Así es como se ve el mineral que contiene
litio El litio es uno de los elementos críticos para toda nuestra civilización. Por supuesto, cuando hablamos de litio, nos vienen a la mente las baterías de iones de litio. De hecho, la mayor parte del litio extraído se destina a las necesidades de los fabricantes de baterías. Sin embargo, también se utiliza en otras áreas.
Por ejemplo, en la metalurgia, tanto ferrosa como no ferrosa, el metal se utiliza para desoxidar y aumentar la ductilidad y resistencia de las aleaciones. También se utiliza para producir vidrio que transmite parcialmente luz ultravioleta; se utiliza en cerámica. Y esto es, si no se habla de energía nuclear y tecnología nuclear, se usa para obtener tritio. En resumen, el litio se compra literalmente. Bajo el corte, hablemos de baterías, Tesla, métodos de producción de litio y su escasez.
Pero lo principal, por supuesto, son las baterías.
Sí, ahora la mayor parte del litio extraído del mundo se destina a la producción de baterías de litio. Se estima que la producción de una batería para el Tesla Model S requiere 63 kg de este metal con una pureza del 99,5%.
Ahora pensemos en lo que sucederá si todos, absolutamente todos los autos de repente se vuelven eléctricos, con baterías de litio. Según los datos de 2016, había 1.300 millones de automóviles en el mundo. Ahora, probablemente incluso más, pero bueno, usemos estos datos de hace cuatro años.
Aunque no todos los coches eléctricos recién fabricados tienen la misma batería de gran capacidad que Tesla, reduciremos en un tercio el peso del litio necesario para la producción. Resulta que una de esas baterías requiere 44,1 kg del litio más puro. Nuestros 1.3 mil millones de automóviles necesitan 57.33 mil millones de kg de litio. Nada mal, son 57,33 millones de toneladas de litio, y solo para las necesidades de la industria automotriz.
Para 2023, la producción en masa de vehículos eléctricos comenzará en las empresas de Mercedes, BMW, Toyota, Ford, Audi, Porsche, Volvo, Huyndai, Honda. Según los expertos, estas empresas producirán unos 15 millones de coches eléctricos al año, lo que requerirá unas 100.000 toneladas de litio al año.
Pero no solo con vehículos eléctricos. Tenemos en uso miles de millones de copias de varios equipos con baterías: teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, tabletas, etc. Son pequeños, eso sí, pero también necesitan mucho litio. Sin embargo, mucho menos que para las baterías de vehículos eléctricos: la producción de baterías para dispositivos móviles representa un pequeño porcentaje de la producción mundial de litio. En 2017, Apple utilizó solo el 0,58% de la producción total mundial de este metal.
Pero también hay otras baterías. El mismo Tesla desarrolla e implementa enormes sistemas de baterías que sirven para nivelar los aumentos repentinos en el consumo de energía durante las horas pico. Una batería grande contiene al menos una tonelada de litio. Hasta ahora, la producción de tales sistemas no es demasiado grande, pero con el tiempo, todo puede cambiar.
En general, el consumo global de litio para el 2025 será de al menos 200.000 toneladas de este metal.
¿Cómo se obtiene y se almacena?
El litio es un metal muy activo químicamente, por lo que se extrae de una manera ligeramente diferente a la mayoría de los otros metales comunes. Hay dos formas de aislar Li.
El primero es de minerales de pegmatita, que consisten en cuarzo, feldespato, mica y otros cristales. Anteriormente, era la principal fuente de litio del mundo. En Australia, por ejemplo, se extrae de espodumena, mineral de litio, un mineral que pertenece al piroxeno.
El segundo es de arcillas de marismas. Los hay en América del Sur y en el mismo Nevada, que se mencionó anteriormente. Las salmueras saturadas de litio se pueden "enriquecer" con un evaporador de energía solar. Luego, después de alcanzar la concentración deseada de hidróxido de litio, se precipita añadiendo carbonato de sodio e hidróxido de calcio. Este proceso no es muy costoso, pero lleva mucho tiempo, de 18 a 24 meses. Esta es la forma en que Musk planea usarlo.
El segundo método tiene problemas: cuando se obtiene litio de esta manera, el litio recibe impurezas: hierro o magnesio (el magnesio es el más difícil de eliminar). Sin embargo, hay mucho litio en tierras salinas, y esto hace que el segundo método sea muy atractivo: aún puede deshacerse de las impurezas.
Por cierto, las marismas simplemente no están incluidas en las listas de depósitos explorados, ya que la extracción de litio por evaporación de soluciones salinas es un método nuevo que no se ha utilizado antes. Por tanto, es muy posible que haya mucho más litio en la Tierra de lo que se cree.
Hay mucho litio en el desierto salino del Salar de Uyuni en el suroeste de Bolivia. Debajo de la corteza dura hay una salmuera líquida con una concentración de litio del 0,3%.
Hay otros métodos, pero todos son puramente de laboratorio. Por ejemplo, hace un par de años, Habré publicó la noticia de que el litio se puede extraer de las salmueras utilizando membranas de estructura organometálica.
Copian el mecanismo de filtración (selectividad iónica) de las membranas celulares biológicas de los organismos vivos. Además de litio, este método también proporciona agua dulce, que también es un producto valioso. Pero, desafortunadamente, los científicos no han destacado ni el costo ni la escalabilidad de este método. Y después de dos años, no se ha sabido nada sobre la comercialización del método.
También puede extraer litio ... de baterías de litio. Es decir, reciclar baterías, obteniendo nuevamente litio metálico y otros materiales necesarios para la creación de baterías. Pero hasta ahora, el procesamiento de baterías se lleva a cabo en pequeñas cantidades. Este es un proceso bastante complicado y costoso, por lo que es poco probable que escuchemos sobre la construcción de grandes plantas de procesamiento de baterías en un futuro próximo. Sí, los científicos están trabajando en ello , pero todo esto es solo investigación.
¿Cuánto litio hay en la tierra?
Si, no tanto. Más bien, es relativamente poco lo que se ha explorado. En 2019, las reservas probadas globales de este metal se estimaron en 17 millones de toneladas. En Rusia, alrededor de 900,000 toneladas. Si tomamos los depósitos potencialmente "fértiles", obtendremos alrededor de 62 millones de toneladas. Quizás los geólogos estén explorando nuevos depósitos, pero en cualquier caso, hay poco litio en la Tierra.
Hace dos años, se extrajeron alrededor de 36.000 toneladas. Al mismo tiempo, el 40% del metal se utiliza para baterías, el 26% para la producción de cerámica y vidrio, el 13% para la producción de lubricantes, el 7% para la metalurgia, el 4% para sistemas de aire acondicionado, el 3% para medicamentos y polímeros.
Las principales entregas de litio son de Australia (18,3 mil toneladas por año), luego Chile (14,1 mil toneladas por año) y Argentina (5,5 mil toneladas por año). En un futuro cercano, los proveedores de litio planean aumentar su producción y suministro al mercado mundial.
Por cierto, Tesla, uno de los mayores consumidores de litio, recibió el derecho de extraer el metal de forma independiente en Nevada, EE. UU. Elon Musk dijo que su compañía obtuvo acceso a aproximadamente 10,000 acres de depósitos de arcilla rica en litio en Nevada.
¿Litio para todos y que nadie se sienta ofendido?
Estamos hablando de un futuro próximo, cuando será necesario producir muchas más baterías de litio que ahora. Por lo que los científicos pueden decir, este metal será suficiente para todos durante los próximos años.
Con el tiempo, las empresas encontrarán formas de reducir la cantidad de litio en las baterías; ya se están realizando investigaciones sobre este tema. Lo más probable es que la extracción de litio de las salmueras también aumente su volumen de negocios, por lo que el volumen total de metal aumentará, y de manera bastante significativa.
Pero, ¿qué pasará en 10-20-30 años? Difícil de decir. Quizás, una nueva tecnología de baterías propuesta por científicos o corporaciones "disparará". O tal vez los especialistas puedan cambiar el diseño de las baterías actuales, reduciendo significativamente la cantidad de litio necesaria para producir una batería.
En general, hasta ahora existen formas de solucionar el problema de la deficiencia de litio, y hay muchas de ellas. Recordemos este tema en 5 años y discutamos los cambios aquí, en Habré. Con suerte, las "guerras del litio" no comenzarán para entonces, porque este metal ya se llama "petróleo nuevo".
