14 de septiembre de 2020

LA PRODUCCIÓN DE CARBONATO DE LITIO EN BOLIVIA


¿SABE CÓMO SE INICIO TODO?[1]

A pesar de haber sido inventadas allá por 1800, seguimos usando las pilas voltaicas pues son muy útiles. ¡Pero qué rápido se descargan! 
Angustiado por este problema en los setentas M.S. Whittingham (Ing) invento una batería recargable que tenía como cátodo disulfuro de titanio y como ánodo una aleación de litio y aluminio. La primera empresa en fabricar tan genial y carísimo adelanto fue la Exxon. Luego vinieron las mejoras de otros científicos como Goodenough, Yoshino, etc. cuyos productos son los que hoy compramos y usamos. La Academia Sueca, premió los esfuerzos de tres de ellos con el Premio Novel de Química el 2019 pues las mismas “permiten el funcionamiento de dispositivos electrónicos portátiles, tan necesarios para comunicarnos", por haber mejorado el rendimiento de los autos eléctricos y el almacenamiento de energía de fuentes renovables, como la solar y la eólica". Todo, a su juicio, adecuado para "un mundo más sustentable". 

[1] He arreglado varias partes de esta entrada gracias a las sugerencias del Freddy Amusquivar Ulloa. 

¡Seguro que sí! Lo que nadie dice es que, gracias a estos inventos, los engendros de la industria militar, de comunicaciones y otras, chequean con ansias a nuestro país.
Fuente: Wikipedia
CÓMO NOS METIMOS EN EL NEGOCIO 

Tampoco esta vez nos faltó un boliviano mal confesado que imbuido de claro pensamiento comercial y depredador, pensó que al igual que con la plata o el estaño, se podría hacer un buen negocio produciendo carbonato de litio. 
Después de varias vueltas a lo largo de los años, el 2012 el gobierno de turno encargó a un grupo de técnicos bolivianos  el diseño de un proyecto para elaborar carbonato de litio, a partir del tratamiento de las sales del Salar de Uyuni[1]


[1] No hay informaciones sobre las personas encargadas, la capacidad instalada o la inversión. 

Muy solícitos los muchachos presentaron el siguiente plan, mismo que después fue aprobado: 
  1. Bombear la salmuera del Salar a las piscinas de evaporación, mediante tuberías. 
  2. Concentrar la halita (NaCl), la silvita, (KCl) y otros, por evaporación solar. 
  3. Encalar la salmuera para eliminar el Mg y Ca, añadiéndole para el caso, hidróxido de calcio. Esto genara un lodo y una salmuera que se le llama “tratada”. 
  4. Agregarle a la “salmuera tratada” carbonato de sodio para precipitar un carbonato de litio (Li2CO3) de alta pureza 
De esta manera, Bolivia empezó a producir el 2013 más de 200 TM/año de carbonato de litio a nivel piloto (ver Cuadro 1). 

CUADRO 1. FLUJOGRAMA PARA PRODUCCIÓN PILOTO 
DE CARBONATO DE LITIO (2013) 
Fuente: Elaboración propia

LA PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE CARBONATO DE LITIO 

Planta de carbonato de litio en Uyuni
Para pasar a la etapa industrial, el 2015 la Gerencia Nacional de Recursos Evaporíticos (GNRE) y "K-Utec Technology" suscribieron un contrato para el diseño de una planta de 30.000 TM/año. En 2018 (tres años después), la empresa chino-australiana "Asociación Beijing Maison Engineering Company" se adjudicó el contrato bajo la modalidad de EPC: E (Ingeniería / Diseño), P (Adquisición) y C (Construcción), pero no para 30.000 sino para casi la mitad (15.000 a 18.000 TM/año). El compromiso abarcaba el tratamiento de los diversos componentes químicos de las sal del Salar (halita, silvinita, sales mixtas, sulfato de litio y salmuera residual). 

