Beyond Direct Lithium Extraction: Optimizing the Full Brine-to-Product Process

0:17Buen día a todos. Mi presentación será ligeramente técnica y es un poco temprano en la mañana, así que espero no aburrirlos. Pero bueno, es un placer estar aquí hablando con ustedes y muchas gracias por venir a... participar de mi charla. Básicamente se va a enfocar en cómo a través de las decisiones técnicas y la integración en el procesamiento de salmueras de litio podemos mejorar tanto la economía como la sustentabilidad de los proyectos.

0:44Y es justamente a través de este enfoque integrado que trabajamos en los proyectos de litio en Aquatec. Tenemos nuestra solución licenciada que se llama PEARL, que significa purificación, extracción y... refinación de litio que enfoca tres grandes bloques. Primero tenemos la extracción, la concentración y purificación y la cristalización. Es importante mencionar que cada uno de estos bloques está respaldado por experiencia en proyectos industriales a escala comercial, incluso un proyecto aquí en Argentina, en un salar a 4.000 metros sobre el nivel del mar.

1:18Entonces, en estos bloques tenemos primero la extracción, la extracción directa de litio, donde tenemos una tecnología basada en absorción. Seguimos con el segundo bloque, donde tenemos la concentración del producto de la extracción directa y la purificación, remoción de impurezas. Y finalmente la cristalización, donde producimos el producto final, como por ejemplo carbonato de litio.

1:46Ahí está. Estoy un poco complicada con el mando, pero ya me va a salir... Bueno, entonces, para empezar a hablar sobre integración, empecemos con un pequeño ejemplo. Supongamos que tenemos una tecnología de extracción directa que tiene una recuperación de litio del 95%. De hecho, es la recuperación mínima que tenemos en nuestra tecnología de DLE, que se llama LIPRO. Y podríamos decir que es un estándar, un mínimo en las tecnologías que hoy se encuentran disponibles a escala industrial comercial.

2:18Pero... luego que producimos ese luato, que es un cloruro de litio, a partir de la extracción directa, tiene que ser acondicionado, tenemos que remover impurezas, concentrarlo. Luego pasamos a la etapa de cristalización, producimos el producto, lo secamos, empacamos. Y en todos estos pasos, aguas abajo, podemos perder litio, agregamos agua y también podemos perder agua. Y también consumimos energía y consumimos reactivos. Todo este consumo de distintos...

2:48recursos, va a afectar al OPEX del proceso completo, desde la salmuera hasta el carbonato de litio final. En Aquatec ofrecemos tecnologías desde la salmuera hasta el producto final como carbonato de litio. En este ejemplo, entonces, vemos que, si bien la performance del DLI, la recuperación de litio en el DLI es necesaria, pero no es suficiente para tener un proceso de litio eficiente.

3:12Un proyecto tiene que ser técnicamente y económicamente. Y además, tiene que ser sustentable. Y vamos a ver, al horario de la presentación, cómo un factor clave para lograr esto es la integración. Para empezar entonces a hablar un poquito de la integración, vamos a trabajar con, perdón, sí, vamos a utilizar un caso de referencia de un proyecto que desarrollamos en Aquatec, desarrollamos el proceso completo desde Salmuera hasta Carbonato.

3:44de litio, grado batería, una producción de 10 .000 toneladas años, de año de carbonato de litio, con una salmuera continental, es decir, proveniente de un salar, con una concentración de litio de 600 ppm. Vemos que entonces el proceso completo va a empezar con la extracción de salmuera del salar, pasamos por la extracción directa, donde el litio contenido en la salmuera va a quedar retenido en la resina de absorción.

4:12Y luego obtenemos la salmuera agotada en la salida. Para recuperar ese litio que está en la resina, vamos a utilizar agua. En nuestra tecnología utilizamos solamente agua tratada, no utilizamos agua litiada. Y luego en la salida, el producto de la extracción directa, es una solución, como ya mencioné, de cloruro de litio. Pasamos entonces al acondicionamiento. Vamos a remover impurezas, principalmente calcio, magnesio y boro, utilizando columnas de intercambio iónico, solamente intercambio.

4:40intercambio iónico y la concentración la vamos a hacer con osmosis inversa y con evaporación forzada tipo MBR. Luego vamos a pasar a la etapa de cristalización. Tenemos dos etapas. Una primera etapa donde adicionamos una solución de soda ash a la solución de cloruro de litio ya acondicionada y formamos los carbonatos de litio, los cristales de carbonato de litio crudo que vamos a separar del líquido remanente.

