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Saul J. Escalera, Ph.D. Profesor Emérito, UMSS Marzo, 2009
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Antiguo Lago Tauca
Altitud = 4.200 msnm
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Ubicación del Salar de Uyuni
AREA = 12.000 km2
Región rica KCl y LiCl
Corte Perfil
POTOSI
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Perfil del Salar de Uyuni (Escalera 1995)
Costra de NaCl (h=20 m)
h = 150 m ?
Río Grande
Salmuera
NaCl + KCl + LiCl + MgCl2 Región rica
KCl y LiCl
L = 120 km
Piso Impermeable
(Sulfatos + Arcillas)
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Salar de Uyuni Industrial
Complejo Industrial Li-Cd, PVC, NPK, otros
POTOS I
Desarrollo Tecnológico
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Componentes Principales del Salar de Uyuni (Escalera, 1995)
Concentración (en Porcentaje como TM aproximadas g/L) Mineral (millones) 0,80 15,00 15,00 80,60 184,40 LiCl = 2,2% KCl = 7,3 % KCl.MgCl2.6H2O= 24,7 % NaCl = 65,8 % 5,5 110,0 2,0 1.400,0 > 2.000,0
Elemento Litio Potasio Magnesio Sodio Cloro
El litio tiene derivados de usos diversos en la industria (ver adelante) El potasio se usa mayormente como fertilizante NPK El magnesio es usado en aleaciones livianas Mg/Al para fabricar aviones El sodio tiene diversos usos en medicina, la industria quimica, etc. El cloro se usa en el tratamiento de agua potable y como agente fungicida.
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Escalera, 2005
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Reservas Mundiales de Litio (TM Li-Metálico)
PAIS ESPODUMENO
1.257.000 668.000 113.000 2.340.000 11.000 1.141.000 18.000 1.000 3.000 000 5.500 000
SALMUERAS
409.000 (*)
TOTAL
1.666.000 668.000 113.000 2.340.000 11.000 1.141.000 18.000 1.000 3.000.000 5.500.000
%
11,48 4,62 0,78 16,18 0,07 7,9 0,12 0,001 20,7 38,0
Estados Unidos Canadá Zimbabwe Zaire Namibia Australia Brasil Argentina Chile Bolivia
TOTAL
5.549.000
8.909.000
14.458.000
100,0
(*) En USA se incluye las reservas de stock del Gobierno, que alcanzan a 7.000 TM. Fuente: U.S. Department of the Interior, Geological Survey MINERAL COMMODITY, SUMMARIES 2005.
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Precios del Carbonato de Litio
AÑO 1996 2000 2004 2007 ($US /TM) 2.700 1.450 1.870 4,000
OBSERVACIONES:
El valor del litio contenido en Uyuni con el precio de $4.000/TM alcanza a 22.000 millones USD El precio del litio está cada vez mas alto, lo que permite que productores chilenos tengan buenas ganancias. Los productores potenciales como Bolivia deben tener cuidado porque los precios pueden bajar.
Fuente: Global Information Inc. 2008
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Precios de Potasa (KCl Standard) FOB Vancouver $US 580/TM
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RECURSOS NATURALES
Procesamiento del Litio
{
{
{
Inorgánicos Especiales
Cerámicas Vidrios
Mineral
(Espodumeno)
Hidróxido de Litio Carbonato de Litio
(Li2CO3) 2 3 (LiOH)
Grasas
Butil Litio
Baterías primarias Aleaciones de aluminio BaterÍas secundarias Polímeros Fármacos
Salmuera
Cloruro de Litio
(LiCl)
Litio Metálico
Vidrios, Cerámicas Polvos C.C. para Aluminio, Baterías Condicionadores de aire, Adhesivos, Químicos Separación de Gases Deshumidificadores Fundentes
Fármacos Especiales
Inorgánicos Especiales
Ebensperger, et al, 2007
{
Polímeros Fármacos
COMPUESTOS BASE
PRODUCTOS PRIMARIOS
PRODUCTOS FINALES
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Escalera, 2002
Recursos Naturales
DERIVADOS
secundarios finales
Fundente en enameles de porcelana Cerámica, vidrio nucleónicos de soldadura
Aplicaciones Industriales de los Compuestos de Litio
A/C, absorción, refrigeración y secado industrial. Pilas secas. Agente de expansión de fibras orgánicas. Perclorato deLi, pilas secas Fundente en soldadura de Mg, Ti, Zr y Al Fundente de soldadura. Medio de intercambio de calor. Retardador de combustión en motores de propelantes sólidos