                 Foto del monstruo 1
Fuente: Elaboración propia con datos de Internet

Foto del monstruo 2
 
Fuente: Elaboración propia con datos de Internet
Esta disminución en la capacidad instalada de producción se debió, al parecer, porque se tuvo que fabricar el muerto al tamaño del cajón. En efecto, se trataba de ajustar las posibilidades bolivianas a las exigencias de la empresa que pedía un carbonato de características físicas y químicas precisas, tales que permitiesen dar el siguiente paso: La elaboración de los cátodos de carbonato de litio (ver Cuadro 2). Eran las peticiones: 
  1. Un grado de humedad ajustado a las normas chinas. Esto fue posible al incorporarse un horno de lecho fluidizado para la operación de secado. 
  2. Un grado aún más reducido de acidez en el producto final (el proceso de encalado), para lo que se eliminaron los filtros banda y se adoptaron los filtros prensa (ver foto). 
  3. Un agua de alimentación desionizada para reducir el arrastre de magnesio y calcio.
Filtro prensa en Uyuni
Hoy la planta es 100% de propiedad del estado boliviano, aunque aún no ha sido entregada oficialmente. 

CUADRO 2. FLUJOGRAMA PARA PRODUCCIÓN INDUSTRIAL DE CARBONATO DE 2018 
Fuente: Elaboración propia

¿VALIÓ LA PENA FIRMAR UN CONTRATO EPC? 

Un contrato EPC es un convenio de compra venta. Este, en particular, incluye: El diseño, la adquisición y la construcción de una industria. Es un acuerdo para que alguien te lo haga un proyecto desde el concepto tecnológico mismo hasta su puesta en marcha. Como cuando una trabajadora del hogar te pregunta si vas a querer sus servicios con “pienso” o sin “pienso”. En este caso se optó por la opción "con pienso”. 

Pero, a pesar de la inspiración demostrada por los colegas bolivianos, su obra no puede ser catalogada como “piloto”. Al menos no plenamente. Por lo general, una larga experiencia productiva promueve una idea que se estima podría ser adecuada para aplicarla a nivel industrial. Entonces se realizan pruebas de laboratorio que si salen bien, permitiran pasar al diseño de un proyecto a nivel piloto. Si furula, se avanza al nivel industrial. 

En este caso, la mera mención de que se firmó un contrato EPC, muestra que evidentemente se pensó en un siguiente paso, pero para un proyecto industrial ajeno.
                    
Permítanme explicar lo dicho. Esbozaré una evaluación de este contrato EPC comparándolo con las circunstancias históricas por las que atravesó nuestro país para poder fundir sus minerales de estaño. La cosa empezó al declinar los años treinta del siglo pasado. (La saga la tengo relatada en mi libro "La fundición de estaño en Bolivia"). 


Fue un largo camino lleno de empresas pioneras: "METABOL", "Mina Bolívar", "FUNORURO", "HORMET", etc. Tocaremos sólo estos dos últimos casos.

"FUNORURO" La empresa pertenecía a Don Mariano Peró. Un orureño que se empezó a entusiasmar por el tema, en los años treinta. Sus primeros esfuerzos terminaron mal. Pero, en 1.937, junto con dos técnicos europeos, construyó en la Argentina tres hornos rotatorios a petróleo. Los trasladó hasta Oruro y allí, con la colaboración del Gobierno de Gualberto Villarroel, erigió la empresa “FUNORURO” donde fundía concentrados de estaño de alta ley (Sn≥50%). Lo hizo desde 1.945 hasta 1.956 al ritmo de unas 216 TM/año. Luego las deudas acabaron con el sueño.

Fuente: Elaboración propia
La metalurgia utilizada fue la siguiente: 

Etapa de reducción: 
Para los óxidos: SnO2+ C = CO + Sn. 
Para los sulfuros: SnS + CaO +C = Sn(v) + CaS + CO. 

Etapa de volatilización: 
SnO2 + S2 = SnS2 (g) (I Etapa) 
SnS2 (g) + O2 (g) = SnO2 (polvo) (II Etapa) 

"HORMET" Esta uzina pertenecía al Ing. Jorge Salesky un ucraniano nacionalizado boliviano. Con esfuerzo y algunos turriles, la erigió en 1.952 en la Zona de Achachicala de la Ciudad de La Paz. 
La empresa trataba minerales de baja ley (Sn≤20%), por volatilización. Acá vale la pena dejar sentado algo que a veces causa confusión. “HORMET” volatilizaba con petróleo, aprovechando la capacidad de catálisis del SO2 que tenía la pirita contenida en la carga. No volatilizaba con hidrógeno, que era el Proceso Piromet que inventó en 1.956 pero que quedó a nivel de laboratorio. 

