WO2019190301A1 - Method for leaching lithium contained in clays with muscovite and sanidine - Google Patents

Method for leaching lithium contained in clays with muscovite and sanidine Download PDF

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Roberto Pérez Garibay
Yutzil HERNÁNDEZ ACEVEDO
Juan Carlos Fuentes Aceituno
Daniel MENDIETA GEORGE
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Definitions

  • Figure 1 illustrates a diffractogram of head mineral clay.
  • Figure 3B illustrates the diffraction patterns of the retained mass in the> 100 mesh.
  • Figures 8A, 8B, 8C and 8D show the effect of H2SO4 concentration and temperature on the emetic leaching of pulp lithium with 3.33% of agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c ) 100 ° C and (d) 150 ° C.
  • Figures 12A, 12B, 12C and 12D illustrate the leaching with sulfuric acid of 10% agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c) 100 ° C and (d) 150 ° C.
  • Figures 19A and 19B illustrate a comparison of the particle size distributions respectively of (a) before and (b) after leaching.
  • Figures 20A, 20B and 20C illustrate Arrhenius graphs of apparent kinetic constants, obtained for a chemical reaction control of leaching with H2SO4 from one pulp respectively with a) 3.3% solids and b) 6.6% solids and c) 10% solids.
  • Figures 21 A, 21B and 21C illustrate the estimation of the reaction order of leaching with sulfuric acid with percentages of solids in the pulp respectively of a) 3.3%, b) 6.6% and c) 10%.
  • Figures 8A to 8D show the effect of acid concentration and temperature on the leaching kinetics of lithium, when working with a leaching mixture containing 3.33% solids.
  • the increase in acid concentration increases the percentage of leached lithium (after 0.6 M the percentage of leached Li is approximately constant) and that comparing figures 8A at 8C it can be seen that the temperature increases the percentage of leached lithium. It is also observed that in all tests a passivation of the leaching occurs after the first hours.
  • the fact that the leaching efficiency falls due to the concentration of solids may be due to the fact that, during the tests, the autoclaves were not mechanically agitated due to their configuration, and as a consequence, when accumulating more solids, layers of agglomerates were formed in the bottom of the reactor that hindered the dissolution.
  • Table 4 shows a summary of the values obtained from Figure 20.
  • the apparent average activation energy, obtained for the leaching reaction working at low temperatures (25-50 ° C) is 11.56 KJ / mol, while for high temperature leaching (100-150 ° C) a value of -1.74 KJ / mol is obtained.
  • the leaching experiments were carried out in small cylindrical autoclaves of 30 ml capacity, which are made up of a stainless steel housing, inside which Teflon reactors were placed to carry out the reactions.
  • the temperature of these autoclaves was automatically regulated in a programmable homo, in which the heating rate, the working temperature and the residence time at constant temperature were established.
  • glass materials commonly used in a chemical analysis laboratory were used.
  • the samples of the lithium concentrate were deposited in the Teflon container of the autoclave, together with the sulfuric acid solution. After a set time and temperature, the autoclave was cooled and subsequently opened to extract the leaching solution and the remaining solid.
  • the leaching liquor was analyzed by AA (atomic absorption spectroscopy) to determine the amount of lithium extracted, while the solids were washed, filtered and dried for further analysis in MEB (scanning electron microscope).

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Abstract

Described as a method for recovering lithium from clay, which comprises: (a) providing a quantity of clay that has a content of muscovite and sanidine clay; (b) separating the clay particles that have a particle size of less than 20 µm, preferably by means of sieving or magnetic separation; (c) leaching said particulate material with acid, preferably sulphuric acid; and (d) obtaining a quantity of leached lithium.

Description

Proceso para la lixiviación de litio contenido en arcillas con moscovita y sanidina  Process for leaching lithium contained in clays with muscovite and sanidine
Campo de la invención. Field of the invention.
La invención se refiere a procesos de obtención de litio, particularmente a procesos para la lixiviación de litio. Más particularmente se refiere a procesos para la extracción de litio de arcillas provenientes de salares.  The invention relates to processes for obtaining lithium, particularly to processes for leaching lithium. More particularly, it refers to processes for the extraction of lithium from clays from salt.
Antecedentes generales de la invención. General background of the invention.
El litio (Li) es un material catódico excepcional para fabricar baterías recargables, que son dispositivos de almacenamiento de energía modernos. El continuo aumento de la demanda de litio en estos dispositivos ha incrementado significativamente su valor. Sin embargo, la baja distribución de litio en la corteza terrestre y en el agua de mar, hacen que cada vez sea más necesario encontrar nuevos procesos para extraerlo, razón por la cual se ha encarecido su valor. En este contexto se requiere encontrar nuevas alternativas tecnológicas para el procesamiento eficiente de los minerales que contengan litio, incluyendo a las arcillas que naturalmente tienen bajos contenidos de este metal, además de otras fuentes de litio como son, agua de mar o el reciclado de las baterías de litio [1].  Lithium (Li) is an exceptional cathodic material for manufacturing rechargeable batteries, which are modern energy storage devices. The continuous increase in the demand for lithium in these devices has significantly increased its value. However, the low distribution of lithium in the earth's crust and seawater makes it increasingly necessary to find new processes to extract it, which is why its value has become more expensive. In this context, it is necessary to find new technological alternatives for the efficient processing of lithium-containing minerals, including clays that naturally have low contents of this metal, as well as other sources of lithium such as seawater or the recycling of minerals. lithium batteries [1].
