Obtención de Litio a partir de mineral Espodumena

Metalurgia México

9 Apr 202011:41

Summary

TLDREl video educativo explica la importancia de la metalurgia extractiva de litio en México, destacando los depósitos de Bacadéhuachi como un yacimiento prometedor. Se describen los principales minerales de litio, como la espol mena y la p talita, y su proceso de extracción a través de la flotación y la lixiviación con ácido sulfúrico. Seguidamente, se detalla la conversión del sulfato de litio a carbonato de litio, y finalmente, la obtención de litio metálico a través de la electrolísis. El vídeo también menciona las aplicaciones actuales y futuras del litio, como en baterías de dispositivos electrónicos y potencialmente en vehículos eléctricos.

Takeaways

🌟 La metalurgia extractiva de litio es crucial para México debido a los depósitos importantes de litio encontrados en Bacadehuachi.
📈 El yacimiento de Bacadehuachi tiene el potencial de producir 35 mil toneladas de carbonato de litio anualmente.
📚 Los pegmatitas graníticas son importantes depósitos de litio, estaño, tantalio y otros elementos.
🔍 La concentración de litio en las pegmatitas con mayor interés es del 0.28% en peso, compuestos por minerales como espolíman, petalita, lepidolita, abra y otros.
🌍 En Norteamérica, los feldespatos son rocas que contienen aluminio, silicatos de sodio, potasio, calcio y bario.
🔬 La obtención de litio se realiza a través de dos vías principales: minerales en depósitos de pegmatitas y de salares (depósitos de sales con características geográficas específicas).
🔥 El proceso de obtención de litio a partir de minerales incluye la trituración, molienda, separación de componentes, calentamiento, reacción con ácido sulfúrico y lixiviación con agua caliente para obtener sulfato de litio.
🧪 La transformación del sulfato de litio en carbonato de litio se realiza mediante la adición de carbonato de calcio y posteriormente se convierte en cloruro de litio mediante la adición de ácido clorhídrico.
⚙️ La producción de litio metálico se hace a través de un proceso electrolítico, donde el cloruro de litio se disuelve en una sal fundida y se aplica corriente eléctrica para obtener el litio metálico.
🚀 El litio metálico se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluyendo medicamentos, aleaciones de aluminio-litio, en la aviación y en baterías de dispositivos electrónicos, con potenciales futuros en baterías de vehículos eléctricos.

Q & A

¿Qué es la metalurgia extractiva de litio y por qué es importante para México?
-La metalurgia extractiva de litio es el proceso de extraer litio de sus depósitos minerales. Es importante para México debido a la divulgación de depósitos en Bacadéhuachi, que podrían proporcionar 35 mil toneladas de carbonato de litio anualmente.
¿Cuáles son los principales minerales que contienen litio?
-Los principales minerales que contienen litio son las pegmatitas graníticas, como el feldespato, el cuarzo, las micas y la moscovita, que son constituidas por silicatos de aluminio, hierro y calcio.
¿Qué es la espolumena y por qué es significativa en la extracción de litio?
-La espolumena es un mineral con alta ley de litio, compuesto principalmente de alúmina, silicatos de litio y otros metales. Es significativa porque su alta concentración de litio hace que su explotación sea económicamente viable.
¿Cuál es el proceso de obtención de litio a partir de minerales?
-El proceso de obtención de litio de minerales incluye la trituración y molienda de la espolumena, la separación de componentes mediante métodos físicos, la concentración de la espolumena por flotación, el calentamiento para cambiar su estructura atómica, la reacción con ácido sulfúrico, la lixiviación con agua caliente para obtener sulfato de litio, la purificación y obtención de carbonato de litio, y finalmente, la conversión a cloruro de litio y la producción de litio metálico a través de electrolisis.
¿Cómo se obtiene litio de los salares y cómo difiere de la obtención de minerales?
-La obtención de litio de los salares implica la extracción de sales concentradas por ciclos de lluvia y evaporación. Este proceso es más barato que la vía mineral, pero también se realiza de forma industrial.
¿Qué es la fase alfa y beta de la espolumena y cómo se relaciona con la producción de litio?
-La espolumena alfa tiene una estructura atómica monoclínica y es más compacta, mientras que la beta tiene una estructura de dragón. La transición de alfa a beta es necesaria para que la espolumena reaccione con ácido sulfúrico y posteriormente con agua caliente para obtener sulfato de litio.
¿Cómo se purifica el sulfato de litio y cómo se convierte en carbonato de litio?
-El sulfato de litio se purifica mediante una serie de pasos que incluyen la separación de impurezas y la adición de carbonato de calcio para neutralizar el exceso de ácido. Posteriormente, se obtiene el carbonato de litio sólido con la adición de carbonato de sodio.
¿Qué ocurre durante la electrolisis del cloruro de litio para producir litio metálico?
-Durante la electrolisis, el cloruro de litio se disuelve en una sal fundida y se aplica corriente eléctrica para obtener litio metálico líquido en los electrodos de acero, mientras que el cloro gaseoso se libera por la parte superior de la celda electrolítica.
¿Cuáles son las aplicaciones del litio metálico una vez obtenido?
-El litio metálico se utiliza en medicamentos, aleaciones como el aluminio litio, en la aviación y en baterías de dispositivos electrónicos. También se prevé su uso en baterías de vehículos eléctricos.
¿Qué precauciones se deben tomar durante la producción de litio metálico para evitar riesgos?
-Se deben evitar el contacto entre cloro gaseoso y litio metálico para prevenir daños ambientales y riesgos de explosión. Además, se debe optimizar la temperatura y la composición de la sal fundida para reducir la energía eléctrica consumida y mantener la integridad de los electrodos.

