El Liti

Autors:

• AlbertIbarra

• AleixBasullas

• DavidCarrera

• MarcGarcia

Presentació

---

Index

1. Introducció
   1. Motivació del treball
   2. Què és el liti?
   3. Historia
2. Impacte Ambiental
   1. Extracció
   2. Producció (contaminació del proces de fer bateries, lubricants, etc)
   3. Residuus i reciclatge
3. Impacte Social
   1. Impacte de l'extracció
   2. Impacte del tractament de residuus
4. Impacte Economic
   1. Evolució de l'industria (en els ultims anys)
   2. Previsions
5. Conclusions
   1. Situació actual (resumida dels altres apartats)
   2. Futur/coses a millorar
6. Bibliografía

1. Introducció

1.1. Motivació del Treball

L'elecció del liti com a tema del treball ve principalment inspirada per la gran proliferació en els ultims anys de smartphones, tablets i altres tecnologies de l'ambit de les TIC que utilitzen bateries i cada cop consumeixen més. A més, sembla que avança l'implantació del cotxe elèctric, i en cas de generalitzar-se el seu ús també augmentara la demanda de bateries.

És per aquests motius que hem cregut interessant investigar sobre la situació actual i futura del liti en l'ambit de la sostenibilitat, en especial la viabilitat de la seva explotació continuada i capacitat de fer front a una futura demanda amb uns costos ambientals, socials i econòmics raonables.

1.2. Què és el liti?

El liti es un metall alcali de color blanc platejat, i com tots els metalls alcalins és altament reactiu i inflamable. Aquesta alta reactivitat fa que mai es trobi en estat pur a la natura, on normalment es troba en compostos ionics. N'hi ha altes concentracions en argiles i salmorres, inclosa l'aigua de mar.[1]

Té aplicacions industrials en vidres i ceramiques resistents a la calor, aleacions lleugeres per aviació, material fusible en armes termonuclears i bateries de liti o liti-ió, a les quals es destina més de la meitat de la producció de liti.[1]

1.3. Història

Va ser descobert el 1817 per Johan August Arfwedson, pero fins 1821 no va ser aillat per William Thomas Brande, utilitzant un procès d'electrolisi amb oxid de liti. Al 1855 grans quantitats es van produir per electrolisi de clorur de liti, pero no va ser fins el 1923 que va començar-ne la producció comercial per electrolisi de clorur de liti i clorur de potassi.[2]

La primera gran aplicació del liti va ser en lubricants per motor d'avions i similars durant la Segona Guerra Mundial i poc despres. Durant la Guerra Freda va incrementar la demanda degut al seu us en armes de fusió nuclear. Posteriorment l'us per disminuir la temperatura de fusió del vidre i en la producció d'alumini van dominar el mercat, fins que al 2007 la producció de bateries es va convertir en el seu us principal.[2]

2. Impacte Ambiental

2.1. Extracció del liti

El liti es pot trobar en la salmorra i en minerals i existeixen diferents maneres d’extreure’l. El procés de produir carbonat de liti de la salmorra és molt favorable i molt més econòmic que l’extracció del mineral directament de la pedra. És per això que la mineria de la pedra gairebé ha sigut eliminada del mercat. L’any 1995 la producció de liti provenia un 65% del mineral, i tan sols un 35% de la salmorra. En el 2007, aquest percentatge no sols s’havia invertit, sinó que el 75% provenia de la salmorra. Parlem de salmorra quan ens referim a l’aigua amb una alta concentració de sal que es presenta de forma natural en llocs com rius i llacs salats o sobretot en aquest cas de salars.

2.1.1. Principals països d’extracció

Els dipòsits amb la concentració de salmorra més elevada es troben als salars de Xile, Argentina, Bolívia, Tibet i la Xina tot i que també s’extreu de llocs amb menys concentració com Silver Peak i Searles Lake als Estats Units. En la Figura 1 es mostra com les principals reserves de liti es concentren a Amèrica del Sud on Xile té aproximadament uns 7 milions de tones que representen un 39% de les reserves en salmorra i un 23% de les reserves totals, de les quals la gran majoria s’obtenen del Salar de Atamaca. D’altra banda, Bolívia compta amb 5,5 milions de tones situades al salar de Uyuni de les que fa poc se n’ha començat a extreure’n.

