodo e hidrógeno en el ánodo.

El litio metálico reacciono violentamente en contacto con el aguo formando hidrógeno e hidróxido de litio. Sin embargo, el color producido no es suficien-te poro encender el hidrógeno generado.

El litio fue el primer metal que se fusionó poro producir partículas alfa, mediante el impacto de pro-tones acelerados.

A pesar de ser un metal alcalino, algunos de sus compuestos se disuelven con dificultad en el agua, diferencio de los correspondientes al sodio y potasio especialmente al hidr6xidr, carbonato y fosfato de litio. Por el contrario, el cloruro de litio, en oposición con los cloruros de sodio y potasio, es soluble en alcohol y éter.

Lo composición quimico de los principales mine-rales de litio provenientes de pegmotitos se indican en lo tabla 2.

TABLA No. 2

Composición Química de los minerales_litio.

Contenido Minerol Fórmula Teórico de Litio

Espodumeno Li Al Si 06

Lepidolita Li K Al F 2 51 3 0 9 ,90

Ambligonita Li Al F PO 4 4,69

Trifilito Li Fe PO4 4,40

Peta].jto Li Al Sí O 2,27

Zinwoldito Li K Fe Al F2 sí 010 1,58

5

2.5. Usos del litio:

2.5.1. Minerales de litio: Se utilizan directamente en la fabricoci6n de vidrios y cerámicos. En los cerámicos su uso está generalizado en mayor escala.

2.5.2. Compuestos de litio: En la actualidad, el mayor uso comercial de los compuestos del litio es en la industrio del aluminio (33,6%) en lo cual se emplea como carbonato en los celdas electrolí-ticos. Otro uso importante os en la fabricación de grasos lubricantes (19,2%), los que son co-paces de mantener sus condiciones lubricantes en un amplio intervalo de temperaturas extremos.

2.5.3. Compuestos especificos:

Carbonato de litio:

- Manufacturo de vidrios. - Producción de esmaltes poro cerámicos. - Producci6n de aluminio metálico. - Ingrediente critico en lo fabricación de tu-

bos de tel.visi6n. - Tratamiento de desórdenes mentales.

Hidróxido de litio:

- Fobricoci6n de grasos lubricantes de usos múltiples.

- Obtención de litio metálico. - Absorbente de CO 2 en vehículos espaciales y

submarinos. - Componente del electrolito del acumulador de

Edison que se empleo en los submarinos, insta-laciones telefónicos y fuentes de energía eléctrico poro ferrocarriles y teléfonos.

- Obtención de is6topo-6 de litio.

Bromuro de litio:

- Catalizador en lo fabricación de polímeros orientados utilizados en lo industrio del caucho.

- Control de humedad de gases. - Preparoción de sedantes nerviosos.

6

Bromvros yyoduros de litio:

- Aplicación en lo fotografío.

ouro y cloruro de litio:

- Acondicionamiento de aire.

Fluoruro de Litio:

- Alecciones y soldaduras especiales. - Metalurgia del aluminio.

Cloruro de litio:

- Aleaciones, soldaduras especiales y otros fun-dente s.

- Obtención de litio metálico.

Litio Alcalino:

- Sanitarios y blanqueadores.

J2Jtrt.o. de Litio:

- Esterilización de agua de piscinas. - Aleaciones.

Per6xido de litio, borohidruro de litio:

- Fabricación de oxigeno e hidrógeno.

Hidruro de litio:

- Producción de hidrógeno.

Hidruro de Aluminio - litio:

- Reducción de compuestos orgánicos a la tempera-tura ambiente en soluciones de éter.

Esteorato de litio:

- Grasos automotrices e industriales.

n

7

2.5.4. Litio Metálico:

- Junto con el hidr6geno se empleo en lo fobri-coci6n de bombos de tritio (isótopo radioctivo de hidrógeno), de potencio diez veces mayor que la bombo de uranio (U238).

- Catalizador de polímeros.

- Metalurgia de]. aluminio. Su utilizoci6n en los celdas electrolíticas permite disminuir en un 10% el alto consumo de energía eléctrico en el proceso, lo que significo elevar en el mismo porcentaje lo producción.

- Aleación de litio-aluminio de gran resistencia bajo condiciones de alta temperatura.

- Limpiador y desgrosodor de los aceros dóctiles inoxidables y como desoxidante y purificador en lo fundición de cobre y aleaciones de hie-rro, níquel y cobre.

- Aleaciones extralivionos de litio-magnesio utilizados principalmente en lo industrio espacial.