5:08se llama licor madre mediante centrifugación. A partir de allí vamos a pasar a una segunda etapa de cristalización donde vamos a redisolver, repulpear los cristales de carbonato de litio crudo, vamos a redisolver el carbonato de litio mediante dióxido de carbono y luego recristalizarlo finalmente utilizando enfriamiento para dar al producto final, carbonato de litio grado batería.

5:35En todo este flow sheet como... vemos hay distintas corrientes que contienen litio y es importante recuperar el litio de todas las corrientes en el proceso. También es importante que reduzcamos el consumo de agua mediante la recuperación de agua en las distintas corrientes del proceso, como por ejemplo el permeado de ósmosis inversa y el condensado de MBR. Y también en nuestro caso vamos a generar un eluato, un producto de la extracción directa muy limpio para reducir la...

6:04purificación aguas abajo en todo el downstream. Vamos a ver cómo la integración va a lograr que reduzcamos el consumo de recursos. Esto, por ende, va a lograr una reducción en los costos de operación y una mejor sustentabilidad del proceso. Pero antes de eso, de hablar de estos tres puntos de integración, recuperación de litio, agua e impurezas, vamos a ver de dónde viene el OPEX.

6:30Para calcular el OPEX para este punto. proyecto que ya mencioné, es un modelamiento para un salar en Argentina, que por motivos de confidencialidad no decimos el salar ni el cliente, pero es un proyecto aquí en Argentina. Utilizamos el costo de reactivos puestos en el salar. O sea, no solamente el costo del reactivo en el puerto, sino también incluyendo el costo desde el puerto hasta el proyecto en la puna, que sabemos que para nuestros proyectos en nuestra puna puede ser un costo relativamente alto, bastante alto, diría.

7:01Y también para la generación eléctrica, para el consumo eléctrico, estamos considerando generación en sitio con LNG. Con todo esto vamos a obtener un valor de OPEX modelado total desde Salmuera, carbonato de litio grado batería, de unos 3 .340 dólares por tonelada de carbonato de litio grado batería. Ahora bien, lo más interesante no es este número en sí mismo, sino que vean...

7:29de dónde viene este OPEX. Si vemos acá la distribución del OPEX, ¡ay, miren cómo hace! Bueno, si vemos la distribución del OPEX, vemos que la extracción directa solo tiene un 8%. El acondicionamiento del helvato, la remoción de impurezas y la concentración, un 22%. La cristalización es el porcentaje más alto, con un 69%, y luego tenemos secado empacado, menos del 1%. Con esto vemos que el 92 % del OPEX modelado se genera fuera de la extracción directa.

8:03Esto no significa que la extracción directa no sea un paso importante del proceso. Más bien podríamos decir lo contrario, porque lo que se genera en la extracción directa es lo que tenemos que procesar aguas abajo. La calidad del eluato nos va a determinar la complejidad del downstream y, por supuesto, el costo del downstream. Ahora veamos el OPEX. OPEX por sus principales contribuyentes.

8:28Vemos que la soda ash es el principal contribuyente, seguido del ácido clorhídrico y, finalmente, la electricidad. La electricidad representa un 16% del OPEX total modelado para este proceso completo. Y la energía se utiliza en todo el flow sheet, desde las almueras hasta el producto final. Luego, si vemos los reactivos, tenemos que ácido clorhídrico y sodash, representan un 25% del OPEX.

8:53por ciento del OPEX modelado. Estos son los reactivos que se utilizan para remover impurezas, para la etapa de purificación. Y esto nos lleva a una idea interesante porque los recursos que consumimos también son los recursos por los cuales pagamos. Otro recurso que consumimos es el agua. Entonces, es importante, si bien no aparece como uno de los principales contribuyentes del OPEX, es crítica para la viabilidad del proyecto.

9:19Y también consumimos almohada. fresca proveniente del salar. Vamos viendo de nuevo lo que ya habíamos mencionado, esta idea del principio, pero ahora la vamos viendo con Un proceso que tiene menos intensidad en el consumo de recursos puede ser más barato y, obviamente, también sustentable. De nuevo vemos cómo la performance económica y ambiental del proceso puede moverse en la misma dirección.

9:47Vamos, entonces, a ver con un poquito más de detalle cada uno de los tres puntos de integración que habíamos mencionado. El primero es la recuperación de litio. Por un lado, tenemos la recuperación de litio en la extracción directa, que habíamos dicho que era 95% de La recuperación en el proceso global es, multiplicamos la recuperación en el DLI por la recuperación en el downstream, que en nuestro caso es del 98% para este proceso modelado y obtenemos una recuperación global del 93%.

