Contaminación de la producción de baterías de iones de litio

Se considera que las baterías de iones de litio son la cara actual de la revolución tecnológica que proporciona soluciones de energía robustas para impulsar la industria en fuentes de energía renovables. Las celdas tienen una amplia gama de aplicaciones que van desde equipos electrónicos de baja potencia hasta máquinas e invenciones a gran escala. Desde productos electrónicos de consumo sencillos y estándar, como teléfonos inteligentes y computadoras portátiles, hasta máquinas electrizantes como automóviles y aviones eléctricos, las baterías de iones de litio han tenido un impacto significativo en el diseño de una pieza del futuro.

La investigación inconmensurable realizada por varios profesionales y científicos ha proporcionado una plataforma para mejorar la tecnología de la batería, lo que la hace muy confiable. Pronto sus aplicaciones serán inmensas y su propósito será servir a la humanidad para sostener la vida misma. Sin embargo, la tecnología todavía plantea algunos problemas de seguridad, mientras que sus servicios de vida son aún insuficientes y tienen un alto costo.

¿Es la batería de iones de litio ecológica?

El litio se extrae de la tierra y, a diferencia de otros recursos, no requiere procesos destructivos para su obtención. El método de extracción de litio, por ejemplo, a través de estanques subterráneos y salados y la evaporación solar, tiene un efecto mínimo en el medio ambiente natural. Sin embargo, los científicos esperan, después de una extensa investigación, eliminar el impacto restante a medida que continúan mejorando el proceso.

Los procedimientos involucrados en el procesamiento de baterías de iones de litio son mucho más ecológicos que muchos combustibles fósiles utilizados como fuentes alternativas de energía. Debido a su eficiencia, las células tienden a durar más que sus predecesoras y, por lo tanto, se recicla menos. Por tanto, las baterías de litio se consideran respetuosas con el medio ambiente. Con el progreso continuo del desarrollo, pronto se convertirán en la fuente de energía verde más adorada.

¿Cómo se produce el litio para baterías?

Desde hace un tiempo, la producción de litio ha dependido de minerales como la lepidolita, la petalita y la espodumena como fuentes. Sin embargo, la extracción de litio de dichos minerales ha demostrado ser bastante costosa en comparación con la extracción del mineral metálico de salmuera que contiene elementos de litio. El costo de extraer el metal de litio de ciertas rocas duras se propaga hasta el doble que el de producirlo a partir de las salmueras normales.

Por tanto, se considera una alternativa mejor, como las salmueras de salar, que son reservas subterráneas que contienen concentraciones de sales de litio disueltas. Los salars se pueden denominar como las superficies de los lechos de los lagos secos a partir de tales metales que pueden extraerse. Inicialmente, el litio se procesa a partir de la salmuera, la arcilla y la espodumena, pero a medida que la tecnología continúa evolucionando, también surgen nuevos y avanzados métodos de procesamiento.

Procesamiento de litio a partir de salmuera

Para extraer litio de la salmuera, es necesario que ocurran varios procesos. En primer lugar, el agua con grandes concentraciones de sal debe bombearse a la superficie del salar utilizando una serie de métodos de evaporación durante algún tiempo. La evaporación solar es, por tanto, el procedimiento más adecuado debido al hecho de que las salmueras de salar se encuentran naturalmente en áreas de gran altitud donde los niveles de lluvia son bastante bajos. Esto lo convierte en un método ideal y rentable de precipitación de sal.

Una vez que el cloruro de litio dentro de los estanques de evaporación alcanza niveles óptimos de concentración, la solución deseada se bombea a una planta industrial donde ocurren los procesos de extracción y filtración. Estos procedimientos están destinados a purificar la solución y, por lo tanto, eliminar las propiedades de magnesio o boro presentes. La solución purificada resultante se somete a un tratamiento con carbonato de sodio, y esto precipita el carbonato de litio, que luego se filtra, se seca y se prepara para el transporte.

El producto final, el carbonato de litio, se considera un polvo blanco estable, que es un compuesto principal en el procesamiento de litio metálico puro. El exceso de salmueras residuales que quedan después del tratamiento se bombea de nuevo al salar para facilitar los procesos de extracción posteriores.

Procesamiento de arcilla en forma de litio

La extracción de litio de la arcilla implica una amplia variedad de técnicas para elegir según la naturaleza de la materia prima seleccionada especificada. Clay, sin embargo, no ha podido demostrar su confiabilidad cuando se trata de fuentes de extracción rentables de litio y, por lo tanto, no se utiliza a escala comercial. Los procedimientos involucrados en la extracción de litio de la arcilla incluyen los siguientes:

· Tratamiento hidrotermal

· Desglose

· Lixiviación de agua de tostación de sulfato

· Lixiviación de agua de tostación alcalina

· Lixiviación de agua de tostación con cloruro

· Lixiviación de agua de cocción ácida

· Lixiviación de agua de tostado de reactivos múltiples

Procesamiento de litio a partir de espodumena

La extracción comienza con un proceso conocido como decrepitación mediante el cual el mineral se tritura y se calienta en un horno rotatorio para cambiar la fase cristalina del litio de alfa a beta. Este procedimiento permite que el litio disponible en el metal sea desplazado por el mineral de sodio. El concentrado resultante se enfría luego y luego se muele en forma de polvo antes de finalmente mezclarse con ácido sulfúrico y tostarse una vez más. Luego, la solución concentrada se filtra a través de un sistema de filtrado avanzado, lo que da como resultado una precipitación, que elimina el calcio y el magnesio de la misma.

Si bien los depósitos de espodumena pueden tener una concentración de litio más alta que la salmuera, el proceso de extracción tiende a ser más costoso debido a las cantidades masivas de consumo de energía. Los materiales necesarios para la extracción también son numerosos y más avanzados, por lo que también contribuyen al costoso presupuesto. Estas son algunas de las razones por las que el procesamiento de litio a partir de espodumena produce una producción anual mucho menor en comparación con la salmuera. El producto final se mezcla con carbonato de sodio, cristalizando así el carbonato de litio, que se calienta, filtra y seca en estado puro.

Conclusión basada en los procesos

Lo que se puede concluir del procesamiento anterior de los métodos de litio es que la extracción del metal de la salmuera puede ser rentable, pero también lenta. Esto se debe a que la evaporación solar natural requiere períodos prolongados. La eliminación de litio de la espodumena es costosa, pero también es el método más rápido. A medida que avanza la tecnología, se están investigando nuevas técnicas de procesamiento de litio metálico, como la extracción geotérmica y con disolventes. Sin embargo, estos métodos son demasiado indecisos para ser utilizados a escala comercial.

¿Cómo mejorar los procesos de producción de baterías de iones de litio?

La adopción de una transformación tecnológica con soluciones avanzadas de ingeniería y robótica puede ayudar a producir mejores módulos y diseños para la batería. La automatización y la digitalización pueden aumentar aún más la eficiencia de las células, alcanzando así nuevas alturas en los procesos de producción al tiempo que reducen los costos incurridos.

Pensamientos finales

La producción de litio ha experimentado un cambio revolucionario en la industria de la tecnología, y los fabricantes se esfuerzan por obtener eficiencia a bajos costos mientras se vuelven ecológicos. Este progreso demostrará poner a las baterías de iones de litio en el mapa de las potentes soluciones energéticas para impulsar nuestro brillante futuro.