INDUSTRIA DEL LITIO Realizado por: Priscilla Diaz S. Profesor: Renato Sariego. 1
H ISTORIA : : “ Descubrimiento por Johann Arfvedson” 1818: “1° vez en aislar Li a través de la electrólisis” 1898: “1° producción comercial del Litio” 1923: “Producción de Litio a través de electrólisis” 1910: “Se extrae 238 toneladas de USA” 1997: “SQM entra al negocio del LiCO 3 ” 2005: “SQM inicia planta de LiOH”
P RINCIPALES P ROPIEDADES : Su color es blanco, plateado Es blando Muy reactivo Se oxida al instante y se corroe rápidamente con el contacto con el aire. El almacenamiento se hace sumergiéndolo en un derivado de petróleo, como la nafta. Posee el mayor punto de fusión (453,5 K) y ebullición (1615 K) de los metales alcalinos. Las sales de litio colorean la llama de un rojo intenso. 3
M INERALES DE LITIO : 4 ImagenNombreFórmula% de Li 2 O EspodumenoLi 2 O · Al 2 O 3 ·4SiO 2 8,04 AmbligonitaLi Al( F,OH)PO 4 10,1 ZinnwalditaKLiFeAl 2 Si 3 O 10 (OH,F)2 – 4 LepidolitaKLi 2 AlSi 4 O 10 (F,OH)3 – 6
O BTENCIÓN : 5 El litio se obtiene de dos fuentes principales: Yacimientos en vetas. Salmueras Naturales. 1. Yacimientos en vetas: El “Espodumeno” se convierte de la forma α a la β calentando a más de 1000°C en horno rotatorio, donde la forma α no es atacada por el H 2 SO 4 caliente y la forma β se trata como sigue:
2. Salmueras Naturales: Esquema de proceso del Salar de Atacama: 6
7 2.1.Electrólisis para obtener Li metálico: El electrolito se compone de una mezcla de 55% en peso y 45% en peso de KCl. A esta mezcla fundida se realiza el proceso de electrólisis. Los cátodos son de acero y los ánodos de barras de grafito. Posee una eficiencia eléctrica del 80% y la recuperación de Li es del 98% en peso. Por cada kilo de Li metálico se generan 5 kilos de Cl 2 (g).
D ERIVADOS DEL LITIO : Hidróxido: Carbonato: Cloruro: Nitrato: 8
B ATERÍAS DE I ÓN L ITIO : En 1912 G.N. Lewis fue el pionero en trabajar en las baterías de Li. A principios de 1970 aparecieron las 1° baterías no recargables de Li. En los ‘80 se empezaron a desarrollar las baterías recargables de Li. La versión original de Sony usaba coke como electrodo negativo (ánodo) y desde 1997 han cambiado a grafito. Están fabricadas con materiales inflamables que las hace propensas a detonaciones o incendios, por lo que es necesario dotarlas de circuitos electrónicos que controlen en todo momento la batería. 9
V ENTAJAS Y D ESVENTAJAS : 10 Una elevada densidad de energía. Poco peso. Gran capacidad de descarga. Poco espesor. Alto voltaje por célula. Carecen de efecto memoria. Descarga lineal. Muy baja tasa de auto- descarga. Duración media. Soportan un número limitado de cargas. Son caras. Pueden sobrecalentarse hasta el punto de explotar. Peor capacidad de trabajo en frío. Ventajas Desventajas
P RINCIPALES U SOS DEL L ITIO Y SUS DERIVADOS : 11 Su principal uso es como material de cátodo en las baterías de ion-Li. En la industria acerera. Fabricación del “vidrio vitrocerámico”, es utilizado en las cocinas encimeras. Es empleado en los reactores nucleares. Se emplea en submarinos y naves espaciales. Importantes usos medicinales. En la síntesis de compuestos orgánicos. Es un componente común en aleaciones de Al, Cd, Cu y Mn.
P ARTICIPACIÓN DE M ERCADO DEL L ITIO : Chile, con un 54%, es el mayor productor mundial del litio y sus derivados. Los principales mercados son Corea del Sur, Japón y Brasil, debido a que son los principales productores de Baterías de Litio. Para los próximos años el mercado proyecta que el consumo de litio crecerá aproximadamente a una tasa anual de 5%, debido a las buenas perspectivas que existen en la mayoría de los usos para los diferentes derivados. 12
P OR UN MUNDO SIN CONTAMINACIÓN : Para reducir la dependencia del petróleo la industria automotriz a desarrollado prototipo de vehículos eléctricos (EV) e híbridos (HEV) algunos de los cuales utilizan baterías de Li. 13
B IBLIOGRAFÍA : Housecroft C., Sharpe A. G., “Química Inorgánica”, 2° edición, 2006, Editorial pearson prentice Hall, España, págs. 257 – 262. Austin G. T., “Manual de Procesos Químicos en la Industria”, 1° edición en español,1992, Editorial McGraw Hill, México, págs. 423 – 424. Kirk R., Othmer D., “Enciclopedia de Tecnología Química”, Tomo 10, 1° edición en español, 1963, Editorial Unión Tipográfica Editorial Hispano Americana, México, págs. 219 – 228. Douglas B., “Concepts and Models of Inorganic Chemistry”, 3° edición, 1994, Editorial John Wiley & Sons, Fnc, USA, págs Memoria anual de SQM dumeno03.jpg
A NEXO : Producción de derivados del Litio: 15