Sistema desmineralizador para la purificación de solución de Litio

Proveedor sustancial de carbonato de litio

La operación produce  carbonato de litio  de recurso salar de olaroz, salmuera que contiene altas concentraciones de carbonato de litio y potasio.

Como parte del circuito de purificación  de la salmuera de litio se requiere de un  sistema de columnas de intercambio  iónico para la eliminación de impurezas  especificas previo a la etapa de  cristalización.
 

Requerimiento sustancial de carbonato de litio

Un sistema de dos (2) paquetes de columnas de intercambio iónico, en serie, cada uno con resinas específicas para el elemento a extraer de la salmuera, así como los equipos necesarios para el almacenamiento y distribución de los productos químicos requeridos para la regeneración del sistema.

Cada pareja de columnas deberá considerar una columna operando y la otra regenerando.

Disponibilidad del sistema mayor a 95%, 8.322 horas/año.

• Flujo volumétrico de operación - diseño: 59,2 m³/h - 79,9 m³/h

Solución

Veolia Argentina suministró un sistema desmineralizador compuesto de seis (6) columnas de 1,9 m de diámetro y 3,2 m de altura recta con 4000 litros de resina cada uno, así como dos (2) sistemas separados para la regeneración, uno para las unidades de retención de boro y otro para las unidades de retención de dureza y metales.

• Flujo volumétrico de operación: 65 m³/h
• Flujo volumétrico de diseño: 88 m³/h (hidráulico)

La selección de las resinas, niveles de regeneración, capacidades y fugas, fueron determinadas por Dow (Rohm and Haas), en base a ensayos piloto que se efectuaron oportunamente. Veolia soló efectuó el diseño electromecánico, hidráulico y de los sistemas de regeneración.

Sistema desmineralizador para la purificación de solución de Litio

Descripción del proceso

La solución de salmuera de litio proveniente del filtro 6292-FT-230 es enviada al sistema de columnas de intercambio iónico (E-210/E-220/E230/E-310/E-320/ E-330) con el objetivo de conseguir una salmuera libre de contaminantes e impurezas, para luego ser descargada a los Cristalizadores (6292-CZ-250 A/B).

La purificación de la salmuera en el sistema de intercambio iónico se lleva a cabo en dos etapas en serie (1) una etapa para remoción de metales y dureza (resina IRC 748 - Etapa I) y (2) una etapa para remoción de boro (resina IRA  743 – Etapa II).

En ambas etapas se utilizan dos equipos operando en serie, de modo que uno hace lo que podríamos llamar el trabajo grueso, mientras que el otro hace el pulido final. Es decir, permanentemente habrá cuatro equipos trabajando en serie. Cada etapa dispone de un total de tres (3) equipos, de modo que siempre puedan estar dos (2) trabajando en serie, mientras el tercero se regenera o queda en espera una vez regenerado.

Las resinas trabajan en forma sódica, reteniendo la dureza, metales y boro, que son reemplazados por iones sodio. Sin embargo, dado que estas resinas están especialmente adaptadas al tratamiento de soluciones concentradas, retienen fuertemente los iones mencionados, evitando que la misma solución actúe como regenerante. Por ello, para la regeneración se utiliza un ácido fuerte, sulfúrico o clorhídrico, y luego mediante el pasaje de soda cáustica convertir la resina a la forma sódica para volver a las condiciones de servicio.

La operación es de tipo convencional, es decir con flujo hacia abajo y regeneración co-corriente.

Dada la diferencia de capacidades de retención de las resinas y de las carreras de operación de cada sistema se consideró la instalación de dos (2) sistemas separados para la regeneración, uno para las unidades de retención de boro y otro para las unidades de retención de dureza y metales. Para la regeneración de los equipos de retención de dureza se consideró el uso de ácido clorhídrico de forma de evitar precipitaciones de sulfato de calcio mientras que para los equipos de retención de boro se consideró la utilización de ácido sulfúrico.

La planta dispone de un conjunto de instrumentos que permiten conocer en todo momento el estado de las distintas variables involucradas. Todas estas señales son enviadas a un sistema de control basado en un PLC. Este PLC envía señales para controlar todas las válvulas automáticas, válvulas de control y bombas dosificadoras.