La extracción de litio de arcillas no es un proceso industrial común y los pocos estudios de extracción existentes han sido por la vía pirometalúrgica, lo cual presenta un panorama desalentador debido al elevado consumo d!e energía requerido en el proceso de tostado y al alto consumo de reactivos. Es por lo anterior que es necesario centrar los esfuerzos en desarrollar nuevos procesos de extracción más económicos y sustentables y esta es la razón por la cual, se tiene interés en estudiar alternativas hidrometalúrgicas de extracción que sean económica y ambientalmente sustentables.  The extraction of lithium from clays is not a common industrial process and the few existing extraction studies have been by pyrometallurgical route, which presents a daunting panorama due to the high energy consumption required in the roasting process and the high consumption of reagents. It is for this reason that it is necessary to focus efforts on developing new, more economical and sustainable extraction processes and this is the reason why we are interested in studying hydrometallurgical extraction alternatives that are economically and environmentally sustainable.
Básicamente existen tres tipos de fuentes comerciales de litio: 1) Pegmatitas; 2) Salmueras; 3) Algunas arcillas. Se conocen cerca de 130 minerales de litio, y a excepción de 14 de ellos que son fluoruros y carbonates muy raros (gricéite [LiF], zabuyelita [LiCOa], crioUtionita [NaaLiaAlaFia]), los portadores de litio son en su mayoría silicatos, fosfatos y boratos [2]. Entre estos últimos minerales, los siguientes tienen un valor económico potencial:  There are basically three types of commercial sources of lithium: 1) Pegmatites; 2) Pickles; 3) Some clays. About 130 lithium minerals are known, and with the exception of 14 of them which are very rare fluorides and carbonates (gricéite [LiF], zabuyelite [LiCOa], cryoUtionite [NaaLiaAlaFia]), the lithium carriers are mostly silicates, phosphates and borates [2]. Among the latter minerals, the following have a potential economic value:
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Aunque las arcillas que contienen litio (i.e., hectorita) son la tercera fuente importante de este elemento, hay pocos procesos comerciales para extraer este elemento de las arcillas. Esto se debe principalmente a que la extracción de litio de salmueras y minerales es más rentable [3,4]. El coste total de los procesos, que involucran tratamientos pirometalúrgicos, se ve afectado significativamente por procesos tales como molienda fina, testación a alta temperatura, electrólisis y evaporación [5].  Although clays containing lithium (i.e., hectorite) are the third important source of this element, there are few commercial processes to extract this element from clays. This is mainly because lithium extraction from brines and minerals is more profitable [3,4]. The total cost of the processes, which involve pyrometallurgical treatments, is significantly affected by processes such as fine grinding, high temperature testing, electrolysis and evaporation [5].
El procesamiento de estos minerales de la técnica previa implica inicialmente la fragmentación y molienda de los minerales cabeza, seguida de la concentración mediante técnicas tales como flotación, separación magnética, clasificación óptica o separación de medios pesados, para producir concentrados que contienen de 4% a 6% en peso de LiaO. The processing of these prior art minerals initially involves the fragmentation and grinding of the head minerals, followed by concentration by techniques such as flotation, magnetic separation, optical classification or separation of heavy media, to produce concentrates containing 4% to 6% by weight of LiaO.
Posteriormente estos concentrados pasan a procesos de tostado y/o lixiviación para extraer el litio en una solución acuosa. Durante la testación se añaden hidróxidos metálicos, sales o ácidos para producir compuestos lixiviables como sulfato, cloruro y carbonato de litio. Una vez lixiviado el litio y otros elementos que se disuelven Subsequently, these concentrates go to roasting and / or leaching processes to extract lithium in an aqueous solution. During the test, metal hydroxides, salts or acids are added to produce leachable compounds such as sulfate, chloride and lithium carbonate. Once leached lithium and other elements that dissolve
» · simultáneamente, se lleva a cabo una purificación mediante métodos de precipitación para eliminar las impurezas tales como Ca, Mg, Al y Fe, seguido de la concentración del contenido de litio mediante intercambio iónico o evaporación.  »· Simultaneously, purification is carried out by precipitation methods to remove impurities such as Ca, Mg, Al and Fe, followed by the concentration of the lithium content by ion exchange or evaporation.
En el proceso de la técnica previa además se utilizan etapas tales como cristalización, carbonatación o electrodiálisis para producir compuestos de litio (U2CO3, LiCl, LiOH) de uso comercial [6]. In the prior art process, steps such as crystallization, carbonation or electrodialysis are also used to produce lithium compounds (U 2 CO 3 , LiCl, LiOH) for commercial use [6].
En las arcillas más comunes, el litio generalmente se encuentra en concentraciones que pueden variar desde 7 ppm hasta 6,000 ppm [7]. En 1988 Crocker y col. [4] del Servicio de Minas, de EUA, reportaron un extenso estudio sobre la recuperación del litio a partir de arcillas de bajo grado de Nevada. En este trabajo se emplearon varios métodos para extraer el litio de estas arcillas, entre ellos la testación combinada con lixiviación con dióxido de azufre, o con ácido clorhídrico. Los autores encontraron que la lixiviación del litio, tostando las arcillas con KC1 y CaCOs, o con KC1 y CaS04 a 800°C por 4 h, es ineficiente debido a la pérdida de compuestos volátiles de este elemento. In the most common clays, lithium is usually found in concentrations that can range from 7 ppm to 6,000 ppm [7]. In 1988 Crocker et al. [4] the Mines, US, reported an extensive study on the recovery of lithium from low grade clays Nevada. In this work several methods were used to extract the lithium from these clays, among them the combined test with leaching with sulfur dioxide, or with hydrochloric acid. The authors found that the leaching of lithium, roasting the clays with KC1 and CaCOs, or with KC1 and CaS0 4 at 800 ° C for 4 h, is inefficient due to the loss of volatile compounds of this element.
Para extraer el litio de una arcilla de montmorillonita con hectorita (0.35% de Li), se ha reportado (US4588566) un proceso en dos etapas que implica el pretratamiento de la arcilla con una base acuosa, constituida por carbonates o hidróxidos de sodio o potasio, seguida de una lixiviación con ácido sulfúrico. Al principio la arcilla se lavó con una sustancia cáustica a 85°C durante 3 h. El residuo obtenido después de la filtración se lixivió con H2SO4 al 95% a 85°C, durante 3 h a un pH controlado de 1. La suspensión se calentó posteriormente a 100°C durante 5 h, antes de enfriarse a temperatura ambiente. Con el fin de precipitar las impurezas, se le dio un tratamiento adicional a la suspensión, primero agregando cal para llevar el pH a 7, y después añadiendo ceniza de sosa para elevarlo hasta pH 12. El licor de lixiviación purificado fue finalmente carbonatado a alta temperatura, añadiendo carbonato sódico para producir LÍ2CO3. Durante este proceso se obtuvo una extracción máxima de litio del 66%. To extract the lithium from a montmorillonite clay with hectorite (0.35% Li), a two-stage process has been reported (US4588566) that involves the pretreatment of the clay with an aqueous base, consisting of carbonates or sodium or potassium hydroxides , followed by leaching with sulfuric acid. At first the clay was washed with a Caustic substance at 85 ° C for 3 h. The residue obtained after filtration was leached with 95% H2SO4 at 85 ° C, for 3 h at a controlled pH of 1. The suspension was subsequently heated at 100 ° C for 5 h, before cooling to room temperature. In order to precipitate the impurities, an additional treatment was given to the suspension, first adding lime to bring the pH to 7, and then adding soda ash to raise it to pH 12. The purified leaching liquor was finally carbonated at high temperature, adding sodium carbonate to produce L2CO3. During this process a maximum lithium extraction of 66% was obtained.
Posteriormente, en un estudio realizado por Amer [8] se evaluó la lixiviación directa de una arcilla de bentonita de la región de El-Fayoum (Egipto), que contenía 1.2% de LÍ2O. La arcilla se lixivió en una solución de H2SO4 (7 M) a distintas temperaturas; en una autoclave de tipo molino de bolas. El mayor porcentaje de recuperación de litio fue de 90% y se obtuvo después de 1.5 h de lixiviación.  Subsequently, in a study conducted by Amer [8], direct leaching of a bentonite clay from the El-Fayoum region (Egypt), containing 1.2% of LIO2O, was evaluated. The clay was leached in a solution of H2SO4 (7 M) at different temperatures; in a ball mill type autoclave. The highest recovery percentage of lithium was 90% and was obtained after 1.5 h of leaching.
Finalmente, la solicitud de patente US20170175228 describe un método de extracción de lito de arcillas por medio de lixiviación con ácido nítrico en condiciones que no se lixivien otros metales.  Finally, patent application US20170175228 describes a method of lithium extraction from clays by means of leaching with nitric acid under conditions that other metals are not leached.
Breve descripción de la invención. Brief description of the invention.
Un objetivo de la presente invención comprende proporcionar un proceso de concentración de arcillas con litio.  An object of the present invention comprises providing a process of concentration of clays with lithium.
Otro objeto de la invención, comprende proporcionar un proceso para la lixiviación de arcillas con soluciones acuosas de ácido sulfúrico.  Another object of the invention comprises providing a process for leaching clays with aqueous solutions of sulfuric acid.
Los anteriores objetivos se alcanzan por medio de proporcionar un proceso de extracción de litio por medio de selección de tamaño de partícula de arcillas y lixiviación árida de arcillas.  The above objectives are achieved by providing a lithium extraction process by selecting particle size of clays and arid leaching of clays.
Conforme a la presente invención se describe un proceso para la recuperación de litio de arcilla, que comprende: (a) proporcionar una cantidad de arcilla que tiene un contenido de arcilla moscovita y sanidina; (b) separar las partículas de arcilla que tienen un tamaño de partícula menor a 20 pm, de preferencia por medio de cribado o separación magnética; . (c) lixiviar con ácido, de preferencia árido sulfúrico, dicho material particulado, y (d) obtener una cantidad de litio lixiviado  In accordance with the present invention, a process for the recovery of clay lithium is described, which comprises: (a) providing an amount of clay having a muscovite and sanidine clay content; (b) separating clay particles having a particle size of less than 20 pm, preferably by screening or magnetic separation; . (c) leaching with acid, preferably sulfuric aggregate, said particulate material, and (d) obtaining an amount of leached lithium
Breve descripción de las figuras. Brief description of the figures.
La figura 1 ilustra un difractograma de la arcilla mineral de cabeza.  Figure 1 illustrates a diffractogram of head mineral clay.
La figura 2 ilustra la distribución de tamaños de partícula del mineral cabeza. Figure 2 illustrates the particle size distribution of the head mineral.
La figura 3A ilustra los patrones de difracción de la masa retenida en la malla <635.  Figure 3A illustrates the diffraction patterns of the retained mass in the mesh <635.
La figura 3B ilustra los patrones de difracción de la masa retenida en la malla >100. Figure 3B illustrates the diffraction patterns of the retained mass in the> 100 mesh.
La figura 4 muestra el difractograma del extracto magnético. La figura 5 muestra los resultados de pruebas de concentración de la arcilla rica en litio. La figura 6 muestra el difractograma del concentrado con 863.1 ppm de Li. Figure 4 shows the diffractogram of the magnetic extract. Figure 5 shows the results of concentration tests of lithium-rich clay. Figure 6 shows the diffractogram of the concentrate with 863.1 ppm of Li.
La figura 7 muestra la distribución de tamaños de “partícula” del concentrado aglomerado.  Figure 7 shows the distribution of "particle" sizes of the agglomerated concentrate.
Las figuras 8A, 8B, 8C y 8D muestran el efecto de la concentración de H2SO4 y temperatura en la emética de lixiviación del litio de pulpas con un 3.33% de aglomerados respectivamente a (a) 25ºC, (b) 50°C, (c) 100°C y (d) 150ºC. Figures 8A, 8B, 8C and 8D show the effect of H2SO4 concentration and temperature on the emetic leaching of pulp lithium with 3.33% of agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c ) 100 ° C and (d) 150 ° C.
Las figuras 9A, 9B, 9C y 9D muestran gráficos en tres dimensiones del efecto de la concentración de ácido y del tiempo en la recuperación de litio. 3.3% de aglomerados respectivamente a (a) 25°C, (b) 50°C, (c) 100°C y (d) 150°C.  Figures 9A, 9B, 9C and 9D show three-dimensional graphs of the effect of acid concentration and time on lithium recovery. 3.3% of agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c) 100 ° C and (d) 150 ° C.
Las figuras 10A, 10B, 10C y 10D muestran el efecto de la concentración de H2SO4 y temperatura en la cinética de lixiviación del litio de pulpas con un 6.66 % de aglomerados respectivamente a (a) 25°C, (b) 50°C, (c) 100°C y (d) 150°C.  Figures 10A, 10B, 10C and 10D show the effect of H2SO4 concentration and temperature on the leaching kinetics of pulp lithium with 6.66% agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c) 100 ° C and (d) 150 ° C.
Las figuras 11A, 1 IB, 11C y 1 ID muestran gráficos en tres dimensiones del efecto de la concentración de ácido y del tiempo en la recuperación de litio. 6.6% de aglomerados respectivamente a (a) 25°C, (b) 50ºC, (c) 100ºC y (d) 150ºC.  Figures 11A, 1 IB, 11C and 1 ID show three-dimensional graphs of the effect of acid concentration and time on lithium recovery. 6.6% of agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c) 100 ° C and (d) 150 ° C.
Las figuras 12A, 12B, 12C y 12D ilustran la lixiviación con ácido sulfúrico de 10% de aglomerados respectivamente a (a) 25ºC, (b) 50°C, (c) 100ºC y (d) 150°C.  Figures 12A, 12B, 12C and 12D illustrate the leaching with sulfuric acid of 10% agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c) 100 ° C and (d) 150 ° C.
Las figuras 13A, 13B, 13C y 13D ilustran gráficos en tres dimensiones del efecto de la concentración de ácido y del tiempo en la recuperación de litio. 10% de aglomerados respectivamente a (a) 25°C, (b) 50ºC, (c) 100ºC y (d) 150ºC.  Figures 13A, 13B, 13C and 13D illustrate three-dimensional graphs of the effect of acid concentration and time on lithium recovery. 10% of agglomerates respectively at (a) 25 ° C, (b) 50 ° C, (c) 100 ° C and (d) 150 ° C.
La figura 14 muestra una micrografia con10000x del concentrado aglomerado.  Figure 14 shows a 10000x micrograph of the agglomerated concentrate.
Las figuras ISA y 15B son micrografias con 10000x de los residuos sólidos de la lixiviación por respectivamente: a) 3 horas y b) 12 horas.  Figures ISA and 15B are 10000x micrographs of solid leaching residues for respectively: a) 3 hours and b) 12 hours.
Las figuras 16A, 16B y 16C muestran micrografias a10000x de los aglomerados lixiviados durante 6 horas, que muestran el efecto de la concentración de ácido sulfúrico en su morfología, respectivamente a a) Concentrado inicial, b) 0.2 M de H2SO4 y e) 1.25 M H2SO4. Figures 16A, 16B and 16C show 10000x micrographs of the leached agglomerates for 6 hours, which show the effect of the concentration of sulfuric acid on their morphology, respectively a a) Initial concentrate, b) 0.2 M of H2SO4 and e) 1.25 M H2SO4.
Las figuras 17A y 17B son micrografias a 10000x de los aglomerados lixiviados durante 3 horas y en soluciones con 1.25 M de H2SO4, 3.3% de sólidos, los cuales muestran el efecto de la temperatura de lixiviación respectivamente a a) 25°C y b) 100°C. Figures 17A and 17B are 10000x micrographs of the leached agglomerates for 3 hours and in solutions with 1.25 M of H 2 SO 4 , 3.3% solids, which show the effect of leaching temperature respectively aa) 25 ° C and b ) 100 ° C.
Las figuras 18A y 18B muestran respectivas micrografias de los aglomerados de concentrado (a) antes de lixiviar y (b) después de la lixiviación.  Figures 18A and 18B show respective micrographs of the agglomerates of concentrate (a) before leaching and (b) after leaching.
Las figuras 19A y 19B ilustran un comparativo de las distribuciones de tamaños de partícula respectivamente de (a) antes y (b) después de la lixiviación.  Figures 19A and 19B illustrate a comparison of the particle size distributions respectively of (a) before and (b) after leaching.
Las figuras 20A, 20B y 20C ilustran gráficas de Arrhenius de constantes cinéticas aparentes, obtenidas para un control por reacción química de la lixiviación con H2SO4 de una pulpa respectivamente con a) 3.3% de sólidos y b) 6.6% de sólidos y c) 10% de sólidos. Figures 20A, 20B and 20C illustrate Arrhenius graphs of apparent kinetic constants, obtained for a chemical reaction control of leaching with H2SO4 from one pulp respectively with a) 3.3% solids and b) 6.6% solids and c) 10% solids.
Las figuras 21 A, 21B y 21C ilustran la estimación del orden de reacción de las lixiviaciones con ácido sulfúrico con porcentajes de sólidos en la pulpa respectivamente de a) 3.3%, b) 6.6% y c) 10%.  Figures 21 A, 21B and 21C illustrate the estimation of the reaction order of leaching with sulfuric acid with percentages of solids in the pulp respectively of a) 3.3%, b) 6.6% and c) 10%.
Descripción detallada de la invención. Detailed description of the invention.
La presente invención proporciona un proceso eficiente y simplificado para la recuperación de litio de arcilla, que comprende las etapas de (a) proporcionar una cantidad de arcilla que tiene un contenido de arcilla moscovita y sanidina; (b) separar las partículas de arcilla que tienen un tamaño de partícula menor a 20 mpi,· de preferencia por medio de cribado o separación magnética; (c) lixiviar dicho material particulado con ácido, de preferencia ácido sulfúrico, y (d) obtener una cantidad de litio lixiviado.  The present invention provides an efficient and simplified process for the recovery of lithium clay, which comprises the steps of (a) providing an amount of clay having a content of Muscovite and Sanidine clay; (b) separating clay particles having a particle size of less than 20 mpi, preferably by screening or magnetic separation; (c) leaching said particulate material with acid, preferably sulfuric acid, and (d) obtaining an amount of leached lithium.
La figura 1 presenta un difractograma del mineral de cabezas y en él se puede observar que los principales componentes de este mineral son la calcita, cuarzo, balita, albita, moscovita y sanidina. Cabe mencionar que, si bien el litio puede estar contenido en todos estos minerales, con excepción de la calcita, el cuarzo y la halita, estos resultados son insuficientes para conocer en cuál de los minerales restantes está contenido este metal. Este análisis coincide con los resultados mostrados en la tabla 1 del análisis químico por FRX, respecto a que las especies dominantes son los compuestos de Si y Ca.  Figure 1 shows a diffractogram of the mineral heads and it can be seen that the main components of this mineral are calcite, quartz, balite, albite, muscovite and sanidine. It should be mentioned that, although lithium may be contained in all these minerals, with the exception of calcite, quartz and halite, these results are insufficient to know in which of the remaining minerals this metal is contained. This analysis coincides with the results shown in Table 1 of the chemical analysis by FRX, with respect to which the dominant species are the compounds of Si and Ca.
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* AA. Espectroscopia de absorción atómica. La tabla 1 muestra la composición química por elementos, del mineral cabeza aunque cabe mencionar que, en la mayoría de las arcillas expuestas durante muchos años a la atmósfera, estos elementos se encuentran combinados con oxígeno. Además, es importante indicar que mediante esta técnica no fue posible detectar compuestos de litio, debido a que este metal no emite energía suficiente para ser detectada por fluorescencia de rayos X. Como ya se ha mencionado, el análisis químico del litio se realizó por espectrometría de absorción atómica. La concentración de litio resultante empleando esta técnica fue de 259.42 ppm.
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* AA. Atomic absorption spectroscopy. Table 1 shows the chemical composition by elements of the head mineral, although it is worth mentioning that, in most clays exposed to the atmosphere for many years, these elements are combined with oxygen. In addition, it is important to indicate that by this technique it was not possible to detect lithium compounds, because this metal does not emit enough energy to be detected by X-ray fluorescence. As already mentioned, the chemical analysis of lithium was performed by spectrometry Atomic absorption The resulting lithium concentration using this technique was 259.42 ppm.
En la figura 2 se muestra la distribución de tamaños de partícula del mineral cabeza. Como resultado de este estudio se obtuvo que el tamaño promedio (d80) de las partículas del concentrado es de 16 pm.  Figure 2 shows the distribution of particle sizes of the head mineral. As a result of this study it was obtained that the average size (d80) of the particles in the concentrate is 16 pm.
En la tabla 2 se muestran los resultados de la distribución de tamaños de partícula y de la distribución de contenidos de litio por tamaños de partícula, obtenidos a partir del tamizado en húmedo de una muestra de mineral de cabezas y el porcentaje de litio que contiene cada una de ellas, con respecto al contenido total. Estos resultados son interesantes porque de ellos se puede observar que el contenido de litio se concentra principalmente en las partículas más finas (menores a la malla 635). Nótese que aproximadamente el 55% de la masa total de la arcilla tiene un tamaño de partícula menor a 20 pm, en el cuál se concentra cerca del 80% del litio total.  Table 2 shows the results of the distribution of particle sizes and the distribution of lithium contents by particle sizes, obtained from wet sieving of a sample of mineral heads and the percentage of lithium contained in each one of them, with respect to the total content. These results are interesting because from them it can be seen that the lithium content is mainly concentrated in the finest particles (smaller than 635 mesh). Note that approximately 55% of the total clay mass has a particle size of less than 20 pm, in which about 80% of the total lithium is concentrated.