- Refrigeración de los reactores como fluido intercambiodor de calor en las aplicaciones de altos temperaturas, y como ingrediente de los combustibles de cohetes espaciales.

La tabla No. 3, muestra lo distribución porcentual de los usos actuales de litio (1981).

TABLA No. 3

Distribución porcentual de los usos actuales de

Industrio de aluminio 37 %

Cerámicos vidrios 32 %

Graso* lubricantes 15 %

Productos químicos 10 Sistema de aire acondicionado y deshumidificación 2 Caucho sintético 1

Pilas 0,7 %

Varios 2,3 %

Fuente de obtención: CORFO (Comité Soles Mixtos)

8

-a ------+-

2.5.5. Usos futuros o incipientes de gran desarrollo proyectado.

Existen tres tipos de usos de gran proyec- c i6n:

- Usos en aleaciones - Usos en baterios y - Usos en energía nuclear.

Los das primeros son usos actualmente pequeños en plano etapa de investigación. Su desarrollo según los expertos, odquiriró gran importancia en el mediano plazo (5 o 10 osos).

El uso del litio en energía nuclear (fu-si6n nuclear) se proyecto después del oFio 2000. Sin embargo, se estimo que antes de esa fecho se requerirán cantidades importantes para los *to-pos de investigación y desarrollo en este cam-

po.

2.6. Manejo del litio, El manejo del litio metálico es similar al del sodio, con algunas excepciones:

- Debido a que el litio reacciono con el nitrógeno, debe utilizar gas de argón o de helio poro cubrir litio fundido.

- Debido o que el litio fundido reacciono con el vidrio y con lo cerámica, debe utilizarse equipo de fierro.

- Los incendios da litio se apagan de mejor manero mediante el empleo do polvo de grafito, o diferencio de los demás incendios de metales alcalinos, en donde so recomiendo polvo de carbonatos.

9

M. METALURGIA DEL LITIO

En lo metalurgia extractivo del litio básicamente se trata de producir un compuesto inorgánico de litio que puedo ser utilizado como materia prima poro fabricar compuestos comerciales o litio metálico.

3.1. Procesamiento de pegmatitas: Las pegmatitas se trotan de dos formas principalmente: el proceso ácido y el proceso alcalino. Estos se aplican tonto o concentro-dos como a mineral en coipos seleccionados o mono o olgón método óptico.

Lo figura No.1 muestro los diferentes etapas del proceso ácido y alcalino poro obtener compuestos de litio o partir de minerales de pegmatitas.

-

- -, -- -- .- .-

II!]

FIGURA No. 1

frp.±ssP.La t compyes tos de lLtLo o partir de minerales de P. e $tL tas.

MINERAL

y CONMINUC ION

MOLI''NDA

LIMPIEZA DE COLAS <. ..... FLOTACION ......7RELAVES

CONCENTRADO

PROCESO ÁCIDO . . PROCESO ALCALINO

LIXIVIACION CON H2 so

LIMPIEZA DE SOLUCIONES

y

PRECIPITACION CON No CO3

CARBONATO DE LITIO

y

CALENTAMIENTO CON CALIZA

y

LIXIVIACION---)CARBONATO DE LITIO

CRISTALIZAC ION

y

HIDROXIDO DE LITIO

Entre las pegmatitas el mineral más importante es el espodumeno. Existen dos com-paias importantes en Estados Unidos, Lithiurn Corporotion of Americo y Feote Mineral Compony, los cuales poseen lo mayor producción de espodu-meno. A continuación se describe el método de extracción y procesamiento de este mineral em-pleado por coda una de estos compañías.

3.1.1. Lithium Corporotion of Am.rico (LITHCOA), Goetonio, North Corolinoz La mino y planto de flotaci6n se encuentran en Cherryville o 20 kilómetros de Gostonio.