10:19Ahora bien, ya habíamos dicho entonces que una recuperación de 95% en el DLE era un valor más o menos estándar. La vamos a mantener fijada y vamos a ir en la primera columna de la tabla, vamos a ir disminuyendo la recuperación en el downstream. Obviamente, la recuperación del proceso completo va a reducirse Pero me interesa que veamos la tercera columna, cómo va aumentando la cantidad de salmuera.

10:45que necesitamos para producir una tonelada de carbonato de litio. Lo vemos también en este gráfico de la derecha. A medida que se reduce la recuperación global de litio en el proceso, va aumentando la cantidad de salmuera que necesitamos para producir la misma cantidad de carbonato de litio. Esto es importante porque si necesitamos más salmuera para producir la misma cantidad de producto final, significa que necesito bombear más.

11:13salmuera, voy a tener mayor consumo de energía en el bombeo de esa salmuera, más energía, más OPEX. Y si necesito más salmuera, es muy probable también que necesite perforar más pozos en el ensalar y voy a necesitar equipos más grandes para procesar esa salmuera. ¿Esto qué significa? Mayor CAPEX. Acá vemos entonces lo importante que es optimizar la recuperación de litio en el flow sheet completo, no solamente en la extracción directa, para mejorar por un lado.

11:41Los economics del proyecto, el CAPEX y el OPEX. Y también la sustentabilidad, porque consumimos menos almueras, consumimos menos recursos. Este mismo ejercicio de optimización de litio en el downstream lo podemos hacer para proyectos que tengan piletas de evaporación. Acá yo estoy mostrando el caso con extracción directa, pero también podemos apoyar proyectos que tengan piletas de evaporación.

12:05Bueno, ya vemos el primer punto de integración, recuperación de litio. El segundo punto, el segundo punto, el segundo punto. punto de integración es consumo y recuperación de agua. Yo creo que en procesos que utilizan extracción directa, el agua es uno de los números más mal interpretados en los proyectos. Porque, por un lado, tenemos que tener en cuenta el agua que se consume específicamente en la extracción directa.

12:28En el caso de tecnologías de absorción, se utiliza agua para recuperar el litio absorbido en la resina. Pero también tenemos otros consumos de agua. aguas abajo en la preparación de reactivos, en lavado, regeneración de resinas de intercambio iónico y otros usos. Y todos los procesos, usen DLE o usen cualquier tecnología de DLE o piletas, van a tener estos consumos de agua. Entonces, veamos primero el consumo de agua en la extracción directa.

12:56Para el caso de LIPRO, nuestra tecnología de DLE, tenemos un target de overvolume de 5 a 10 % de salmuera agotada. ¿Qué es? el overvolume es el agua que sale con la salmuera agotada. Entonces, si tengo un overvolume de 5%, tengo 100 metros cúbicos de salmuera ingresando de salmuera fresca, voy a tener 105 metros cúbicos hora de salmuera agotada saliendo del proceso. Esto es solamente la parte del DLI que cabe mencionar que es un consumo bajo para los benchmarks de la industria.

13:30Y, por otro lado, tenemos todos los consumos en el downstream. Para este proceso modelado tenemos un consumo neto de agua fresca de 89 metros cúbicos por tonelada de carbonato de litio grado batería, que incluye todos los consumos aguas abajo, preparación de reactivos, lavados, regeneración de resinas y todos los otros usos. Esto no significa que solo esté circulando esa cantidad de agua en el flow sheet.

13:56En realidad en el proceso va a circular mucho más caudal de agua, pero lo que hacemos es recuperar agua. distintas corrientes y recircularlas en el mismo proceso justamente para reducir el consumo de agua neta y favorecer la viabilidad y sustentabilidad del proyecto. Principalmente donde recuperamos agua, ya había mencionado, del permeado de osmosis inversa y del condensado de MBR.

14:22Aquí me gustaría hacer una pausa porque es crítico que recuperemos agua, pero también es importante determinar. a qué costo estamos recuperando esa agua. He visto flow sheets que sugieren recuperar agua con estrategias de descarga mínima de líquidos o descarga cero de líquidos, que son tecnologías que en Aquatec las tenemos, nos encantan esas tecnologías, pero son intensivas en consumo energético, que puede ser muy caro, ubicado en proyectos en La Puna, en Argentina.

14:52No digo que no hay que usar esas tecnologías, sino que digo que hay que balancear los economics de la recuperación. recuperación de agua y la sustentabilidad, reduciendo siempre el consumo de agua para la viabilidad del proyecto y su sustentabilidad. Bien, último punto de integración es las impurezas o calidad del elhuato. Supongamos que tenemos dos procesos con tecnologías de extracción directa, misma recuperación, 95% de litio, pero la concentración de impurezas en el producto del DLI, en el elhuato, puede ser muy diferente.