Tabla 2. Distribución de tamaños de partícula y distribución de contenidos de litio  Table 2. Distribution of particle sizes and distribution of lithium contents
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100.00% 100.00%
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100.00% 100.00%
Se analizó mediante DRX las masas retenidas en las mallas < 635 (figura 3A) y >100 (figura 3B), esto con el fin de mostrar las diferencias en composición de dichos sólidos. Comparando ambos difractogramas (figuras 3A y 3B), es posible percatarse de que en las partículas más finas (figura 3A -masas retenidas en las mallas < 635), aumenta la proporción de sanidina, moscovita y albita, mientras que en el caso de la calcita y el cuarzo disminuyen. También se presenta el caso contrario, donde en las partículas gruesas (figura 3B, masas retenidas en las mallas >100), existe mayor proporción de calcita y cuarzo, en comparación con el resto de los minerales. Una vez que se determinó que las partículas con tamaños menores a 20 mih tenían un contenido más alto litio, se establecieron los métodos de concentración que permitieran una fácil separación (concentración) de estas partículas ricas en litio, el cual consistió en: (a) Tamizado en húmedo, que consiste en preparar pulpas diluidas de partículas en suspensión, las cuales al sedimentar contenían 863 ppm de litio; y (b) concentración magnética, en seco y húmedo. The retained masses in meshes <635 (Figure 3A) and> 100 (Figure 3B) were analyzed by DRX, in order to show the differences in composition of said solids. Comparing both diffractograms (Figures 3A and 3B), it is possible to realize that in the finer particles (Figure 3A - masses retained in the meshes <635), the proportion of sanidine, muscovite and albite increases, while in the case of calcite and quartz decrease. The opposite case is also presented, where in coarse particles (Figure 3B, retained masses in meshes> 100), there is a higher proportion of calcite and quartz, compared to the rest of the minerals. Once it was determined that particles with sizes smaller than 20 mih had a higher lithium content, concentration methods were established that allowed easy separation (concentration) of these lithium-rich particles, which consisted of: (a) Wet sieving, which consists in preparing diluted pulps of suspended particles, which when sedimenting contained 863 ppm of lithium; and (b) magnetic concentration, dry and wet.
Tamizado en húmedo. Wet sieving.
Conforme a la presente invención, se realiza un tamizado en húmedo para separar las partículas más finas con alto contenido de litio. Para tal efecto, en vasos de precipitado de 2 litros, se añadieron 1800 mi de agua desionizada, y se agregaron 5, 25, 50, 75 y 100 gramos de mineral cabeza. Se dejaron reposar por un tiempo para que así las partículas gruesas se depositaran en el fondo del recipiente y las partículas finas quedaran en suspensión, posterior a esto, se procedió a decantar la solución con los finos, la cual se llevó a un secado por evaporación a 100°C para obtener el concentrado seco. Posteriormente, se analizó la composición de los sólidos para encontrar las condiciones más adecuadas para concentrar el mineral.  In accordance with the present invention, wet sieving is performed to separate the finest particles with high lithium content. For this purpose, in 2-liter beakers, 1800 ml of deionized water was added, and 5, 25, 50, 75 and 100 grams of head mineral were added. They were allowed to stand for a while so that the coarse particles were deposited in the bottom of the container and the fine particles were suspended, after this, the solution was decanted with the fines, which led to evaporation drying at 100 ° C to obtain the dry concentrate. Subsequently, the composition of the solids was analyzed to find the most suitable conditions to concentrate the mineral.
Concentración magnética. Magnetic concentration.
Alternativamente, la concentración de litio se consigue por medio de concentración magnética. En una primera realización, mediante un imán de neodimio se separaron las partículas paramagnéticas contenidas en una muestra seca de 500 g de mineral y posteriormente se llevaron a análisis químico, cristalográfico y morfológico. El imán utilizado en esta concentración de laboratorio tenía una potencia de 12,000 Gauss. Alternatively, the concentration of lithium is achieved by means of magnetic concentration. In a first embodiment, by means of a neodymium magnet, the paramagnetic particles contained in a dry sample of 500 g of ore were separated and subsequently carried out for chemical, crystallographic and morphological analysis. The magnet used in this laboratory concentration had a power of 12,000 Gauss.
En una segunda realización alternativa, se procedió a la separación magnética en un medio húmedo con el fin de prevenir que partículas no magnéticas sean arrastradas mecánicamente por las partículas paramagnéticas. Para tal efecto el mineral se mezcló con agua b¾o agitación y enseguida se introduce el imán de neodimio. Se observó que con el método de separación en húmedo se obtienen concentrados de mayor grado que aquellos obtenidos mediante la separación magnética en seco. In a second alternative embodiment, magnetic separation was carried out in a humid medium in order to prevent non-magnetic particles from being mechanically dragged by the paramagnetic particles. For this purpose the mineral was mixed with water or stirring and then the neodymium magnet is introduced. It was observed that with the wet separation method, higher grade concentrates are obtained than those obtained by dry magnetic separation.
Analizando mediante absorción atómica el sustrato obtenido mediante la concentración magnética anteriormente descrita, se obtiene un concentrado de 482.86 ppm de litio, representando un aumento de más del 100% de la concentración de litio existente en el mineral cabeza.  Analyzing by means of atomic absorption the substrate obtained by the magnetic concentration described above, a concentrate of 482.86 ppm of lithium is obtained, representing an increase of more than 100% of the concentration of lithium existing in the mineral head.