La explotaci6n de lo mino es o tojo abier-to y el método empleado es lo tronoduro. Se extraen aproximadamente 550.000 toneladas o-nuales con Una rozón estril/minerol de 2:1. Previo a lo etapa de chancado se reduce el tomao de los bolones, mediante uno grao que dejo caer una bolo de acero desde cierto altu-ra. Luego lo cargo se transporto en camiones hasta un chancodor primario tipo blake' que reduce el material o 6-7 pulgadas (15 - 18 cm.) de diámetro. Después poso o un chancodor secun-dario y posterior-mente o un molino de bolos que reduce el tamaño a 5% sobre 65 mollas y 95% bojo 65 mallos. El producto bojo 65 mallos al¡- monta las celdas de flotoci6n, separándose pri-mero el espodumeno del cuarzo, feldespato y mico. El concentrado de espodumeno obtenido se filtro en un filtro horizontal de cinta y el producto con aproximadamente 6% de LiO se envio o lo planta de Bessemer City en camiones. En esta planto el concentrado de espodumeno que se encuentro en su forma notural de alfa espodumeno se caliento o 1075 - 1100°C en un horno rotato-rio y se transformo o beta espodumeno que es más reactivo. El producto se muele en un molino de bolos y se enfrío poro la etapa siguiente la cual consiste en transferir el boto espodumeno bien molido a un horno (ocid-roosting kiln) con H 2 SO 4 y calentar a 250°C poro obtener los si-guientes compuestos químicos:

Li 2 0 . Al 2 0 3 4Si0 + H 2 SO 4 •••-9

Li 2 50 4 + H 2 0 + Al 2 0 3 . 4Si02

12

Lo mezclo de mineral residual Li 2 SO 4 y exceso de ácido va o un estanque de Lixivioci6n donde se agrego aguo y carbonato de calcio paro neutralizar el exceso de ácido y luego paso o un proceso de filtrado mediante filtros rototorjos al vacío. En el filtrado se recupero Li 2 SO4 con 7 gr./l. de litio y en lo porte sólida quedo Co SO 4 Al 2 0 3 . 4510 y Mg. (OH) 2.

Lo solución de Li 2 50 4 se purifico por edición de Co(OH) 2 y No 2 CO. en estanques con ogitaci6n donde precipitan tmpur.zos de Mg y Co como Mg(OH), y Co CO 3 . Se filtro y lo solución diluida de Ci., 50 4 SC concentro en evaporadores al vacío de mGltLpl. efecto.

Lo solución concentrado de Li SO se troto en estanques o 80-90 o

C con No 2 2 CO,

4 paro

obtener un precipitado de carbonato de lirio.

Li2 so + N 0 CO 3 --9 Li 2 CO 3 + N 0 SO4

El precipitado de Li 2 CO se separo por centrifugación y de los aguas mares se recupero el No so 4*

3.1.2. Foote Mineral Compony, King, Mountojr,, North Carolino: La Feote posee un mineral de espodumeno en Kings Mountain que lo exploto o tajo abierto con uno producción de 365.000 ton*. laño.

Los operaciones y procesos usados en lo mino y concentración del mineral, son parecidos o los estudiados anteriormente. Feote fabrica además un tipo de concentrado de espodumeno poro uso en cerámico, el que se obtiene con un tra-tamiento con cloro a 1.090°C poro eliminar el hierro.

Lo planta química tiene uno capacidad de 8.000 toneladas de carbonato de litio. Se obtiene el carbonato de litio con 99,1% de pure-za y sulfato de sodio como subproducto.

- - -v. -r ib

íw

3.2. Procesamiento de salmueras: Por el hecho que en los

salmueras el litio viene en solución, se efectúo uno cristalización fraccionado. El diagrama generalizado

del proceso es el siguiente:

FIGURA No. 2

Procesamiento de salmueras

SALMUERAS

<1

EVAPORACION SOLAR

PRECIPITACION SELECTIVA

y SALES DE LITIO

3.3. El.ctr6lisis de soles fundidos: Este es un proceso similar al utilizado paro obtener sodio. Lo electróli- sis se efectúa o 500°C con un consumo aproximado de 46 Kwh/Kg de litio metálico. Este es un proceso con

elevado consumo de energía y reducido productividad.

En generol,se están desarrollando e investigando nuevos métodos paro obtener litio y sus compuestos, reflejando el interés puesto en este metal 6ltimomen-te. Sin embargo, hasta lo fecho lo mayoría de estos métodos no han prosperado más olló que de lo escalo laboratorio.

A futuro se espero especial énfasis en lo extrac-ción de litio desde salmueras por intercambio jónico y extracción líquido-liquido (AverilI. 1978) y .1 estudio de nuevos fuentes de litio tales como lo hectorito, los salmueras geotérmicos y de campos petroleros.

IV. RECURSOS

4.1. Recursos mundiales de litio.

Lo talo No. 4 muestro los recursos mundiales existentes de litio.