Del Libro: “Quimica Inorgánica” Saul J. Escalera, Ph.D. Edición 2002
Estabilizador de dispersiones, fármacos, gaseosas, desfloculadores de arcillas. Hidroxiestereato de Li, yoduro de Li, absorvente
{
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Espodumeno LiAlSi26O6 - Salmuera LiCl 2
Carbonato de Litio
Acetato de Litio Aluminato de Litio Borato de Litio
Compuesto Comercial (Commodity)
Fármacos
Vidrios, cerámicos y fritas. Producción de aluminio y fundente para acero. Baterías y electrónica. Pinturas luminiscentes. Ferrita de litio (microondas). Medicina (psiquiatría). Esterificación (grasas)
{
Derivados Directos
Bromuro de Litio
Manganato de Litio
Fritas, medio para molienda de materiales cerámicos Vidrios, cerámica, catalizador para crecer cristales. Pirotecnis, medio de intercambio de calor, sistemas de refrigeración. Fundente en enameles de cerámica, recubrimiento de varillas de soldadura. Base para pinturas en base a Zn Fármacos, cerámica, vidrios de alta resistencia Cerámica, refinación de metales, espectrocopía al
Cianuro de Litio
Nitrato de Litio
Fluoruro de Litio
Silicato de Litio
Citrato de Litio
Sulfato de Litio Tetraborato de Litio
Hidróxido de Litio
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Aplicaciones Industriales del Litio Metálico
Carbonato de Litio
n-Butilo de litio, otros butilos de litio Desoxidante de aleaciones de cobre y cobre metálico Hidruro de Litio
Amidas de litio (antihistamínicos) Catalizador para polimerización de isopropeno, butadieno y estireno. Fármacos. Síntesis orgánica
Cloruro de Litio
Litio Metálico
Lavador de desgasificación, catalizador de goma sintética. Agente intermedio para fabricación de vitamina A. Agente reductor para síntesis orgánica Compuestos organo-litio Baterías de alta energía o densidad Agente de aleación
Aleación de Li-Al, (estructural). Aleación de Li-Mg (aeroespacial). Soldadura de plata Catalizador en la polimerización
Del Libro: “Quimica Inorgánica” Saul J. Escalera, Ph.D. Edición 2002
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Usos del Litio por Volumen, 2007
Polímeros 4%
El consumo del litio en el mundo se ha incrementado de 100 TM/año en 1901 a mas de 70.000 TM/año al 2004.
Procesos Químicos 3%
Otros 22%
Fármacos 3% Colada Continua 3% Aluminio4%
El reciente desarrollo de uso de litio en baterías secundarias para autos eléctricos basados Baterías 25% en el ión litio de desarrollo reciente, son mercados potenciales, pero su costo es aun mayor al de baterías Aire Acond. convencionales. 6% son las aleaciones livianas de Li/Mg para fabricar aviones y el uso de carbonato de litio como aditivo del cemento en el concreto para prevenir el cáncer; ambos están aun en etapa de experimentación en laboratorio.
Lubricantes 12% Otro uso potencial importante Vidrios 8%
Fritas 10%
Fuente: Research China, 2009
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Aplicaciones Industriales del Litio
USOS
Potenciales Aplicaciones que Emergen
Baterías Primarias de Autos Baterías Secundarias Aditivos de Cemento Desinfectantes de Agua Absorción de CO2
Potencial Incierto
Colectores de Energía Solar Reactores de Fusión Nuclear
Convencionales
Aplicaciones Maduras
Baterías Li-Cd Vidrios/Cerámicas Enameles, Lubricantes Goma Sintética Producción de Aluminio Aire Acondicionado Fármacos
?
Incipientes
Conocidas
TECNOLOGIAS
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Producto para ser Cosechado
Las evaporitas producto de la evaporación solar tienden a cristalizar en una masa informe a manera de “queques” grandes, se la somete a molienda para garantizar un tamaño de grano uniforme para la alimentación al circuito de flotación de la silvita (KCl). El proceso de flotación requiere de un tamaño de grano en el rango de -6+150#. Es aconsejable utilizar un molino de barras y no uno de bolas, porque así se produce un material grueso con menos cantidad de finos [Escalera, 1995].
