Recuperación sustentable de litio por adsorción en membranas cargadas con nanopartículas de óxido de manganeso

ARRUA, EVA CAROLINA; FLEXER, VICTORIA

Potrero de los Funes

Simposio; 4º Simposio Iberoamericano de Adsorción/ V Congreso Argentina y Ambiente 2023; 2023

UNSL

La demanda de litio se ha incrementado considerablemente debido a su uso en la industria de las baterías de litio-ion y se espera un aumento de la demanda de sales de litio mucho mayor en los próximos años1,2. La mayor proporción del carbonato de litio y la totalidad de cloruro de litio proviene de las salmueras (de los salares). La metodología actual para extraer litio a partir de salmueras se denomina proceso evaporítico: las salmueras se vuelcan en grandes piletones a cielo abierto donde diferentes sales precipitaran por la concentración de la salmuera debido a la acción de la radiación solar y el viento. Una de las principales desventajas de este método es la duración del proceso de evaporación, demorando hasta 24 meses, es decir, es un proceso extremadamente lento. Adicionalmente, la extracción de litio de salmueras es intensiva en químicos y entrega importantes volúmenes de desechos, lo que genera grandes preocupaciones medioambientales. A partir de esto, el objetivo de este trabajo fue sintetizar, caracterizar y evaluar la performance de nanopartículas (NPs) basadas en óxidos de litio y manganeso (LMO)y su incorporación en membranas con aplicaciones tecnológicas eficientes y sustentables en torno a la recuperación de litio a partir de salmueras. Se compararon dos metodologías de síntesis de LMO (síntesis seca y síntesis hidrotermal), evaluando las NPs obtenidas mediante difracción de rayos X (Rx) y microscopía electrónica de barrido (MEB). La capacidad de adsorción de Li+fue estudiada a través de cinéticas de adsorción, variando la concentración absoluta de Li+ en la solución, y concentraciones relativas de otros cationes respecto a Li+. Se logró controlar el tamaño de partícula de los sistemas formulados y se comprobó elevada capacidad de adsorción de Li+ por parte de las NPs. Posteriormente, las NPs fueron incorporadas en membranas poliméricas de poliacrilonitrilo (PAN) y polietilenglicol (PEG) y se evaluó la afinidad al Li+. Se comprobó una alta selectividad para Li+frente a los otros cationes habitualmente presentes en salmueras (Na+ y Mg2+) a distintas concentraciones relativas de los mismos, respecto a Li+. Los sistemas mostraron alta reversibilidad (adsorción/desorción de Li+).