Figura 1. Reserves mundials estimades (2009)

És interesant notar com Xile, Bolívia i Argentina concentren a dia d'avui aproximadament el 85% de les reserves de liti en salmorra i un 70% de les reserves totals. No es estrany, doncs, que es refereixi a aquesta regió com el “triangle del liti” o com ”l’Aràbia Saudita del Liti”.

2.2. Mètode d’extracció

Existeixen varis mètodes per l’extracció de la salmorra, depenent de la quantitat d’altres elements presents en el dipòsit explotat, ja que, és molt habitual trobar el liti barrejat amb sodi, magnesi, calci, bor, brom, clor, nitrats, potassi, clorurs, ferro, sulfats i carbonats. Les concentracions d’aquests minerals amb el liti varien segons el salar i la seva ubicació.

Per a l’extracció del liti es perfora la terra per obtenir la salmorra que és bombejada a la superfície on és dipositada en unes grans piscines o llacs artificials, d’aquesta manera queda exposada al sol, que és abundant durant tot l’any en aquestes regions on, a més a més, hi ha una tassa de precipitacions gairebé nul•la. Tot seguit, la salmorra s’evapora deixant en forma sòlida la sal comuna (clorur de sodi) que se separa de la resta, després és necessari separar la resta d’elements esmentats amb els que es troba barrejat el liti mitjançant calç. El producte resultant d’aquests processos és el líquid de liti que passa per una planta processadora per obtenir el liti pur al 97%. Per últim, s’hi afegeix carbonat de sodi a una de 60º a 80º i se’n extreu l’excedent, el resultat és el carbonat de liti que té una aparença semblant a una pols blanca.

2.3. Impactes Mediambientals

Els principals impactes ambientals de l’extracció del Liti són molt semblants a l’extracció d’altres minerals com són el consum i contaminació de l’aigua impactes en el paisatge, introducció de camins d’exploració en ecosistemes sensibles, instal•lació d’infraestructures, impacte en la flora i la fauna i generació de residus sòlids i químics.

Tal i com hem explicat, en el procés d’extracció s’evapora una gran quantitat d’aigua. El liti, esta present en concentracions molt baixes en la salmorra, per tant, s’estima que per cada tona de liti que es vol obtenir s’evaporen milions de litres d’aigua, per això també es considera la mineria del liti en salines una mineria de l’aigua. Així que estem parlant de l’eliminació de grans quantitats d’aigua que s’acaben evaporant en un dels ecosistemes més fràgils que es coneixen.

La contaminació de l’aire, l’aigua i el sòl en l’extracció del liti és generalment una gran preocupació. Es necessiten grans quantitats de químics tòxics, carbonat de sodi, bases i àcids per processar el liti i l’escapament d’aquests químics per mitjà de la lixiviació, vessaments o emissions atmosfèriques posa en perill a les comunitats i a l’ecosistema. Ja hi ha informes sobre el Salar de Atacama de Xile que descriuen un paisatge marcat per muntanyes de sal descartada i grans canals plens d’aigua blava contaminada amb químics.

Existeix també un perill potencial en les perforacions que es realitzen per extreure el liti, ja que, hi han moltes probabilitats de que es perforin zones subterrànies que contenen aigua potable que s’utilitza en pous per les comunitats. De fet ja s’han realitzat algunes demandes després de realitzar inspeccions tècniques realitzades per biòlegs on asseguren que s’han arribat a perforar aqüífers d’aigua potable.

Tot i que funcionaris bolivians diuen que les necessitats d’aigua per la producció de liti seran mínimes, les seves estimacions es basen en informació molt limitada i incompleta que fan que sigui difícil una verdadera mesura de la situació. Actualment moltes de les extraccions que s’estan fent s’han començat a dur a terme sense gairebé previ avís i sense avaluar i estudiar els danys a llarg termini, cosa que podria posar en perill les poblacions de la zona.