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RECURSO NATURAL
Procesamiento del Potasio y Sodio
PRODUCTO BASE Abonos potásicos Cloruro de Potasio Espuma Flotación con Aminas Colas Cloruro de Sodio
(NaCl) (KCl)
PRODUCTOS PRIMARIOS
PRODUCTOS FINALES
Hidróxido de Potasio Nitrato de Potasio Carbonato de Potasio
EVAPORITAS
Cloro (Cl2)
Hidróxido de Sodio Sulfato de Sodio
Del Libro: “Quimica Inorgánica” Saul J. Escalera, Ph.D. Edición 2002
Sal común, Deshieladores de carreteras, Fundentes
Carbonato de Sodio
{ { { { { {
Jabones, Detergentes, Desazufrador de petróleo, Ablandador de agua Pólvora Negra Abonos Jabones, Vidrios Abonos
Polímeros PVC Purificadores de agua Agente fungicida Jabones, Colorantes Detergentes Seda artificial
Purgantes, Vidrios Vidrios Blanqueador de ropa
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Evaporación Solar en Pampa Uyuni
Temperatura en el día: 20 - 30 ºC Movimiento del aire: 1,5 km/h Velocidad de evaporación: constante con 65 % del agua evaporada durante el día. Geomembrana
Salmuera Dique
Dique
Tierra firme
La ruta de cristalización de salmueras con alto contenido de ión cloruro como Uyuni generalmente comienza en el campo de la silvita (KCl) y se mueve hacia el campo de la
carnalita (KCl-MgCl2) mientras que la silvita (KCl) y la halita (NaCl) cristalizan en
forma continua [Escalera, 1995].
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Piscinas Solares de Salmuera
Piscinas de Evaporación
Cristalización de metales pesados
Plantas Químicas
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Política Actual para el Manejo del Salar de Uyuni
En abril de este año, el Gobierno lanzó su proyecto de explotación del litio del salar de Uyuni. En términos generales, el proyecto incluye una fase piloto (*) que estará ubicada en Río Grande, costará $us 5,7 millones y tomará 18 meses, en la cual se producirá a partir de 2010 un total de 480 TM/año de carbonato de litio, 300 TM/año de ácido bórico y entre 960 y 1.200 TM/año de cloruro de potasio. Una fase industrial posterior que arrancará en 2013 apunta a producir 20.000 TM de carbonato de litio.
(*) El desarrollo experimental de este proceso no ha sido concluido aún, hay temor de que no funcione como se piensa. ¡ES MUY RIESGOSO!
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Proceso de Maduración del Proyecto
Ingeniería Conceptual y Básica del Proyecto Implementación del Proyecto
Desarrollo del Estudio de Factibilidad de la Industria
(1 año)
Elaboración del Estudio de Ingeniería Básica y diseño de la Industria
(1 año)
Contratación de EPC (Ingeniería, procura y construcción) de la planta
Calibración y Puesta en Marcha de la Planta Industrial
(1 año)
Etapa 1
Etapa Definición del Proyecto como Viable Cálculos: TIR, VAN, payback
(2 años)
Etapa 2
Etapa de Diseño Final de la Planta
Etapa 3
Etapa construcción de la Planta
Etapa 4
Puesta en Marcha de la Planta
(*) En el caso de la Planta Piloto de Uyuni, no se ha seguido ninguna de estas etapas, se hizo directamente la construcción de la planta.
