Siguiendo el Recorrido del Litio en el Salar de Atacama en Chile

El litio es la materia prima indiscutible en la tecnología de baterías. Con una demanda que se espera aumente de 1.2 millones de toneladas métricas en 2023 a más de 3.7 millones para 2030, los fabricantes de vehículos eléctricos (VE) y baterías están compitiendo por asegurar capacidad futura¹.

Nuestro equipo tuvo recientemente una experiencia de primera mano en el recorrido del litio desde su extracción, con una visita a las operaciones de SQM en el Salar de Atacama, como parte de nuestra continua exploración de este material como tema central. Desde nuestra perspectiva, comprender los diferentes métodos de extracción del litio es crucial para evaluar el potencial de inversión de las empresas que operan en el cada vez más importante sector minero del litio. En este artículo examinamos los métodos de extracción en uso en la actualidad y consideramos cómo las tecnologías emergentes podrían moldear la minería del litio en Chile y en todo el mundo.

Puntos clave:

• Chile tiene como objetivo aumentar aún más su presencia y participación en el mercado del litio, impulsado por la capacidad de SQM para aumentar los volúmenes.
• Los recursos de salmuera de litio tienen significativamente menos emisiones de carbono que el otro principal tipo de este material, el litio de roca dura. Esta característica es una de las razones por las cuales el lugar de Chile en el llamado Triángulo del Litio es tan estratégico.
• La Extracción Directa de Litio (DLE por sus siglas en inglés), una tecnología de extracción relativamente nueva, poseedora de un potencial significativo, pero en nuestra opinión, el optimismo a largo plazo debe equilibrarse con la precaución a corto plazo.

SQM es la Joya de la Corona Económica de Chile

SQM es uno de los mayores productores de litio en el mundo, con una cuota de mercado estimada del 20% y una capacidad de 210,000 toneladas métricas de litio². Su capacidad incluye tanto carbonato de litio como el litio hidróxido, este último siendo más procesado químicamente. Ambos son los dos principales insumos de grado de batería basados en litio. Con el respaldo de una inversión de capital de $2.2 mil millones entre 2023 y 2025, la empresa tiene como objetivo aumentar eventualmente su capacidad en Chile a 310,000 toneladas métricas³.

SQM es conocida por su estrategia de contratos a corto plazo, firmando principalmente contratos al precio del mercado con clientes más grandes. En su trimestre más reciente, los precios promedio alcanzaron los $51,000 por tonelada métrica⁴. Esa destreza financiera es una de las razones por las cuales SQM es una potencia económica para Chile.

En 2022, SQM contribuyó con $5 mil millones al arcón de Chile, más que cualquier otra empres⁵. La empresa contribuye principalmente al tesoro estatal a través de pagos de arrendamiento a CORFO, la corporación estatal de desarrollo de la producción, así como impuestos sobre la renta.

Conceptos básicos sobre la extracción de litio: Salmuera vs. roca dura

Las dos fuentes principales para la extracción de litio son la salmuera y la roca dura, y su uso depende en gran medida de la geografía. El Triángulo del Litio de Argentina, Bolivia y Chile, que en conjunto representaron el 53% de las reservas mundiales de litio a principios de 2023, es rico en depósitos de salmuera⁶. Como vimos en el Salar de Atacama, las operaciones de extracción y refinación de litio de SQM involucran siete pasos:

1. Extracción de Salmuera:  SQM perfora pozos en el Salar de Atacama para acceder a la salmuera rica en litio debajo de la superficie. Luego, la salmuera se bombea a la superficie.
2. Concentración de Salmuera: La salmuera extraída se transporta a estanques de evaporación. La evaporación solar permite que el agua se evapore, aumentando la concentración de litio.
3. Eliminación de Impurezas:  Durante la evaporación, las impurezas como el magnesio, el potasio y el calcio se concentran. SQM utiliza tratamientos químicos para eliminar estas impurezas y garantizar una solución de salmuera de alta pureza.
4. Precipitación de Carbonato de Litio:  Se agrega ceniza de soda (carbonato de sodio) a la salmuera concentrada, lo que provoca la precipitación del carbonato de litio. El precipitado se separa y se recoge.
5. Secado y Refinación de Carbonato de Litio: El carbonato de litio recolectado se lava, se seca y se refina aún más para eliminar cualquier impureza y humedad restantes, dando como resultado carbonato de litio de alta pureza.
6. (Opcional) Refinación Adicional: Dependiendo de las necesidades del cliente, SQM puede realizar refinamientos adicionales para producir hidróxido de litio u otros compuestos de litio.
7. Embalaje y Transporte: El producto final de litio se empaqueta y se transporta a los clientes, incluidos los fabricantes de baterías, para su uso en diversas aplicaciones.

