ELECTROLISIS A TRAVÉS DE MEMBRANA PARA LA REMOCIÓN DE Mg2+ Y Ca2+ DE SALMUERAS NATURALES

CÉSAR HORACIO DÍAZ NIETO; PALACIOS, NOELIA ANAHÍ; VERBEECK KRISTOF ; RABAEY KORNEEL ; FLEXER, VICTORIA

Tucumán

Congreso; XXI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2019

Asociación Argentina de Investigación en Fisicoquímica

IntroducciónEl litio es, hoy en día, una materia prima esencial para las tecnologías de energía renovable y movilidad eléctrica. Las salmueras presentes en el llamado Triángulo del Litio son las fuentes de Li más abundantes y las más fáciles de explotar [1]. Las salmueras pueden ser descriptas como soluciones altamente salinas (en promedio 170-330 g de sal L-1) [1]. Esta contiene grandes cantidades de Na+ (47-110 g L-1), y menores cantidades de otros iones, incluyendo Li+ (0,23-1,5 g L-1), K+ (2-24 g L-1), Mg2+ (0,03-30,9 g L-1) y Ca2+ (0,02-39 g L-1) [1-2]. De todos los cationes presentes en la salmuera es imperativo eliminar completamente el Mg2+ y Ca2+ de las salmueras para poder obtener Li2CO3 de alta pureza. En este trabajo utilizamos la electrólisis a través de membrana como un método novedoso para obtener una salmuera libre de Mg2+ y Ca2+ para la subsecuente recuperación de Li.Resultados y ConclusionesLa metodología propuesta se basa en la electromigración combinada con decantación. Se emplea una celda electroquímica de dos compartimentos acoplados a un decantador lateral (Fig. 1). Se adicionó salmuera natural en el compartimento catódico y, 0,5 M de solución reguladora de fosfato, pH 10, en el compartimento anódico. Los experimentos se realizaron en modo Batch a densidad de corriente constante (27 a 350 A m-2). En el compartimento catódico la electrólisis del agua genera grupos hidroxilo in situ produciendo la precipitación de Mg(OH)2 y Ca(OH)2. El Mg2+ inicia la precipitación a pH 8,45, y su concentración disminuye un 99,99% del contenido original a pH 10,4; mientras que Ca2+ inicia la precipitación a pH 12, y su concentración disminuye un 99,99% del contenido original a pH 13,5. A una densidad de corriente de 223 A m-2, para 1 L de salmuera conteniendo 3090 mg L-1 de Mg2+ y 685 mg L-1 de Ca2+ se necesitó aprox. 5 horas y 62 kWh m-3 para la remoción de ambos cationes. La concentración de Li+ en la salmuera no se vio afectada. La reproducibilidad y repetibilidad fueron del 5 y 6%, respectivamente. Los valores obtenidos permiten decir que el método propuesto es robusto.