Fuente: Elaboración propia

LAS VUELTAS DE LA VIDA 

Por esas cosas que pasan, el gobierno boliviano de Alfredo Ovando decidió en 1969 firmar un contrato llave en mano con la empresa Klockner de Alemania, para erigir la Fundición de Alta Ley (ENAF) en Vinto Oruro. Caigase de ojo. Mire y aprecie, en su cabalidad, el siguiente esquema:

Fuente: Elaboración propia

REFLEXIONES SOBRE EL TEMA

¿Ha chequeado bien la metalurgia que instaló en Vinto la Klockner? Exacto: En todos los procesos comprados teníamos amplia experiencia. La conclusión es dolorosa: Compramos lo que ya teníamos. 
Las dos fundiciones de estaño - FUNORURO y HORMET – si bien tenían el personal y la tecnología, el tamaño de la empresa era insuficiente para poder competir con los grandes. Eran necesarias unas 20.000 TM/año por lo menos.
En ese entonces, la población y los empresarios respectivos,  pensaban que había que arriesgarse a estirar los pies hasta donde alcanzaba la sábana. Pero para esto, había que hacer a un lado el Plan Bohan (1942) que había comprometido la venta de los minerales de estaño a los EE.UU. 
De hecho, ¡ese fue el motivo central de la Revolución Nacional de 1952! Pero la cosa no salió y las dos empresas se murieron. Dicho en lenguaje técnico: Se trató de empujar las relaciones sociales de producción hasta el nivel que habían alcanzado sus fuerzas productivas.  

                             

Pero este no es el caso de la Planta de Carbonato de Litio. No tenemos experiencia alguna en el asunto. Nos pueden decir que el sol es azul y nosotros tendríamos que creerles. Pero, en este tema, nos encontramos con una lindura desde un inicio: El producto electrónico más exquisito, no es nada sin la batería que lo alimenta. Esta dependencia hace de la producción de carbonato de litio algo especial. Desafortunadamente el mundo avanza más rápido que Bolivia y en este caso no tenemos ni pies ni sábana. Lo que entonces resalta es que compramos una ingeniería que incluye procesos posteriores precisos y ajenos. En este caso, la producción de cátodos de carbonato de litio útiles a algunos grandes fabricantes de baterías. 
Las consecuencias para el país son de diversa índole y muy difíciles de medir. Personalmente, va ser un deleite ver si en las universidades van a estudiar la sabana ajena o se si dedicarán a mirarse los pies.

CONCLUSIONES
  1. Se redujo la capacidad de la Planta de Carbonato de Litio para ajustar la reciedumbre del Salar de Uyuni a las necesidades de las empresas “U-Tec” y “Beijing Maison”.
  2. El contrato tipo EPC que se firmó, fue un acuerdo para que dichas empresas elaboren el proyecto desde el concepto tecnológico hasta su puesta en marcha. Esto – lo sospecho – nos convirtió en parte de algún proyecto industrial ignoto.
  3. Como teníamos poca experiencia en la elaboración industrial de un producto de una calidad tan precisa como lo requerían “U-Tec” y “Beijing Maison”, toda posibilidad de negociar el contrato quedo casi anulada. 

Nota: La mayor parte de la información acá utilizada esta extraída de las "Memorias de YLB de los años 2018 y 2019. 

8 de septiembre de 2020

¿CUANTO LITIO TIENE BOLIVIA?

PARA SABERLO

“Yacimientos del Litio Boliviano” (YLB), charló con la empresa consultora “SRK Consulting”.


Y le preguntó en inglés:
  1. Qué tonelaje de salmuera rica se podría extraer, cada día, del Salar;
  2. Cuánto ganaría YLB con ello cada día; y
  3. Qué reservas de litio tiene el país.
La empresa advirtió que, para poder ofrecer un producto serio, utilizaría los mismos criterios científicos que el “Canadian Institute of Mining, Metallurgy and Petroleum” [CIM], pero, adaptado a las salmueras. 