TABLA No. 4

Norte América Litio Contenido (Miles de toneladas)

Estados Unidos 3.559,0 Conadó 668,0

Sud América

Argentino 0,5 Bolivia 100,0 Brasil 18,0 Chile 4.216,0

Africa

Africa Suroccidentol 12,0 Rhodesia 113,0 Zaire 2.116,0

Europa

Occidental 2,0 Oriental 360,0

Asia

Chino y Corea 45,0

Oceonia

Australia 45,0

Total Mundial 11.254,0

15

4.2. Recursos chilenos de litio: Las fuentes potenciales de litio en Chile son los salmueras del Solar de Ataca-me, del Solar de Pedernales, el caliche y ripios sali-treros,, los salmueras de los campos geotérmicos (por ejemplo, El Tatío) y los salmueras de los salinos costeros.

Exploraciones sistemáticas por litio s6lo se han realizado en los salares, especiolmente en el Solar de Atacama (Flores, 1979).

4.2.1. Recursos de litio provenientes del Salar de Atacamos El Solar de Atacama es el mayor depó-sito solno de Chile, posee uno superficie de 3.000 Km y esto formado en una cuenco cerrado de evaporación, entre los cordilleras de los Andes y de Domeyko. Ocupo lo parte centro-oriental de la II Región, provincia El Loa, con una altura mínima de 2.300 metros sobre el nivel del mar, y se encuentro en explotación uno planto poro la obtenc16n de litio en dicho Solar. El total de los reservas del litio en el Salar de Atacama ha sido estimado o partir de lo composición medio de las salmueras y de un conjunto de consideraciones, evaluadas en prime-ra aproximación, tendientes o cuantificar lo cantidad de salmueras presente (Loborde, 1976).

Lo composición promedio de lossolmuero presentes en un área de oproxim ' domente 400 Km (50 muestras recolectadas cada 500 metros) puede ser representado por: (porcentaje en peso)

L K No Ca Mg C SO B 0,15 1,99 8,19 0,33 1,00 16,40 1,42 0,10

Densidad de los salmueras (200 C) = 1,22 gr/cm 3

Lo evaluación de los salmueras se ha efec-tuado o través de diferentes pruebas tendientes o calcular lo porosidad del área seso-lodo (porosidad = almacenamiento de salmuera entre los cristales de soles del Solar). Cono-ciendo lo porosidad del subsuelo se tiene el volumen de salmuera almacenado bojo lo zona del núcleo. Lo zona del nucleo se refiere al cuerpo control del solar de at9como, el cual ocupa aproximadamente 1.400 Km y. constituye el área de mayor concentración de salmueras ocluidas dentro de una masa salina porosa, formado prin-

16

cipolmente por cloruro de sodio. Este núcleo constituye el óreo de mayor importancia comer-c ial.

Según CORFO, el cálculo estimado de los reservas o partir de lo composición químico de los salmueras y determinación de su volumen almacenado en los poros de lo masa salina, hasta uno profundidad de 30 metros es de 4,5 millones de toneladas de litio.

4.2.2. Recursos provenientes del Salar de Pedernal.,. El Salar de Pedernales se ubico aproximadamente a 50 km. al Noroeste de Potrerillos. Al igual que el Solar d.e Atacama, el Solar de Pedernales es 2 de origen tectónico con uno superficie de 400 Km . Se divide en dos zonas. El sector norte salar propiamente tal de aproximadamente 250 Km y el solar sur llamado Pedernales, de aproxima-damente 143 Km . Este último se considero como la zona de recargo del Solar (Tidy, 1979).

Los recursos contenidos en los salmue-ros del Salar de Pedernales se estiman en 150.000 toneladas de litio (Divisi6n Salvador; 1980).

Los estimaciones de las reservas de litio consideren 3 u volumen total de salmuero de 500 x 10 m con un contenido de 0,3 gr/l. de litio.

4.2.3. Recursos provenientes de otros fuentes de litio.

- Recursos provenientes de Coliche y Ripios Salitreros. Según estimociones del Servicio de Minas del Estado, las reservas de coliche (Ley No NO sobre 8%), son 1.200 millones de toneladas. A su vez, lo ripios de 192 sali-treros (abandonadas y en operación) alcanzan a los 1.000 millones de toneladas.

17

- Recursos provenientes de Salmueras del Totio. Los análisis químicos de los muestras indican lo existencia de 0,0038% en peso de litio (0,042 gr/l.) en los salmueras. Dependiendo de lo utilización de esto fuente geotérmica poro producir energía, el litio contenido en los aguas podría convertirse en un recurso adicional.

- Recursos provenientes de salmueras oconicos. El aguo de mor ontiene aproximadamente 0,17 gr. de litio / m . Sin embargo, se encuentran concentraciones mayores en los salmueras de salinos uno vez precipitado la holito. Esto fuente de litio podría cobrar cierto importan-cío o futuro en especial paro Chile con sus extensos costos y elevada toso de insolación.

Lo tabla No. 5, muestro un resumen de los reservas chilenos de litio en miles de toneladas métrico.

TABLA No. 5

Reservas chilenos de Litio (Miles de tm.

Medidos

Indicados Demostradas Inferidas Identificados

Salar de Atacama 1.460 1.460 2.540 4.000

Solar de Pedernales - - 150 150

Coliches y Ripios Salitreros - - 66 66

Total 1.460 1.460 2.756

4.216

18

V. PRODUCCION DE LITIO

Existen relativamente pocos productores y procesadores de litio. Los firmas más importantes son lo Foote Mineral Compony y lo de Lithium Corp. of America de Estados Unidos. Otros paises productores de litio son: lo Unión Soviética, Chino Popular, Japón, Alemania Federal, Brasil, Zambia y Zimbabwe.

Lo tabla No. 6, resume la producción de litio por empresa.

TABLA No. 6

P ro ciucci6n de litío prs

Empresa Producción (Tone]ocjos de litio)

Foote Mineral Compony 3.600

Lithium Corporotion of Americo 2.260

Empresa Estatal Chino 334

Bikito Minerois

CESBRA 54

SWA Lithium 54

Fuente de obtención: Roskills Metal Dotobook, julio 1979.

Lo tabla No 7, muestro lo capacidad estimado mundial poro el ao 1985.

19

- - -- 1

TABLA No. 7

(Toneladas métricos de litio por oso) (1985)

p aís Capacidad

Estados Unidos 9.100

Conodó 2.700

Brasil 140

Chile 1.000

Argentina 10

Africa 1.100

Susto 1.350

Rep. Popular China 300

Sin embargo, conviene destacar que es dificil estimar lo producción mundial de minerales de litio, pués los datos de los mayores productores no son de dominio público. En general estos cifras fueron deducidos de los importaciones publicados por paises compradores de minerales.

20

VI. CONSUMIDORES DE LITIO

Los principales consumidores de litio son entre otros los industrias de aluminio, de cerámica, de grasas lubrican-tes, de caucho sintético, y de aire acondicionado. Todos ellos se han visto afectadas por lo recesión mundial lo que ha mantenido el precio del litio o niveles de 1981. Lo caldo experimentada por lo industrio del alumnio es lo que más impacto tuvo sobre lo demando del litio entre 1981 - 1983. Los productores de aluminio representan el mayor poder comprador de litio. Si se tiene presente que hacia fines de 1982 sólo .1 58% de lo capacidad de producción de Estados Unidos estaba activa, se comprende mejor la caída en lo demando que ha experimentado el litio.

Foote Mineral Compony en los Estados Unidos y Bikito Minerois Pty. de Zimbobwe son los mayores proveedores de mineral de litio paro lo industria cerámico y de tubos de televisión.

Otro mercado importante poro el litio es la produc-ci6n do boterías como fuente de energía poro relojes, calcu-ladoras, marcapasos, circuitos de memoria y cámaras foto-gráficas. Los baterios de litio ofrecen numerosas ventajas respecto de los pilas convencionales. Entre ellos son más poderosas, pueden operar sin dificultades en condiciones extremas de temperatura y ofrecen uno mayor vida ttil tanto en pro-uso como también uno vez instalados.

Asimismo, el creciente costo de lo energía y las codo vez más estrictos disposiciones sobre conservación del medio ambiente han incentivado el uso del litio en lo fabricación de vidrios especiales. Tal es el caso de la industria de cerámica de vidrio, vidrio poro intercambio iónico y muchos tipos de vidrios especiales. A futuro se estimo un mayor empleo de litio en l 'i fobricoción de otros tipos de vidrio, incluyendo los vidrios planos yo que se estimo que su utili-zación puede troducirse en economías en los costos de pro-ducción, yo que el empleo del litio en la fabricación de vidrio permite mejorar los niveles de fusión y disminuir lo temperatura de los hornos.

