SÍNTESIS DE SILICE AMORFA COMO SUBPRODUCTO DEL PROCESO DE EXTRACCIÓN DE LITIO DESDE α-ESPODUMENO CON NH4HF2

RESENTERA, ALEXANDER C. J.; ROSALES GUSTAVO DANIEL; ESQUIVEL, MARCELO R.; RODRIGUEZ MARIO H.

Mar del Plata

Congreso; 20° CONGRESO INTERNACIONAL DE MATERIALES - SAM - CONAMET; 2022

INTEMA-CONICET

Recientemente, Resentera et al. investigaron las vías de reacción y la eficiencia de la extracción de litio desde α-espodumeno empleando NH4HF2 [1,2]. El mineral reacciona a bajas temperaturas, según la Ecuación (1), permitiendo extracciones de Li del 98% a 160°C durante 2 horas con una relación molar 1:17,5 LiAlSi2O6:NH4HF2, respectivamente [1,2].α-LiAlSi2O6 + 10,5NH4HF2  LiF + 2(NH4)3SiF7 + (NH4)3AlF6 + 1,5NH3(g) + 6H2O (1)El (NH4)3SiF7 formado puede separarse en una etapa de lavado con agua, de acuerdo a su solubilidad, separando todo el silicio de la muestra. Luego, mediante la evaporación del líquido filtrado pueden recuperarse mezclas (NH4)3SiF7/(NH4)2SiF6 (mFSA), obteniéndo así un subproducto valioso de este proceso [1].En este trabajo, se llevó a cabo la síntesis de sílice amorfa usando la mezcla de FSA obtenida como subproducto en el proceso de extracción de Li desde α-espodumeno con NH4HF2. La síntesis se realizó en un reactor de PVC con agitación constante durante una hora a 25°C, a partir de una solución al 13% (p/v) de la mFSA, a la cual se le adicionó NH4OH 28% (p/p) hasta alcanzar pH 9. Finalmente, la solución se dejó reposar una hora y fue filtrada. El sólido obtenido fue caracterizado por DRX y ATR-FTIR (Figura 1). El producto obtenido mostró ser altamente higroscópico por lo que fue calcinado durante 1,5 h a diferentes temperaturas.La Figura 1 (a) muestra un difractograma de la mFSA, obtenida a partir del proceso de extracción de Li [1]. En la mismo se observan las fases (NH4)3SiF7 (PDF 01-073-1504) y (NH4)2SiF6 (PDF 01-074-0944). La Figura 1 (b) presenta el DRX del producto obtenido, donde se observa un pico a 22º, amplio y difuso en el rango angular de 10 a 35°, característico de un producto amorfo o con dominios cristalinos de tamaño menor a la determinación de la técnica de DRX. Además, no se observan otras fases cristalinas, según la sensibilidad de la técnica, esto indicaría una alta conversión. Los espectros FTIR del producto calcinado a 80, 400 y 850°C se presentan en la Figura 1 (c). Para 80°C, los picos más intensos son observados a 1081 cm-1, generados por los modos de estiramiento asimétrico TO del enlace Si-O, mientras que los hombros a 1185 cm-1 se deben a los modos LO [3]. También se observa el modo de flexión de Si-O a 451 cm-1. A 796 cm-1 se detecta la presencia de la vibración de estiramiento simétrica del grupo siloxano Si-O-Si [3]. La humedad residual del sólido se observa en la banda de estiramiento O-H del agua característico alrededor de 3388 cm-1, y el pico del modo de flexión a los 1634 cm-1. La banda presente a 943 cm-1 corresponde a los modos de estiramiento Si-OH de los silanoles vecinales [3]. .