CÓMO LO HICIERON

Por ejemplo, si quieres saber cuántas personas en tu curso toman Café Oriental, tienes una opción certera: Les preguntas a todos y cada uno.

¡Imposible que falle!

Pero también podrías contentarte con una respuesta aproximada. Por ejemplo, preguntarle sólo al 60%. Justo este es el chiste: Calcular a cuantos vas a preguntar. Es decir, deducir el número adecuado de entrevistados. Esto se conoce en el ambiente como “diseñar una muestra”. 
                     
La SRK resolvió el asunto cuadriculando el mapa del Salar de Uyuni en, ma o' meno, sesenta y cinco cuadraditos (ver dibujo). Seguramente a continuación recolectó, de cada cuadradito, un poco de material superficial y otro tanto del que se hallaba bajo tierra. Llevó luego las muestras a su laboratorio y allí determinó cuanto de K, Cl, Li, Bo, etc. existían. 

                                                 
LOS RESULTADOS

De las tres preguntas, YLB sólo informa de la tercera (ver Cuadro 1). Dice la SRK: Los “recursos minerales” en el sector productivo, estimados y extraíbles, hasta una profundidad de 50 m, en el 64% del salar (512 km²), alcanzan a 2 millones de TM. Ahora, [se estima que] hay otros 19 millones de TM potenciales en el resto de los sectores: 30,7 millones de TM de potasio. 

CUADRO 1. RESERVAS DE LITIO Y POTASIO EN BOLIVIA 

                        

CUANTO LITIO HAY EN EL MUNDO

Lo único certero que encontré en el Internet es el resultado boliviano. El resto son especulaciones. Sin embargo, un cuadro contenido en: “Litio, el informe especial del gobierno argentino” de 2017 (ver Cuadro 2), ofrece una información más pormenorizada que permite hacer cálculos. 

¡Intenta resolver la siguiente regla de tres compuesta!

Bol       -       30%      -      2 millones TM
Argentina - 17%      -                   X

CUADRO 2. DISTRIBUCIÓN GEOGRÁFICA DE PRINCIPALES RECURSOS DEL LITIO

              
                                 Fuente. “Litio, el informe especial del gobierno argentino” (2017)

Lo cierto es que la publicación de los resultados de la YLB han encendido los ánimos. Las empresas transnacionales, dedicadas a la fabricación de baterías de ion litio, para asegurarse la competencia, han decidido agitar las aguas. Veremos qué pasa.

6 de septiembre de 2020

¿CÓMO PARTICIPA BOLIVIA HOY, EN EL MUNDO DE LAS BATERÍAS DE ION LITIO?


Acá encontrarás información científica, tecnológica y política, pero vistas desde acá. Nada de la química o la física que debemos repetir en los colegios o en la universidad, sino conocimientos vivos que hoy, para bien o para mal, se abren campo en el país. Todo lo expuesto en este folleto está respaldado en documentos oficiales e informaciones cuyas fuentes se detallan. 


Por ejemplo: ¿Cómo participa Bolivia hoy, en el mundo de las baterías de ion litio? 
En la Figura 1 y 2 se presentan sus componentes más visibles: Las pestañas, la empaquetadura, los electrolitos, los materiales electrolíticos, los separadores, los equipos de armado, etc. De ellos se fabrican en Bolivia el carbonato de litio y el material catódico (LiFePO4). 

FIGURA 1. PARTES COMPONENTES DE UNA BATERÍA DE ION LITIO 

Fuente: Foto de Internet

FIGURA 2. LOS DOS PRODUCTOS QUE YLB FABRICA A NIVEL PILOTO
Carbonato de litio y Material catódico (LiFePO4)

Fuente: "Memoria de “Yacimientos del Litio Bolivianos 2017

Evidentemente el país ya ha fabricado baterías de ion litio. Seguramente hay otras cosas. Pero lo que está expuesto, es lo que conozco.

 


JORGE DÁVALOS: ESTÉTICA DEL ELEMENTO CÁRNICO

En un ambiente pictórico raro y semioscuro, el gris y el rojo sucios se mezclan con trozos de carne, de grasas, de caras y de cuerpos despar...