Asimismo, el desarrollo de nuevos aleaciones de olumi-nio,con un 3% de contenido de litio podría tener un gran potencial de uso en lo industrio oeroespociol. Estos avan-ces tecnol6gicos en lo fabricación de aleaciones de aluminio se traducen en uno menor densidod de éstos, o la vez que tal vez significo uno mayor elasticidad y resistencia de los aleaciones. Lo acción combinado de estos dos ventajas permi-

21

1 -- -

tiró reducir al peso de los estructuras de aluminio en las naves en un 10%, lo que se traduce en importantes ahorros de combustibles o los largo de lo vida útil de lo nave.

La tabla No. 8, muestro lo demanda futuro estimado de litio poro usos convencionales, baterLos poro vehículos eléctricos y boterios da almacenamiento industrial.

TABLA No. 8

Demanda futuro estimado de litio.

Demanda ANO 1985 1990 2000

(Tan.)

Usos convencionales 9.870 13.330 24.330

Baterías para vehículos eléctricos 330 2.810 13.509

Boterías de almacenamiento industrial 270 7.190 23.001

22

Lo tabla No. 9, muestro los consumos relativos de litio.

TABLA No. 9

Consumo relativo de litio 1983

Usos Actuales del litio Consumo relativo

Industrias del aluminio 33,5%

Cerdmicos 32,1%

Grasos lubricantes 19,2%

Productos químicos 9,0%

Aire acondicionado y deshumificoci6n 2,3

Caucho sintético 0,9%

Pilas 0,5%

Varios 2,5%

Fuente de c16n: Revisto Creces, Dic. 1983.

ME

VII. MERCADO Y ECONOMIA

7.1. Ventas de litio: El litio se comercializo como concentrado de mineral, como metal y en diferentes compuestos químicos.

En estado de minerales (pegmatitas) concentrados especialmente, petolttos y lepidolitas se uso en cerá-mico.

En estado metálico se comercializo en diferentes formas: lingotes, alambres, barros, láminas, perdi-gones, polvo, etc.

Como productos químicos se venden más de 60 com-puestos, de los cuales los más importantes se muestran en lo tabla 10.

TABLA No. 10

Com e rcjalizoción de pr oduct os &ufmic os.

Compuestos

Fórmula químico Contenido teórico

de Li %

1

Carbonato

Hidróxido monohidroto

Cloruro

Bromuro

Buti 11 itio

Esteo roto

Hipoclorito

L1 2 CO 3 18,80

Li OH.H 2 0 16,50

Li Cl 16,30

Li Br 8,00

C 4 H 9 Li 10,83

Li C 18 H 35 0 2 2,39

Li O Cl 11,89

24

7.2. Precios d. litio; En estado de minerales concentrados, los precios son variables de acuerdo al contenido de litio y lo que es muy importante, el contenido de fie-rro.

Lo tabla No. 11 muestro los precios de litio y SUS Compuestos.

TABLA No. 11

Precios del litio y sus compuestos.

Productos Precios

Carbonato de litio,FOB costo este EUA 1,025U$11b.

Carbonato de litio, peliet, EUA 1,200U$11b.

Carbonato de litio, CIF puertos europeos 1,1600/1b.

Lingote de litio, EUA 16,45-17,000/1b.

Barro de litio, EUA 28,20-33,65U$11b.

Fuente de obtención; El litio situación actual y futuro C0D —EL 0, 1980.

Habitualmente los especificaciones de los produc-tos son los siguientes:

Carbonato de Litio: EUA, o granel 99% mínimo de Li 2 CO3, máximo 0,4% de sulfato y 0,003% de oxido férrico.

Litio metálico: (borras y lingotes), deben contener mínimo 99,9% de litio y máximo 0,03% de sodio y 0,01% de potásio.

Lo Unión Soviético en general se rige por los precios estadounidenses vendiendo habitualmente sus productos en un 5-10% más borato.

25

L .I- - - r- 1- --

Lo tabla No. 12, muestro los precios de carbona-to e hidróxido de litio desde 1970 o 1983.

TABLA No. 12

Precio del carbonato e hidróxido de litio

(Centavos de d6lor la libro)

Precios del oíio

Año Li2 CO 3 Li OH H20

1970 52 59

1971 51 61

1972 52 63

1973 55 63

1974 78 87

1975 77 118

1976 83 127

1977 88 135

1978 102 140

1979 116 153

1980 130 172

1982 141 184

1983 148 193

Fuente de obtención: « Riquezas minerales de Chile o

niveTmundiol. Alvaro González, 1983.

7.3. Precios Futuros: Es poco probable que los precios de los compuestos de litio varíen en formo significativo en el corto y mediano plazo. Los cambios se deberóri principalmente a reajustes por efectos inflacionarios.