Outlines

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🌟 Explotación de Litio en México

Este párrafo aborda la importancia de la metalurgia extractiva de litio para México debido a los recientes descubrimientos en Bacadéhuachi, que podrían suministrar hasta 35 mil toneladas de carbonato de litio anualmente. Se explica que los principales minerales de litio son las pegmatitas graníticas, que contienen litio, estaño, tantalio y otros. Los minerales con mayor concentración de litio, como el espolí, la petalita, la lepidolita y la ambligona, son aluminopto silicatos de litio con otros metales. La obtención de litio se realiza a través de dos vías principales: desde minerales en depósitos de pegmatitas y desde salares, que son depósitos de sales con concentraciones específicas de compuestos por ciclos de lluvia y evaporación. El vídeo, realizado por el Dr. Jesús Israel Barraza Fierro y la Maestra Excell Castelo, se enfoca en el proceso de obtención de litio a partir de la espol humanada, incluyendo la trituración, molienda, separación de componentes, y la conversión a sulfato de litio, que luego se purifica para obtener carbonato de litio. Este proceso culmina con la obtención de litio metálico a través de la electrolitíca.

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🔬 Transformación Química y Procesos de Purificación

Este párrafo se centra en la transformación química y estructural de la espol humanada, que es crucial para su posterior procesamiento. Se describe cómo la espol humanada pasa de una estructura alfa a una estructura beta a través del calentamiento, lo que facilita su reacción con ácido sulfúrico. La reacción con ácido sulfúrico a altas temperaturas produce sulfato de litio, que luego se purifica mediante la adición de carbonato de calcio y la regulación del pH. Se explica que los impurezas como hierro, magnesio y calcio se precipitan como carbonatos, mientras que el sulfato de litio se mantiene en solución. Posteriormente, el sulfato de litio se convierte en carbonato de litio a través de la adición de carbonato de sodio, y luego se transforma en cloruro de litio mediante la adición de ácido clorhídrico. El cloruro de litio se procesa para obtener litio metálico a través de una celda electrolítica, donde se evita el contacto entre el cloro gaseoso y el litio metálico para prevenir reacciones peligrosas.

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🚀 Aplicaciones del Litio y Procesos Industriales

El tercer párrafo explora las aplicaciones del litio, que incluyen su uso en medicamentos, aleaciones de aluminio litio para la aviación, y actualmente en las baterías de dispositivos electrónicos. Se menciona que en el futuro, el litio se usará en baterías de automóviles eléctricos. Además, se resume el proceso de obtención de litio, destacando la importancia de mantener la operación de la celda electrolítica a 500 grados centígrados y la necesidad de evitar el contacto entre cloro gaseoso y litio metálico. Se enfatiza la necesidad de reactivos de alta pureza y la optimización de la temperatura para reducir la corrupción de los ánodos y maximizar la eficiencia energética. Finalmente, se invita a los espectadores a suscribirse al canal y dejar comentarios.

Mindmap

Keywords

💡Metalurgia extractiva de litio

La metalurgia extractiva de litio es el proceso de extraer litio de sus minerales o sales naturales. Es un tema relevante para México debido a los depósitos recientemente descubiertos en Bacadehuachi, los cuales podrían producir 35 mil toneladas de carbonato de litio anualmente. Este concepto es central en el video, ya que aborda la importancia de este recurso en la economía y la industria actuales.

💡Espol mena

Espol mena se refiere a las sales o minerales que contienen litio y son obtenidas a través de la metalurgia extractiva. En el video, se menciona que la espol mena es triturada y molida para iniciar su separación de componentes, siendo un paso fundamental en la obtención de litio.

