Proceso hidrometalúrgico de purificación y concentración de litio a partir de soluciones lixiviados provenientes del yacimiento Macusani Puno

Abstract

La extracción de litio de minerales de roca dura ha tomado mayor importancia debido a la creciente demanda de este metal preciado para abastecer la producción de compuestos de litio principalmente el carbonato de litio. Las pruebas de purificación y concentración de litio se realizaron, a partir del 04 de agosto al 09 de diciembre del 2021 en el laboratorio de control de calidad de la Facultad de Ingeniería Química de la UNA Puno. Los objetivos son cuantificar el porcentaje de eliminación de impurezas por precipitación, a partir de lixiviados de litio, concentrar lixiviados y determinar las concentraciones de impurezas de la solución purificada. En el proceso de lixiviación, se ha obtenido lixiviados de sulfato de litio por digestión con ácido sulfúrico concentrado a la temperatura de 250°C, seguido de lixiviación con agua a temperatura de 60°C. Estos lixiviados de litio contienen como impurezas Fe, Al, Mn, Mg, Ca, SiO2, Na y K, los cuales han sido removidos por procesos de precipitación. Se realizaron precipitaciones a pH 5, 8 y 11 con lechada de cal, la mayoría de las impurezas fueron eliminados al 99% a pH 11. El incremento de calcio por adición de cal fue eliminado por precipitación con oxalato de amonio a temperatura de 70°C. El sodio y potasio no fueron removidos por precipitación. En la etapa de concentración por evaporación se logró cristalizar como cloruro de sodio y cloruro de potasio. El litio fue concentrado por evaporación en 4 horas de 545 mg/L hasta 15 g/L. Las variables de operación que se tomaron fueron tiempo y temperatura de evaporación, así como la velocidad de evaporación. La metodología utilizada fue purificación de lixiviados por evaporación, y análisis de solución purificada por espectroscopia de emisión atómica. En los resultados se obtuvo una solución purificada y concentrada de litio cuyas impurezas mayores son: Al 0.8 mg/L, Ca 0.05 mg/L, Mg 0.4 mg/L, Fe 0.01mg/L, Mn 0.01 mg/L, Na 0.06 mg/L, y K 0.04 mg/L. En la metodología estadística se utilizó el diseño experimental de dos factores con tres niveles. Concluimos que los lixiviados fueron purificado por precipitación con Ca(OH)2 de concentración de 80g/L a pH 5, 8 y 11. El pH 11 ha permitido remover al 99,99% de impurezas, excepto sodio y potasio. Hubo incremento de calcio por la adición de cal, este elemento fue removido por precipitación con oxalato de amonio.