La entrado de Chile como productor influiró sobre

los precios del carbonato y por lo tonto de lo mayoría de los compuestos de litio, estobilizándolos o incluso

reduciéndolos levemente.

A largo plazo puede esperarse un aumento signifi-cativo en los precios si los boterías paro vehículos

eléctricos yio la fución nuclear prueban ser comercial-

mente factibles.

26

VIII. PROYECTOS SOBRE EL LITIO

8.1. Proyecto CORFO: Las prospecciones y estudios efectua-dos por CORFO paro lo explotación de los soles de litio en el Salar de Atacama culminaron con lo constitución de la Sociedad Chileno del Litio Limitado, empresa mixto formado por capitales aportados por lo Corpora-ción y la Foote Minerol Company.

Este proyecto tiene instalaciones en el Solar de Atacama (proceso de evoporaci6n solar) y en Antofogosto (planto químico) terminados y actualmente en pruebo de puesto en marcho.

Los primeros producciones de carbonato de litio comercializoble se obtuvieron en marzo del presente oSo.

Esto industrio tiene uno capacidad de producción de 6.300 tons./oo de carbonato de litio, lo que permi-tirá abastecer aproximadamente un 20% de la demando mundial existente.

Lo inversión total que demondó el proyecto alcan-z6 a 54 millones de dólares y sus ingresos estimados se calculan en 18 millones de dólares anuales (FOB puerto chileno)

Lo industrio dará ocupación o 120 personas.

Además de comercializar litio, lo sociedad chile-na del litio podrá hacerlo también con los subproductos de magnesir que obtengo.

El Comité de Sales Mixtos de CORFO tiene como proyecto hacer un catastro minero del litio, es decir recopilar todo lo información referido o prospecciones que se hayan realizado.

A largo plazo se tratará de constituir y poner en marcha un centro de investigación con objeto de desa-rrollar uno mejor tecnología de procesamiento del litio y de buscar su aplicoci6n o nivel industrial en Chile.

27

8.2. Proyecto de la Comisi6ri Chileno de Energía Nuclear (COCHEN): Este centro da energía nuclear ha estado investigando desde 1981 lo evaluación de lo potenciali-dad futura de litio en al campo de lo Energía Nuclear, cuyo objetivo es adquirir un conocimiento o nivel te6-rico y de laboratorio de lo separación isot6pico del litio y lo obtención de compuestos y derivados aptos poro lo fusi6n. Este proyecto ha sido desarrollado por el investigador, señor Miguel Córdova Mercado.

8.3. Proyecto de lo Universidad de Chile sobre .1 litio: En la Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticos, de la Universidad de Chile existe un proyecto de desarrollo de materiales superconductores iónicos de litio o cargo del investigador Eduardo Logos y de los coinvestigo-dores Ernesto Croquevielle y Oscar Wittke.

8.4. Proyecto de lo Universidad del Norte: El departamento de Ingeniería Químico y Metalórgica, de la Facultad de Ingeniería de lo Universidad del Norte se encuentra investigando desde el año posado lo obtenci6n de sales de litio o partir de salmueras de la zona norte de Chile. El proyecto tiene como objetivos generales el tratamiento de salmueras de la regi6n con el fin de obtener soles de litio. Además se pretende aplicar el proceso tradicional otros solares de menor importan-cia, o fin de evaluar técnica y económicamente esto riqueza. Como objetivo paralelo se esto investigando el comportamiento que tienen los soluciones que contie-nen litio, luego de salir de lo copo de evaporación solar. Con los procesos alternativos que se están estudiando se pretende disminuir los costos de la úl-tima etapa que conduce como resultado final a la obten-ción del carbonato de litio. También se están realizan-do pruebas de extracción por solvente con lo finalidad de encontrar un reactivo particular para extraer este elemento.

Los investigadores que se encuentran participando en este proyecto SOfl:

Shondor Franulic Stello Guggiono Hugo Alonso Wilfredo Jiménez

-J

28

Este proyecto esta recibiendo también lo ayudo del departamento de Geociencias y Ciencias Físicos de lo Universidad del Norte.

8.5. Proyecto para fines del siglo XX: Proyectan uso de litio en lo producci6n de boterías recorgobles, sobre lo boas de un compuesto de litio sulfuro que reemplazo-ría a los actuales de plomo y ácido, por mayor capaci-

dad de energía (4 o 5 veces más).

