La evaporación de agua en el proceso de extracción de litio - Martinez, A. (2021)
El litio es un elemento químico estratégico por sus diversos usos, principalmente en tecnología. Actualmente, la obtención de litio en fase acuosa a partir de salmueras continentales es la alternativa más eficaz y económica. Para el procesamiento de litio, las salmueras son bombeadas desde cuencas cerradas y colocadas en grandes piletas abiertas al aire ambiente. En ellas, se produce la evaporación natural del agua, aumentando la concentración de litio. Debido a que una gran cantidad de agua se pierde en la evaporación, en una región donde la misma no abunda, actualmente se sigue en la búsqueda de procesos más eficientes. En este trabajo se desarrolla un modelo matemático para describir el proceso de aceleración de la evaporación del agua que produce un sistema evaporador comercial. Dicho sistema atomiza la salmuera contenida en las piletas, favoreciendo la evaporación del agua en las gotas producidas. El modelo matemático propuesto permite calcular la distribución de tamaño de gotas del líquido atomizado. Luego, mediante la resolución de balances de masa y fuerza, se describe la evolución de la posición y tamaño de las gotas en vuelo. Por último, se estima el caudal evaporado y la distancia a la que las gotas retornan a la superficie de la pileta. Mediante simulaciones, se explora el impacto de las condiciones operativas y climáticas sobre los resultados del modelo. Finalmente, se reportan los beneficios de utilizar el sistema evaporador con respecto al proceso tradicional para cada escenario estudiado.