La extracción de roca dura implica técnicas mineras más tradicionales para extraer espodumeno, un mineral que contiene litio. El mineral extraído pasa por una serie de procesos de trituración, molienda y concentración antes de ser convertido en productos químicos de litio. Las fuentes de roca dura son abundantes en países como Australia y Canadá.

Al comparar las fuentes de litio de salmuera y de roca dura, la intensidad de carbono es una consideración clave. Los productos químicos de litio derivados de fuentes de roca dura pueden ser más de tres veces más carobono intensivos que los de fuentes de salmuera, debido a la energía que requiere su proceso⁷. En la actualidad, las fuentes de salmuera contribuyen con el 39% del suministro mundial de litio extraído⁸.

La extracción directa de litio aún en desarrollo: SQM se centra en nueva tecnología de salmuera

La extracción directa de litio (DLE) extrae el litio directamente de las salmueras sin necesidad de evaporación, lo que podría resultar en un proceso menos intensivo en energía y con menos impacto ambiental. Conceptualmente, la DLE ha sido conocida durante décadas, pero el interés en comercializar la tecnología está creciendo a medida que las empresas exploran formas adicionales de obtener litio. Los posibles beneficios que la DLE podría ofrecer en comparación con los métodos de extracción tradicionales incluyen:

• Reducción de la Huella Ecológica: Los sistemas completos de DLE podrían reducir drásticamente el uso de tierra, energía y agua. Las técnicas de evaporación actuales utilizan hasta 200 metros cúbicos de agua para producir una tonelada de carbonato de litio equivalente⁹. Sin embargo, la empresa emergente de DLE, Clean Tech Lithium, tiene como objetivo producir carbonato de litio a un ritmo mucho más bajo de 2 metros cúbicos de agua por tonelada¹⁰. Resulta alentador que las pruebas de los actores de DLE, Livent y Lilac Solutions, hayan arrojado ahorros de agua similares¹¹.
• Mejora de las Concentraciones de Litio: La viabilidad de un recurso de salmuera está parcialmente dictada por la concentración de litio, que naturalmente varía según la región. Los proyectos piloto de DLE han logrado rendimientos de litio del 70 al 90%, e incluso tan altos como el 99%, en comparación con una tasa de recuperación típica del 50% para proyectos de evaporación tradicionales^{12, 13}. Esta tasa de recuperación podría mejorar los resultados para los recursos desarrollados y respaldar la extracción de litio en áreas que antes eran inviables.
• Aceleración de los Plazos de Extracción: La DLE podría acelerar drásticamente los plazos de extracción de litio de los recursos de salmuera. Actualmente, un estanque de evaporación normalmente tarda de 18 a 24 meses en producir productos comerciales según las condiciones climáticas^{14, 15}. Las pruebas piloto de la DLE han logrado condensar este proceso en cuestión de días e incluso horas¹⁶.

A pesar de lo prometedora que pueda ser la DLE, todavía se encuentra en las primeras etapas de desarrollo y tiene algunos obstáculos que superar antes de que pueda adoptarse ampliamente. En nuestra visita al sitio, SQM señaló que cada depósito de salmuera tiene características únicas, como la concentración de litio y los niveles de impurezas. Características como estas pueden complicar la implementación a gran escala de la DLE, al menos en el futuro cercano. En cambio, SQM destacó cómo la empresa puede hacer que su tecnología de evaporación de salmuera sea más eficiente y rentable. Por ejemplo, al utilizar intercambiadores de calor nuevos y más eficientes para transferir el calor, SQM puede reducir la cantidad de energía necesaria para evaporar la salmuera, haciendo que el proceso sea más sostenible. Para obtener un producto de mayor calidad, SQM también está utilizando nuevos métodos para evaporar la salmuera de manera uniforme.

Conclusión: Los Vehículos Eléctricos y la Tecnología de Baterías Comienzan con la Extracción de Litio

Ya sea a través de salmuera, roca dura o DLE, los mineros de litio y sus técnicas de extracción desempeñan un papel crítico en la trayectoria de la transición energética, ya que sin litio no puede haber baterías para vehículos eléctricos. SQM es uno de esos mineros, y nuestra reciente visita a su operación en el nos confirmó que sus técnicas tienen el potencial de impulsar la industria hacia adelante. Además, nuevas tecnologías como la DLE podrían eventualmente impulsar los recursos de salmuera existentes y también ampliar la gama de geografías donde la minería de litio es viable.

Desde nuestro punto de vista, es importante estar al tanto de estos desarrollos al evaluar la exposición al litio, ya que no todos los recursos de litio son iguales.