Con el fin de caracterizar este sólido para conocer las especies existentes en él, se obtuvo un difractograma de rayos X, el cual se muestra en la figura 4. Como se observa en esta figura, con la técnica de separación magnética fue posible concentrar la moscovita y la sanidina, disminuyendo la proporción de cuarzo, balita, albita, y casi en su totalidad la calcita, los cuales presumiblemente no contienen litio. In order to characterize this solid to know the species existing in it, an X-ray diffractogram was obtained, which is shown in Figure 4. As observed in this figure, with the magnetic separation technique it was possible to concentrate the Muscovite and the sanidine, decreasing the proportion of quartz, balite, albite, and almost entirely calcite, which presumably do not contain lithium.
Conforme a las técnicas de tamizado en húmedo y concentración magnética de la presente invención se obtuvo un concentrado enriquecido de moscovita y sanidina. Conforme a la presente invención, se estima que el litio se encuentra dentro de la estructura de estos compuestos. Para comprobarlo, normalmente se utilizaría MEB (microscopio electrónico de barrido), pero lamentablemente esto no es posible, pues debido a las propiedades energéticas de dicho elemento, el litio no puede analizarse mediante esta técnica.  In accordance with the wet sieving and magnetic concentration techniques of the present invention, an enriched concentrate of muscovite and sanidine was obtained. In accordance with the present invention, it is estimated that lithium is within the structure of these compounds. To verify this, MEB (scanning electron microscope) would normally be used, but unfortunately this is not possible, because due to the energy properties of said element, lithium cannot be analyzed by this technique.
Los concentrados obtenidos a partir del procedimiento descrito en la metodología de la presente invención se pesaron y se analizó su concentración de litio mediante AA (espectroscopia de absorción atómica), los resultados se muestran en la tabla 3 y se esquematizan en la figura 5. A partir de esta figura puede concluirse que adicionando pocos sólidos a la solución (50 g/1800 mi HaO) se recupera un 20.9% de partículas en suspensión cuya ley es de 863.1 ppm de litio, resultando que estas son las mejores condiciones de operación para concentrar las partículas con litio. The concentrates obtained from the procedure described in the methodology of the present invention were weighed and their lithium concentration was analyzed by AA (atomic absorption spectroscopy), the results are shown in Table 3 and are schematized in Figure 5. A From this figure it can be concluded that by adding few solids to the solution (50 g / 1800 mi HaO) 20.9% of suspended particles are recovered whose grade is 863.1 ppm of lithium, resulting in these being the best operating conditions to concentrate the particles with lithium.
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En la figura 5 también se observa que, trabajando con pulpas muy concentradas de sólidos, se recupera muy poco concentrado y que la ley de litio en este concentrado no supera las 507.34 ppm.  Figure 5 also shows that, working with very concentrated pulps of solids, very little concentrate is recovered and that the lithium law in this concentrate does not exceed 507.34 ppm.
Una vez que se concentró suficiente mineral para realizar las pruebas de lixiviación, éste se analizó mediante DRX y el difractograma se muestra en la figura 6. De acuerdo al análisis de este difractograma, el concentrado contiene importantes concentraciones de sanidina y moscovita.  Once enough mineral was concentrated to perform the leaching tests, it was analyzed by DRX and the diffractogram is shown in Figure 6. According to the analysis of this diffractogram, the concentrate contains significant concentrations of sanidine and muscovite.
Además de la caracterización cristalográfica, se realizó un análisis granulométrico para así obtener la distribución de tamaños de“partícula·. Cabe mencionar que, debido al proceso de secado por evaporación del agua, el material filtrado se aglomeró formando trozos de tamaños mayores a medio centímetro, por esta razón el concentrado fue nuevamente triturado, obteniéndose una distribución de tamaños de partícula que se muestra en la figura 7, y que es diferente a la mostrada en la figura 2. Como resultado de este análisis se obtuvo que el tamaño promedio de los aglomerados (deo) que contienen el concentrado es de 99 pm. Es oportuno mencionar que, a partir de este punto, en lo sucesivo a las partículas que se sometieron a lixiviación se les llamará“aglomerados” debido a que, como se verá más adelante, este hecho tiene interesantes repercusiones en la cinética de lixiviación, especialmente durante el análisis de la etapa controlante. In addition to the crystallographic characterization, a granulometric analysis was performed in order to obtain the particle size distribution. It should be mentioned that, due to the process of drying by evaporation of the water, the filtrate material agglomerated forming pieces of sizes larger than half a centimeter, for this reason the concentrate was again crushed, obtaining a distribution of particle sizes shown in the figure 7, and which is different from that shown in Figure 2. As a result of this analysis it was obtained that the average size of the agglomerates (deo) containing the concentrate is 99 pm. It is appropriate to mention that, from this point on, hereafter the particles that underwent leaching will be called “agglomerates” because, as will be seen later, this fact has interesting repercussions on the leaching kinetics, especially during the analysis of the controlling stage.
Una vez obtenido el concentrado de litio se procedió a determinar un método de lixiviación para extraer el litio, encontrándose conforme a la presente invención que la lixiviación con ácido sulfúrico presentó mayor eficiencia de disolución, obteniéndose extracciones de hasta 100% de litio.  Once the lithium concentrate was obtained, a leaching method was determined to extract the lithium, being according to the present invention that the leaching with sulfuric acid showed greater dissolution efficiency, obtaining extractions of up to 100% lithium.