Existeixen projectes per l’extracció de liti gran escala sobretot amb l’objectiu de fabricar bateries d’automòbils elèctrics que provocarien greus riscos en l’ecosistema si no s’estudien amb profunditat els danys que poden ocasionar. Seria recomanable mantenir un ull a sobre de l’extracció del liti ja que és molt probable que algun dia acabi substituint al petroli quan aquest s’esgoti i s’acabi convertint en una nova guerra de companyies que continuaran destruint ecosistemes.

2.4. Efectes en la salut

El liti per si sol és perillós per a la salut. Respirar liti, o algun dels seus compostos, provoca irritació en les vies respiratories. Si augmenta la cantitat, pot arribar a provocar una acomulació de liquids en els pulmons: edema pulmonar. A més, manipular liti és perillós, ja que en contacte amb la humitat reacciona i es converteix en un hidroxid càusitc. Es pot manipular fàcilment si està submergit en un material amb el que no reaccioni; com la nafta, un compost d'hidrocarburs.

2.5. Reciclatge

Els fabricants de bateries estan buscant superar la seva dependència del liti mitjançant la seva reutilització en altres aplicacions a través del reciclatge de les seves bateries un cop aquestes han esgotat el seu temps de vida. El problema és que no els proporciona un benefici econòmic reciclar aquestes bateries. El percentatge de pes del liti que forma la bateria és molt petit i són més econòmiques que les bateries de cobalt o níquel. Els beneficis econòmics del reciclatge de bateries de liti vindria precisament del cobalt i el níquel que tenen preus més elevats que el liti. El procés de reciclatge costa unes cinc vegades més que simplement continuar extraient-lo, i mentre aquests percentatges no s’inverteixin, les grans companyies no es preocuparan de reciclar-lo. Així que actualment gairebé gens del liti utilitzat en bateries és reciclat.

No obstant, si que hi ha alguna empresa que ha decidit reciclar el liti de les seves bateries. De fet, en el moment que es tira una bateria de liti utilitzades per l’automoció perquè ja no te potencia per fer córrer el cotxe, la bateria en sí encara té un 80% de la seva càrrega així que abans de passar per un centre de reciclatge, aquestes bateries són utilitzades en alguns casos per mantenir algunes xarxes, sobretot juntament amb fonts d’energia que poden no ser tan constant, com l’eòlica o la solar. Les bateries poden emmagatzemar energia per ajudar que el flux de l’electricitat es mantingui en equilibri.

3. Impacte Social

La major part del liti arreu del món es troba en països sud americans, sobretot Xile, Argentina i Bolívia; on per extreure el mineral es du a terme una extensiva industrialització de zones altrament humils i majoritàriament agrícoles. Això provoca impactes socials tant positius com negatius. Un dels més obvis és la creació de llocs de treball. Però aquests tenen un alt cost. Un exemple de la classe d'impacte que aquest tipus d'operacions poden tenir, és el cas de la mina de San Cristóbal. Per tal de iniciar les operacions, es va moure a tota una comunitat i es van començar excavacions en el que era un lloc sagrat per a aquesta.

Els efectes positius que una operació d'aquestes característiques pot tenir en la població són sempre temporals, però el mal que pot fer és per sempre.

Altres impactes negatius sobre la gent que ja viu en aquestes zones són el fet que les infraestructures de la zona es veuran sobre utilitzades, i varis serveis públics es poden veure també afectats.

Aquests són només impactes generals que qualsevol explotació minera pot ocasionar. Però la extracció del liti concretament té impactes socials propis: En primer lloc, la contaminació que extreure el liti comporta. Aquest tema s'entrellaça amb el de l'impacte mediambiental del liti. Sense entrar en detalls, la extracció de liti inevitablement danya la terra i l'ús de productes químics perillosos pot contaminar l'aire i el medi de la zona en general.

A Xile, per exemple, la extracció de liti utilitza grans quantitats d'aigua, i per tant ocasiona conflictes entre les distintes comunitats. A Argentina, la extracció de liti ha contaminat rius que es fan servir tant per a consum humà com per la ramaderia o la agricultura en aquella zona. Finalment, es donen casos de problemes amb les pastures i plantacions.

