¿Por qué el Litio?
Una mirada técnica a los depósitos, recursos, reservas, producción, costos, consumo y aplicaciones industriales del litio.
El litio (Li) es un metal ligero, blando y de color blanco plateado que se encuentra comúnmente en tres tipos de depósitos minerales: salmuera, pegmatitas (roca dura) y sedimentos. La concentración de litio contenido es generalmente baja y, por lo tanto, solo un número limitado de depósitos puede ser explotado económicamente.
Depósitos de Salmuera de Litio
Los depósitos de salmuera de litio son acumulaciones de aguas subterráneas salinas enriquecidas con litio disuelto. La palabra salmuera se refiere a una solución de sal (cloruro de sodio) en agua. Los depósitos de salmuera de litio son de origen volcánico y suelen encontrarse en ubicaciones desérticas como Argentina, Bolivia, Chile y China.
Todos los depósitos de salmuera de litio en producción comparten una serie de características
- Clima árido.
- Cuenca cerrada que contiene una playa o salar.
- Subsidencia impulsada tectónicamente.
- Actividad ígnea o geotérmica asociada.
- Rocas fuente de litio adecuadas.
- Uno o más acuíferos adecuados.
- Tiempo suficiente para concentrar una salmuera.
Las salmueras económicas presentan concentraciones de litio en el rango de 200 a 4.000 miligramos por litro (mg/l). Otros elementos en solución, como el boro y el potasio, pueden recuperarse como subproductos. Además, las salmueras también pueden contener elementos no deseados que generan problemas durante el procesamiento, como el magnesio o elementos tóxicos que requieren cuidado en la disposición de residuos. El metal de litio producido a partir de salmueras es, en su mayoría, de baja ley, pero mientras la inversión de capital necesaria para la producción desde salmueras es alta, los costos operativos son bajos.
Depósitos de Litio de Roca Dura
Los depósitos de litio en roca dura se encuentran comúnmente en depósitos minerales de pegmatitas que contienen espodumena. La pegmatita es una roca plutónica común de textura y granulometría variables, compuesta por cristales entrelazados de tamaños muy diferentes. Se forman mediante la cristalización fraccionada de un fundido granítico enriquecido en elementos incompatibles. La mayoría de los cuerpos de pegmatita tienen forma tabular, lenticular o irregular y varían en tamaño desde cristales individuales de feldespato hasta diques —cuerpos tabulares inyectados en fisuras— de muchas decenas de metros de espesor y más de un kilómetro de longitud; muchos están íntimamente asociados con masas de aplita de grano fino. Algunos son segregaciones dentro de cuerpos mucho mayores de rocas ígneas intrusivas, otros se distribuyen en las rocas que rodean dichos cuerpos y otros no presentan una asociación reconocible con rocas ígneas.
La mayoría de las pegmatitas tienen una composición similar a la del granito, con abundante cuarzo, feldespato y mica. El rango composicional de las pegmatitas es similar al de otras rocas ígneas intrusivas y se indica mediante el uso de un modificador, por ejemplo, pegmatita granítica o pegmatita gabroica. Sin embargo, las pegmatitas aparecen con mayor frecuencia en granitos y el término, aplicado por sí solo, suele referirse a una composición granítica. La mineralogía de las pegmatitas puede ser simple o exótica. Una pegmatita granítica simple puede contener únicamente cuarzo, feldespato y mica. Las pegmatitas más complejas suelen estar zonadas y pueden contener minerales como turmalina, granate, berilo, fluorita, lepidolita, espodumena, apatita y topacio.
Recursos y Reservas de Litio
Los cinco países del mundo concentran el 76% de los recursos del mineral, siendo los más importantes Bolivia, Chile y Argentina, que representan el 58% de los recursos, según información del United States Geological Survey (USGS). Un sector comprendido entre Chile, Bolivia y Argentina fue denominado el “Triángulo del Litio” por concentrar más del 50% de los recursos, que alcanzan un total de 39,5 millones de toneladas a nivel mundial.
Recursos de Litio
De los tres países, Bolivia tiene la mayor cantidad de recursos a nivel mundial con 9 millones de toneladas, Chile ocupa el segundo lugar con 7,5 millones de toneladas y Argentina el tercero con 6,5 millones de toneladas. La Tabla N.º 1 muestra las cantidades y los países más importantes que cuentan con recursos de litio.
Reservas de Litio
Los recursos se entienden como la cantidad de materia prima disponible en la Tierra, mientras que las reservas son aquellas que realmente son factibles de explotar y presentan una condición económica viable. Por ejemplo, Bolivia posee el salar con la mayor cantidad de recursos a nivel mundial, pero debido a su ubicación —alejada de los puertos, a gran altitud y con alta pluviosidad— y a su baja concentración de litio en las salmueras, no constituye el país con mayores reservas.