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Interacción Estratégica
GOBIERNO Escalera, 2009
Gobierno debe financiar estudios de investigación básica fundamental en las universidades
Gobierno debe apoyar e incentivar el desarrollo de una empresa nacional
fa z
{
ac io ne s
Proyectos Viables
Relaciones
Re l
EMPRESA
UNIVERSIDAD
Interfaz Empresa debe contratar el desarrollo del Proceso (generar know-how) en laboratorios universitarios
Financiamiento
Know-how
{
Laboratorios universitarios deben generar know-how (Proceso y Productos) para la empresa evaporitica
{
rfa te In
In te r
z
la Re cio ne
s
{
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Industrializar Salmueras
Materia Prima
Alimentación
Productos
Gas +GL P
QUIMICA
NAFTA ,AGO, VGO, L CO DAO , RE SIDUOS H 2
Nafta
Kerosen
E-2 E-1
Diesel
E-3
Aceite no convertido
Procesos Químicos
Salmuera
Ideas Creativas
VENTAJAS COMPETITIVAS
Productos Derivados
PATENTES
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BECAS TRABAJO EN LA UNIVERSIDAD
¡ El IDH universitario debe invertirse en otorgar becastrabajo a estudiantes de postgrado para proyectos! Investigación Estudios Medio Ambiente Fundamental Financiar
BECATRABAJO
Estudios Sociales Desarrollo Tecnológico
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Oruro, 2006
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Políticas Bolivianas para el Manejo del Salar de Uyuni
En la actualidad, existe el Complejo Industrial de los Recursos Evaporíticos del Salar de Uyuni - CIRESU, creado por ley de la República Nº 719 del 15 de Febrero de 1985, para actuar a representación del Estado Boliviano en licitaciones, asociaciones y suscripción de contratos, en las fases de exploración, explotación, beneficio y comercialización de los recursos del Gran Salar de Uyuni. El vacío operativo que tiene hoy CIRESU, lo convierte en una instancia ineficiente del estado, sin rumbo, políticas, estrategias ni recursos, y que lamentablemente limita totalmente sus funciones de buscar “Inyección de Capitales Extranjeros” para el desarrollo del Salar.
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Políticas Bolivianas para el Manejo del Salar de Uyuni
La Ley de la República Nº 1854 del 8 de Abril de 1998 ha generado la manipulación de políticas estatales en función a los intereses de grupos de políticos y empresariales. Como consecuencia, la minera chilena Quibórax tenía libertad de explotar el Salar de Uyuni sin ningún control. Derogada dicha ley, la empresa ha interpuesto una demanda de arbitraje internacional en contra el Estado Boliviano ante el “Centro Internacional de Arreglos de Diferencias Relativas a las Inversiones”, donde se pide una indemnización de $US 20 millones. .
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Políticas Bolivianas para el Manejo del Salar de Uyuni
Es prioridad nacional que Bolivia apruebe instrumentos legales claros bien definidos, basados en el conocimiento real del potencial de los recursos evaporíticos, que brinden las condiciones apropiadas para que los depósitos tengan un tratamiento especial respecto a su explotación. Se debe crear un organismo estatal autárquico, que esté dirigido exclusivamente por profesionales y peritos interdisciplinarios en el área de recursos evaporíticos, que tenga la capacidad técnica de fijar objetivos, alcances y ejecutar un perfil de proyecto en un tiempo corto para el inicio de sus actividades. Es importante también encontrar los mecanismos para el financiamiento del proyecto; por ejemplo, podría tomarse una parte de las reservas monetarias del país.
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Políticas Bolivianas para el Manejo del Salar de Uyuni
Realizar la inventariación a detalle de los reservorios evaporíticos de Uyuni y Coipasa. Para esta labor se debe formar una comisión altamente capacitada de geólogos y mineralogos, con profesionales bolivianos, que puedan aportar criterios que sean válidos en función a las expectativas del estado. Implementar en las universidades de Potosí y Oruro, una fase de investigación básica simultánea para la extracción y recuperación de Li, K, Mg y cloro-soda a partir de salmueras; esta fase debe comprender cinco proyectos de I&D en dos años. Después de la primera etapa de investigación, se debería realizar las pruebas en planta piloto para generar las condiciones para que el programa se diversifique y se autosostenga
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Litio y Desarrollo
El desarrollo del Salar de Uyuni debe generar un cluster minero emergente en la región que fortalecería al sector en su conjunto, para ser un factor que sostenga a las autonomías de los departamentos de Potosí y Oruro, con un proyecto estrella de largo alcance y rentabilidad sostenida.
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Litio y el Desarrollo del Altiplano
ALTIPLANO DESARROLLADO
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Ecuación Simple:
CAPITAL
SOCIEDADES MIXTAS
Sociedad Mixta
MATERIA PRIMA
INDUSTRIA
Bolivia requiere de socios inversionistas para instalar plantas industriales derivadas de salmueras en territorio nacional La rentabilidad de las industrias es alta por efecto de materia prima y mano de obra calificada baratas.
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El futuro es nuestro….
¡¡ Adelante
Bolivia !!
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