💡Pegmatitas graníticas

Las pegmatitas graníticas son importantes depósitos de litio, estaño, tantalio y otros elementos. En el contexto del video, estas rocas son destacadas como una fuente valiosa de litio, ya que pueden contener porcentajes significativos de litio, como se indica con la mención de su concentración en el cinturón montañoso Kings Mountain en los EE. UU. y Greenbushes en Australia.

💡Feldespato

El feldespato es un mineral que se encuentra en las pegmatitas y es una de las principales fuentes de litio. En el video, se describe cómo las pegmatitas son rocas compuestas por aluminio, silicatos de sodio, potasio, calcio y bario, y el feldespato es un componente clave en su composición.

💡Salar

Un salar es un depósito de sales que se forman en lugares con ciclos específicos de lluvia y evaporación. En el video, se menciona que los salares son una vía alternativa para la obtención de litio, donde las sales son concentradas por los ciclos naturales de precipitación y evaporación.

💡Hidrociclones

Los hidrociclones son dispositivos que se utilizan en la separación de partículas en suspensión mediante la centrifugación. En el proceso descrito en el video, los hidrociclones son un método físico empleado para separar componentes de la espol mena una vez triturada y molida.

💡Fase alfa y beta

En el contexto del video, la fase alfa y beta se refiere a las diferentes estructuras cristalinas de la espol mena. La espol mena se calienta para provocar un cambio de fase de alfa a beta, la cual es más susceptible a reaccionar con ácido sulfúrico, un paso esencial para la extracción de litio.

💡Sulfato de litio

El sulfato de litio es un compuesto químico que se obtiene a partir de la reacción de la espol mena con ácido sulfúrico. El video detalla cómo este sulfato es purificado y convertido en carbonato de litio, siendo un producto intermedio clave en la producción de litio.

💡Carbonato de litio

El carbonato de litio es un compuesto que se forma a partir del sulfato de litio y que es posteriormente transformado en cloruro de litio. En el video, se describe cómo el carbonato de litio se obtiene a través de una serie de pasos que incluyen la reacción con ácido clorhídrico y la cristalización.

💡Electrolisis

La electrolisis es el proceso por el cual se obtiene el litio metálico a partir de su cloruro. El video explica cómo se usa una celda electrolítica para reducir el cloruro de litio a litio metálico, destacando la importancia de mantener condiciones controladas para evitar reacciones peligrosas.

Highlights

La metalurgia extractiva de litio es un tema importante para México debido a los depósitos encontrados en Bacadéhuachi.

El yacimiento de Bacadéhuachi tiene la capacidad de producir 35 mil toneladas de carbonato de litio anualmente.

Las pegmatitas graníticas son importantes depósitos de litio, estaño y tantalio.

La exposición en el video es realizada por el Dr. Jesús Israel Barraza Ferro y la Maestra Excell Castello.

Las pegmatitas con mayor concentración de litio (0.28% en peso) están constituidas por espolón, feldespato, cuarzo, mica y otros minerales.

El feldespato es una roca compuesta por aluminio, silicatos de sodio, potasio, calcio y bario.

La moscovita es un ejemplo de mica, una roca que se exfolia en láminas y está constituida por silicatos de aluminio, hierro y calcio.

La obtención de litio se realiza actualmente a partir de minerales en depósitos de pegmatitas y de salares.

Los salares son depósitos de sales con características geográficas específicas, donde sales son arrastradas por la lluvia y concentradas en un lugar.

La obtención de litio de salares es más económica, pero también se realiza de forma industrial a partir de minerales.

El proceso de obtención de litio incluye la trituración y molienda de la espol humana, seguido de la separación de componentes mediante métodos físicos.

La espol humana se calienta entre 950 a 1000 grados centígrados para provocar un cambio de fase de alfa a beta.

La fase beta de la espol humana es susceptible de reaccionar con ácido sulfúrico para obtener sulfato de litio.

El sulfato de litio se purifica y se reacciona con ácido clorhídrico para obtener cloruro de litio.

El cloruro de litio se disuelve en una sal fundida y se obtiene litio metálico a través del proceso electrolítico.

El litio metálico se obtiene en electrodos de acero y se recolecta en lingoteras.

El cloro gaseoso es un subproducto del proceso y debe ser manejado con cuidado para evitar daños ambientales.

El litio obtenido se aplica en medicamentos, aleaciones de aluminio litio, en la aviación y en baterías de dispositivos electrónicos.

Se espera que en el futuro, el litio se use en baterías de autos eléctricos.