Els impactes socials no es limiten a la contaminació del medi, sino que també hi ha efectes en el turisme. Perdent zones que altrament serien centres turístics, afectant també la economia de la zona.

A més, alguns grups ambientalistes argumenten que el liti causarà una gran crisis d’aigua, i que la regió Boliviana ja pateix d’una seria escassetat hídrica que afecta als productors de quinoa (cereal), a la criança de llames (alpaques), a la vital indústria del turisme i a les fonts d’aigua potable.

Tot i això, la extracció del liti és, en general, menys dolenta que la de la majoria de minerals.

Cal destacar que, dels tres principals productors de liti, Bolívia és en la que s'ha mantingut una política més enfocada als efectes socials en la seva població, i menys en el benefici econòmic que es pot treure de la extracció de recursos. El Salar de Uyuni és un exemple d'això. El govern Bolivià no permet a cap companyia extrangera explotarlo, conformantse amb una producció anual més modesta, però no perjudicant a la comunitat ja establerta, i al turisme.

4. Impacte Economic

4.1. Evolució de la Indústria

Hi ha suficients recursos per complir la demanda de Liti, però el 70% d'aquests recursos es troben situats a les regions d'Argentina, Bolívia i Xile. Això comporta un problema degut al risc per accedir als materials base que són accessibles en determinats punts geogràfics. Els governs d'aquests països poden afectar al subministrament de Liti provocant un encariment del producte.

Degut a que el Liti cada cop s'utilitza en camps més diversos (farmacèutiques, automòbils, ceràmica, construcció,...) han començat a aparèixer algunes aliances inter-governamentals per assegurar l'extracció de Liti ja que el comencen a tractar com una futur font d'energia.

Algunes companyies de cotxes s'han aliat amb companyies que busquen Liti i ha invertit per poder crear dipòsits d'extracció a Argentina per assegurar-se que tindran material necessari. En canvi Japó va oferir a Bolívia un pacte en el qual deien que els hi oferirien ajuda econòmica a canvi del subministrament de Liti i altres metalls poc comuns.

Aquests pactes van provocar que es reduís la competència per l'obtenció del Liti i una disminució en la variació del preu. Del 2000-2010 el preu del Liti es va triplicar.

Figura1: Fluctuació del preu del Liti amb un augment en els últims 10 anys

El preu del Liti i el seu subministrament es preveu que serà alterat per una sèrie de factors tals com: demanda addicional del camp de l'electrònica, relacions geo-politiques, impacte medioambiental de les mines, nous mètodes de mobilitat.

Les previsions sobre el Liti obtingudes a partir d'uns estudis arribaven a la conclusió de que la demanda de Liti anirà en augment degut a l'aparició de cotxes elèctrics arribaran a un 25% de la demanda del Liti i de el jaciment de Liti de Xile es pot veure afectat per les lleis de restricció provocant que passi a ser el 3r lloc de subministrament per darrere d'Argentina i Austràlia.

5. Conclusions

Com hem vist, el liti és i continuarà sent en un futur proper un material important, degut al cada cop més extes ús de bateries de liti, que encara s'extendrà més degut als cotxes elèctrics. Això comportara un augment de la demanda i per tant s'incrementarà el nombre d'explotacions de liti, amb les importants conseqüencies que hem esmentat:

1. Ambientals:
   • Alteració d'ecosistemes
   • Contaminació d'aquifers subterranis
   • Creació de grans quantitats de residuus
   • Evaporació massiva d'aigua potable
2. Socials:
   • Desplaçament de comunitats
   • Creació de llocs de treball temporals
   • Possible falta d'aigua
3. Economics:
   • Creació de monopolis
   • Important font d'ingressos pels paisos productors

Per acabar, també hem vist que com a regla general no es recicla a pesar de ser perfectament possible, la qual cosa vol dir que s'estan malgastant recursos innecessariament. Per tant de cara al futur seria interessant que s'incrementes el reciclatge de liti, cosa que pot ser que passi si el preu continua pujant ja que a la llarga serà rendible, però al ritme actual de creixement de preus poden passar decades abans no costi el mateix reciclar que extreure.