8.6. Proyecto poro el oo 2015: Proyectan uso de litio en reactores nucleares.. Lo primero instalación de este tipo se estimo que estará en operaciones el oiSo 205, en Estados Unidos.

El litio promete convertirse en lo materia primo que alimentará los reactores nucleares de fusión en el próximo siglo. Los investigaciones científicos sobre esta materia todavía deberán esperar o lo tecnología que vendrá en los primeros décadas del próximo siglo poro superar los problemas que actualmente, con el nivel de desarrollo alcanzado son de difícil solución.

El Solar de Atacama de Chile es considerado el solar más importante en concentración y reservas de litio en el mundo. El mineral también se encuentra presente en los salares de Pedernales, Moricunga y Surire. Las reservas de litio en el Solar de Atacama se estiman en 4.5 millones de toneladas y conforman prác-ticamente, lo mitad de los reservas mundiales conocidos hasta la fecho.

29

IX. CONCLUSIONES

El litio chileno constituye aproximadamente el 55% de los reservas mundiales estimadas poro el elemento. Tal si-tuaci6n lo convierte en uno herramienta de la que el país puede disponer poro incrementar su poder económico de nego-. ciaci6n en los mercados en que este recurso se tronsa. Chile podría llegar o percibir alrededor de 600 millones de dólares en 1993 si, mediante un programo de desarrollo agresivo y gradual, llego a abastecer el 50% de lo demando mundial de litio, lo cual es posible considerando sus reser-vas, que ascienden o un 55% del total existente. Lo estimo-cién del probable ingreso de divisos,según el académico de lo Universidad de Chile, señor Alvaro González, está reoli-zada tornando en cuanta que los actuales precios internacio-nales son bojos y que el aumento de la demando proyectado debe provocar un alzo en ellos.

El plan de explotación de lo Sociedad Chileno de Litio comenzó este año y enviord al exterior aproximadamente 19 millones de d6lares, factibles de incrementarse en formo progresiva, de acuerdo a antecedentes del Ministerio de Minería.

El Estado ha tenido uno preocupación especial respecto el litio, lo que se ha reflejado en la legislación minero al reservar este elemento poro lo noción.

El litio tiene varios usos, toles como en industrias del aluminio, cerámica, grasos lubricantes, productos quí-micos, aire acondicionado y deshumificoción, caucho sinté-

tico, pilas etc. Al litio le corresponde, asimismo, en el futuro, un papel preponderante en la fabricación de reac-tores de fusión nuclear. Este minerol será útil en alea-ciones destinados o lo fabricación de reactores de fusión termonucleares.

De acuerdo o informaciones del Departamento de Energía de Estados Unidos, en el oiio 2015 deberío estor funcionando un reactor demostrativo de fusión. Se considero además que en el año 2020, el 10% de lo energía nuclear adicional será de fusión; en el año 2030, el 50%; y en el oFo 2040, el 100%; es decir poro satisfacer el consumo de energía de los reactores de fusión proyectados poro 2040 se requerirán alrededor de un millón 195 mii toneladas de litio, de la cual nuestro país posee el 55% de los reservas mundiales.

IR

r

E

r

r

r

E

r

fT

L

En resumen, lo producci6n de litio en el país permití-r6:

- Abastecer el mercado nacional que actualmente importo estos productos.

- Desarrollar planos de investigaci6n científico y tecnol6-gico en el campo de oplicoci6n industrial.

- Aumentar el ingreso de divisos al país.

- Aumentar el campo ocupacional.

r

31

u

1 -

X. BIBLIOGRAFIA

1. 'Riquezas Minerales de Chile o Nivel Mundial' Universidad de Chile, 1983. Alvaro Gonzólez,.

2. 'Litio', bases paro uno estrategia de desarrollo, Creces diciembre 12, 1983. Miguel C6rdovo.

3. Comité de Sales Mixtos. CORFO

4. 'Discovery of the Elaments'. 7 th. edition, 1968. F. B. Dovis.

5. 'El Litio', Ministerio de Minería, Servicio de Minas del Estado, Santiago Chile, .1973. Anónimo.

6. 'Estadísticos del Cobre' Boletín No. 5, agosto 1982, Comisión Chileno del Cobre. Anónimo.

7. 'El Litio, Situación Actual y Futuro'. CODELCO-CHILE 1980, Dirección de Planificación. An6nimo.

8. 'Litio, Característicos Generales', Minería Chileno, diciembre, 1983. Anónimo.

9. 'Lo Minería en Chile', Instituto de Ingenieros de Minas de Chile, 1980. Anónimo.

32