15:25Vamos primero al caso. del AIPRO, nuestra tecnología de DLE, donde logramos una concentración de impurezas muy baja. ¿Esto qué significa en el downstream? Que vamos a tener menos carga en la purificación, en la remoción de impurezas. El trabajo de las columnas de intercambio iónico será menor. Esto, en última instancia, va a implicar que vamos a tener menos consumo de reactivos para la regeneración, menos consumo de agua y menos generación de residuos.

15:52Menos consumo de recursos, menos. OPEX, mejoramos también la sustentabilidad. Ahora, caso contrario, supongamos que tenemos una tecnología de DLI, misma recuperación de litio, pero que tiene más impurezas en el producto, en el elhuato. Entonces, el trabajo de las columnas de intercambio iónico será mayor, se van a consumir más reactivos de regeneración, más agua, se van a generar más residuos.

16:16Esto es más OPEX. Ahora, de acuerdo a la concentración específica, de las impurezas que tengamos en el huato, puede que se requieran pasos adicionales para remover estas impurezas. Como por ejemplo, precipitación química para ablandamiento, para la remoción de calcio y magnesio, pasos adicionales de intercambio iónico, o incluso extracción con solventes para remover el boro. Si tenemos pasos o equipos adicionales en el flow sheet para remover impurezas, esto significa más CAPEX.

16:49Entonces vemos... cómo a través de la integración, reduciendo las impurezas, optimizando el desempeño también de la extracción directa, podemos mejorar los economics del proyecto, reduciendo OPEX, posiblemente CAPEX, y por supuesto consumiendo menos recursos, apoyando a la sustentabilidad del proyecto. PERV es la plataforma licenciada que utilizamos para optimizar las interacciones a través del flow sheet completo, desde San Muera hasta Producto Final, y diseñar...

17:18estos procesos de litio integrados. En este punto, bueno, ya conectamos los tres ejemplos, conectamos la recuperación de litio para consumir menos almuera, la reducción de consumo de agua fresca mediante la recirculación y recuperación de agua en el flow sheet y reduciendo las impurezas en el eluato para reducir el consumo de químicos, agua y generar menos residuos. Esto en última instancia va a generar que tengamos una menor intensidad en el consumo de los residuos.

17:46recursos, reduciendo el OPEX, posiblemente también el GAPEX, mejorando la viabilidad y sustentabilidad del proyecto. Esta soy yo, en la cumbre del volcán Keuar, a 6.140 metros sobre el nivel del mar. Aquellos que me conocen saben que, además de ser ingeniera y trabajar en litio, soy montañista y dedico muchas horas y de hecho muchos fines de semana a subir. montañas en nuestra cordillera.

18:17Y no les muestro esta foto, solo para presumir, aunque sí, bueno, un poquito. Les muestro esta foto porque, de hecho, la cordillera es el origen de los recursos minerales que tenemos en nuestro país, incluido el litio en nuestros De hecho, aquí en el fondo, el volcán Queuer queda en Santa Rosa de los Pastos Grandes, en la puna salteña. Aquí en el fondo de la foto se puede ver el salar Pozuelo.

18:42pastos grandes, donde sabemos que se está desarrollando un proyecto de litio muy grande en la actualidad. El volcán Kewar es también un apu, es una montaña sagrada en la cultura incaica, en la cultura andina. De hecho, la puna es el territorio ancestral de comunidades indígenas que vivieron, habitaron en esta zona cientos de años atrás y que incluso practicaban la minería mucho antes que nosotros llegáramos y que llegara la minería.

19:14estas comunidades muchas de estas comunidades siguen viviendo en la puna y en estos territorios y es importante que nuestras operaciones mineras las respeten respeten su cultura y respeten sus recursos por eso es tan importante que diseñemos proyectos que no sólo sean técnica y económicamente viables sino que también sean sustentables reducir el consumo de salmuera mediante la recuperación de litio, recuperar agua para consumir menos almohada fresca, reducir el consumo de químicos, la generación de residuos, no es solamente un ejercicio de OPEX o de CAPEX.

19:50Es nuestra responsabilidad diseñar procesos que usen estos recursos de la forma más eficiente posible. Podemos ayudarlos con Aquatec a través de la optimización e integración de sus procesos. Les dejo aquí mis datos de contacto para que charlemos sobre sus proyectos. Muchas gracias.