Piloto de cristalización de carbonato de litio

Una configuración de referencia para producir carbonato de litio grado batería a escala piloto, desde concentrado de salmuera o litio reciclado.

Alcance

Evaporador: MVR o de película descendente, 50–200 L/h, para concentrar el litio a 20–25 g/L.
Intercambio iónico de pulido: columna de resina selectiva para retirar Ca, Mg y B antes de la carbonatación.
Reactor de carbonatación: 100–300 L, encamisado, con control de pH y dosificación; adición de Na₂CO₃ a 80–90 °C.
Centrífuga: de discos o peladora, 0,5–2 m³/h.
Secador: de vacío o de bandejas, 80–120 °C, para menos de 0,2 % de humedad.
Retorno de licor madre: estanque y bomba, para recuperar litio y controlar el rendimiento.

La calidad se decide en tres puntos

1. Pulido antes de la carbonatación. El calcio y el magnesio coprecipitan con el carbonato y son la razón habitual de no alcanzar grado batería. Retírelos antes: aguas abajo no se corrige.

2. Siembra y sobresaturación. La sobresaturación controlada con semilla da partículas uniformes y filtrables. Una dosificación rápida produce un gel que ciega la centrífuga.

3. Lavado. El sodio es la impureza residual principal: un lavado corto por desplazamiento con agua desionizada lo retira sin disolver producto; demasiada agua cuesta rendimiento.

Servicios y materiales

Los reactores de carbonatación suelen ser 316L: el licor es benigno para el inoxidable, pero la pulpa es abrasiva en bombas y válvulas, así que use válvulas de manguito en las líneas de pulpa. Para grado batería, el lavado exige agua desionizada.

Producción típica y límites del piloto

10–50 kg/h de producto bastan para muestras de calificación y para fijar la distribución de impurezas y el rendimiento del estudio de factibilidad. Pero un piloto de 20–50 L/h tiene de tres a cinco veces más área de transferencia por unidad de volumen que la unidad de producción, así que no mostrará el ensuciamiento que limita al equipo grande; y su residencia pasa de 40–60 min a dos o cuatro horas, lo que engruesa el cristal y oculta los finos que después ciegan la centrífuga.

Trate el piloto como confirmación química, no como base de dimensionamiento: resuelve la ventana operativa —relación sodio/litio que mantiene el sulfato en solución, temperatura de carbonatación y razón de lavado—, pero no el caudal de circulación de un cristalizador de circulación forzada ni la política de siembra. Para eso hay que operar al menos diez recambios de volumen con el mismo reciclo de pulpa de la planta y licor madre cerrado cinco a diez reciclos antes de creer las cifras.

Envíenos su concentración de litio, perfil de impurezas y grado objetivo, y dimensionaremos el tren y la etapa de lavado.