Las reservas mundiales de litio alcanzan 13,5 millones de toneladas, lo que corresponde al 34% de los recursos, donde Chile posee el 56% de las reservas. Todo el litio que tiene Chile puede ser explotado; es el país que presenta las mejores condiciones de explotación. En la Tabla N.º 2 se pueden observar los países que poseen las principales reservas de litio.
Lithium Graph
Indicadores históricos de producción, costos, consumo y aplicaciones del litio.
Producción de Litio
En 2015 se produjeron 32.500 toneladas de litio, un incremento del 2,5% respecto de 2014, según información publicada por el United States Geological Survey (USGS). El 81% de la producción se concentra en dos países: Australia, que es el mayor productor de litio con el 41% del mercado y es operado por la empresa China TianqI Group Mineral, con una producción anual en 2015 de 13.400 toneladas de litio equivalente; seguido por Chile, con el 40% del mercado, a través de la empresa SQM, con 12.900 toneladas de litio equivalente.
La gran diferencia entre estos dos grandes productores es la forma en que obtienen el litio: en Australia se obtiene a partir de roca y en Chile a partir de salmuera. El resto de los productores está compuesto por Argentina, China, Brasil, Zimbabue y Portugal. Observación: una tonelada de litio metálico equivale a 5.323 toneladas de carbonato de litio.
Costos de Producción
Los costos de producción del carbonato de litio se dividen de acuerdo con la forma en que el litio se encuentra en la naturaleza. Los costos más bajos corresponden a las salmueras, porque estas no requieren un proceso de extracción complejo en el que el mineral se seca al aire libre y luego pasa por una planta de tratamiento químico; en la forma de roca se utiliza un sistema minero más típico para obtener grandes rocas, reducir su tamaño y realizar otros procesos que hacen que el costo sea mayor.
El costo más bajo corresponde a la empresa SQM, de aproximadamente USD $2.000 por tonelada de carbonato de litio, que mantiene un pequeño margen en la extracción mediante salmueras. El litio proveniente de roca tiene un costo superior, comenzando en USD $4.000 por tonelada de carbonato de litio y alcanzando cifras superiores a USD $8.000 por tonelada de carbonato de litio. La siguiente ilustración muestra una comparación de los costos de producción por tonelada de carbonato de litio, separados por salmueras —gráficos en rojo— y roca —gráficos azules— y los países que poseen las plantas de producción.
Consumo Mundial
El mercado mundial del litio está creciendo rápidamente debido a los avances en los sectores de tecnología y energía, especialmente por el uso de baterías de iones de litio (baterías Li-ion) para aplicaciones automotrices y domésticas. Actualmente, dos tercios del consumo mundial se utilizan en cerámicas, vidrio, polímeros y aleaciones; sin embargo, el crecimiento de los sectores tecnológico —teléfonos inteligentes y computadores— y energético —baterías de litio para uso automotriz y doméstico— hará que el consumo en baterías Li-ion supere al de cerámicas y vidrio.
Demanda de China
En China, la venta de vehículos totalmente eléctricos e híbridos se cuadruplicó con creces entre 2013 y 2014. China continuará generando demanda de la industria, ya que domina el mercado mundial del litio debido a su enorme producción de bienes manufacturados con este metal. Se espera que China registre los mayores incrementos anuales de demanda de litio a nivel mundial a medida que expanda su mercado de vehículos eléctricos.
Los otros principales proveedores de baterías Li-ion en la región Asia-Pacífico incluyen a Corea del Sur y Japón, que también proyectan incrementos en sus mercados. La producción de salmuera de litio en lagos salinos de China es muy limitada. Actualmente, la industria presenta una producción anual de 10.000 toneladas de carbonato e hidróxido de litio. La salmuera de litio se obtiene principalmente de Qinghai Lithium Co., Ltd., Qinghai CITIC Guoan Co., Ltd. y Lanke Lithium Industry Co., Ltd.
Aunque la capacidad de producción ha aumentado significativamente en los últimos años en comparación con períodos anteriores, al compararla con compañías extranjeras como la chilena SQM y la estadounidense FMC, estas empresas producen hasta 100.000 toneladas de litio a partir de salmueras.
Aplicaciones Industriales
En 1990, el 52% del litio se utilizaba para cerámicas y vidrios, el 31% en la fabricación de aluminio, el 8% en grasas lubricantes y menos del 10% se utilizaba en baterías. Para el año 2007, estos porcentajes cambiaron de la siguiente manera: 37% en cerámicas y vidrio, las baterías pasaron al segundo lugar con un 20% del mercado, seguidas por las grasas lubricantes con 13% y, finalmente, un 7% para la fabricación de aluminio.
En 2009 se estimó que el 90% de los computadores portátiles y el 60% de los teléfonos celulares utilizaban baterías de litio. El escenario base para 2017 respecto del uso del litio es el siguiente:
