Producción de carbonato de litio: simulación mediante aspen plus

Abstract

La producción de carbonato de litio a partir salmueras en la región del Noroeste Argentino ha cobrado suma importancia, contando a la fecha con plantas productoras y muchos proyectos para la instalación de nuevas plantas. El proceso convencional, inicia con la extracción de la salmuera desde el salar, luego la concentración del litio en la salmuera, por evaporación (solar), y la consecuente precipitación de sales de NaCl y KCl principalmente. Las impurezas de calcio, magnesio y boro, son removidas por precipitación química; finalmente el carbonato de litio se obtiene por precipitación en caliente con carbonato de sodio. El trabajo presenta los resultados de una simulación estacionaria realizada en Aspen Plus (v. 8.8) que incluye las etapas de concentración, precipitación química de sales de calcio y magnesio (impurezas) y finalmente producción del carbonato de litio. La estrategia de simulación incluye para la etapa de concentración tres cristalizadores y tres filtros; para la remoción de impurezas un reactor del tipo estequiométrico y un reactor de Gibbs con un filtro; por último dos reactores (Gibbs y estequiométrico) para precipitar el carbonato de litio, con un filtro. Los componentes, iónicos y moleculares, empleados en la simulación fueron seleccionados de la base de datos del Aspen Plus, método de cálculo ENRTL-RK. La simulación permite conocer a partir de una dada composición de salmuera, la masa de cristales producidos y los requerimientos de reactivos precipitantes para una dada composición de salmuera cruda. Como resultados globales son calculadas las relaciones NaCl/Salmuera, NaCl+KCl/Salmuera, Li- 2CO3/Salmuera y el rendimiento del proceso.