6. Bibliografia

1. "Lithium" [en línia] Wikimedia Foundation, Inc., 2013 [Consulta: 20 de maig 2013] Disponible a: <http://en.wikipedia.org/wiki/Lithium>

2. Winter, M. "Lithium: Historical information" [en línia] Regne Unit: The University of Sheffield and WebElements Ltd, 1993-2012 [Consulta: 20 de maig 2013] Disponible a: <http://www.webelements.com/lithium/history.html>

3. "La extracción del Litio" [en línia] Córdoba: Universidad Nacional de Rosario, 2010 [Consulta: 16 maig 2013]. Disponible a: <http://unr.edu.ar/noticia/5765/la-extraccion-del-litio>

4. "¿Cuáles son los impactos ambientales y la salud de la explotación de litio?" [en línia] Esquel [Consulta: 16 maig 2013]. Disponible a: <http://www.noalamina.org/mineria-preguntas-frecuentes/mineria-general/icuales-son-los-impactos-ambientales-y-la-salud-de-la-explotacion-de-litio>

5. Lagos Miranda, C. "Antecedentes para una Política Pública en Minerales Estratégicos: Litio" [en línia]. 2009. [Consulta: 18 maig 2013]. Disponible a: <http://www.cochilco.cl/descargas/estudios/informes/litio/informe_minerales_estrategicos_litio.pdf>

6. Feuersenger, W.; Gitow, A. [en linia]. 2012 [Consulta: 18 maig 2013]. Disponible a: http://www.youtube.com/watch?v=Og9AfH0mibI

7. "Lithium mining" [en línia] . [Consulta: 18 maig 2013]. Disponible a: <https://sites.google.com/site/lithiumminecom/lithium-mining>

8. "The Lithium Battery Recycling Challenge" [en línia].Oklahoma: PennWell Corporation, 2013 [Consulta: 26 maig 2013]. Disponible a: <http://www.waste-management-world.com/articles/print/volume-12/issue-4/features/the-lithium-battery-recycling-challenge.html>

9. Hall-Geisler, K. "Can Electric Car Batteries Be Recycled?" [en línia] . 06 desembre 2011. [Consulta: 27 maig 2013]. Disponible a: <http://www.howstuffworks.com/can-electric-car-batteries-be-recycled.html>

10. Rebecca Hollender i Jim Shultz. Bolivia and its Lithium [PDF en linia]: Can the “Gold of the 21st Century” Help Lift a Nation out of Poverty? Maig 2012. [Maig 2013]. Disponible a: <http://www.ifg.org/pdf/DClithiumfullreportenglish.pdf>

11. Joseph Zacune. Lithium [PDF en linia]: John Hyland, Becky Slater i altres. Vienna: GLOBAL 2000, Febrer 2013 [Maig 2013]. Disponible a: <http://www.foeeurope.org/sites/default/files/publications/13_factsheet-lithium-gb.pdf>

12. Bart. Down To Earth [en linia]: Lithium mining: cleaner than coal, but… Gener de 2010 [Maig 2013]. Disponible a: <http://www.downtoearthnw.com/blogs/down-earth/2010/jan/28/lithium-mining-cleaner-coal/>

13. Agencia de Noticias UN. Lithium mining has social costs for Latin America [en linia]: Novembre 2012 [Maig 2013]. Disponible a: <http://www.agenciadenoticias.unal.edu.co/ndetalle/article/lithium-mining-has-social-costs-for-latin-america.html>

14. Julie Schwietert. Bolivia to become world battery capital? [en linia]: Juliol de 2009 [Maig de 2013]. Disponible a: <http://matadornetwork.com/change/bolivia-to-become-world-battery-capital/>

15. figura1: http://www.waste-management-world.com/content/dam/etc/medialib/new-lib/wmw/print-articles/2011/july/22395.res/_jcr_content/renditions/pennwell.web.400.200.jpg

16. Francisca, P. Mercado del Litio: Análisis 2012-2020. [en línia] Mineria Chilena [Consulta: 20 maig 2013]. Disponible a: <http://www.mch.cl/revistas/index_neo.php?id=2061>