En las figuras 8A a 8D se muestra el efecto que tiene la concentración de ácido y la temperatura en la cinética de lixiviación del litio, cuando se trabaja con una mezcla lixiviante que contiene un 3.33% de sólidos. Entre los comentarios generales de estas figuras se puede decir que, en todos los casos, el aumento en la concentración de ácido incrementa el porcentaje de litio lixiviado (después de 0.6 M el porcentaje de Li lixiviado es aproximadamente constante) y que comparando las figuras 8A a 8C se aprecia que la temperatura incrementa el porcentaje de litio lixiviado. También se observa que en todas las pruebas ocurre una pasivadón de la lixiviadón después de las primeras horas.  Figures 8A to 8D show the effect of acid concentration and temperature on the leaching kinetics of lithium, when working with a leaching mixture containing 3.33% solids. Among the general comments of these figures it can be said that, in all cases, the increase in acid concentration increases the percentage of leached lithium (after 0.6 M the percentage of leached Li is approximately constant) and that comparing figures 8A at 8C it can be seen that the temperature increases the percentage of leached lithium. It is also observed that in all tests a passivation of the leaching occurs after the first hours.
Como comentarios específicos de cada figura, obsérvese en la figura 8A que la veloddad de lixiviadón continúa aumentando aun después de 12 horas, lo cual puede deberse a que a 25°C la capa de productos de reacdón es muy pequeña y permite continuar la lixiviación después de largo tiempo. Sin embargo, cuando la lixiviadón se llevó a cabo a 50°C (figura 8B) se obtuvo una máxima extracción de litio de 75% después de 12 horas con H2SO4 1.25 M. A diferencia de las figuras 8A y 8B, cuyas tendendas aumentan respecto al tiempo, a 100°C '(figura 8C) se presenta un máximo de extracdón a las seis horas de reacdón, y posteriormente se observa una ligera disminudón. El mayor porcentaje de recuperadón de litio es de 94% cuando se trabagó con 1.25 M de H2SO4. Los resultados de la lixiviación a 150°C (figura 8D), también muestran una máxima recuperadón de litio, la cual sucede a las 3 horas de iniciado el proceso, alcanzándose el 100% de lixiviadón, pero disminuye a partir de este tiempo. As specific comments of each figure, note in Figure 8A that the leaching speed continues to increase even after 12 hours, which may be due to the fact that at 25 ° C the layer of reaction products is very small and allows leaching to continue later long time However, when the leaching was carried out at 50 ° C (Figure 8B), a maximum lithium extraction of 75% was obtained after 12 hours with H 2 SO 4 1.25 M. Unlike Figures 8A and 8B, whose trends increase with respect to time, at 100 ° C '(figure 8C) there is a maximum extraction at six hours of reaction, and then a slight decrease is observed. The highest percentage of lithium recovery is 94% when working with 1.25 M of H2SO4. The results of the leaching at 150 ° C (Figure 8D), also show a maximum recovery of lithium, which happens at 3 hours after the start of the process, reaching 100% leaching, but decreases from this time.
Con el propósito de facilitar el análisis de estos resultados, la figura 9 presenta gráficos en tres dimensiones mostrando el efecto combinado de la concentradón de áddo y del tiempo, cuando la pulpa lixiviante contenía el 3.33% de sólidos aglomerados. Note que estos gráficos de sábanas muestran un máximo cuando se trabaja con concentraciones de áddo cercanas a 0.8 M de H2SO4 y después de 8 horas de lixiviación, a cualquier temperatura de trabajo. Obsérvese también que excesos en la concentradón de ácido y la temperatura afectan ligeramente la recuperadón de litio. Aunque se desconoce la razón por la cual excesos de concentradón de ácido y temperaturas muy elevadas disminuyen la recuperación de litio, se cree que la temperatura puede ocasionar movimientos convectivos de la suspensión, redudendo a cero la velocidad relativa entre los sólidos y el fluido, lo cual dificulta la difusión al interior de la partícula. En cuanto al efecto adverso de una excesiva concentradón de ácido, en general la tendencia general fue que esta variable incrementaba la lixiviación, aunque en tres casos si se presentó un máximo a elevadas temperaturas sin encontrar aún una explicación de este fenómeno. With the purpose of facilitating the analysis of these results, Figure 9 presents three-dimensional graphs showing the combined effect of the concentrate of time and time, when the leaching pulp contained 3.33% of agglomerated solids. Note that these sheet charts show a maximum when working with concentrations of addendum close to 0.8 M H2SO4 and after 8 hours of leaching, at any working temperature. Also note that excess acid concentration and temperature slightly affect the recovery of lithium. Although the reason why excess acid concentration and very high temperatures decrease the recovery of lithium is unknown, it is believed that the temperature may cause convective suspension movements, reducing the relative velocity between solids and fluid to zero, which makes diffusion inside the particle difficult. As for the adverse effect of an excessive concentration of acid, in general the general tendency was that this variable increased leaching, although in three cases there was a maximum at high temperatures without yet finding an explanation for this phenomenon.
En las figuras 10A a 10D se muestran los resultados de las lixiviaciones empleando 6.66% de aglomerados, en función de la concentración de ácido sulfúrico y distintas temperaturas. En general los resultados presentan el mismo comportamiento cinético que los experimentos realizados con 3.33% de aglomerados, sin embargo, en estos resultados no se observa que a partir de una cierta temperatura y concentración de ácido disminuya la recuperación de litio; aunque se sigue observando que concentraciones de ácido superiores a 0.6 M no mejoran sustancialmente la recuperación de litio.  Figures 10A to 10D show the results of leaching using 6.66% agglomerates, depending on the concentration of sulfuric acid and different temperatures. In general, the results show the same kinetic behavior as the experiments carried out with 3.33% of agglomerates, however, in these results it is not observed that from a certain temperature and concentration of acid the lithium recovery decreases; although it is still observed that acid concentrations greater than 0.6 M do not substantially improve the recovery of lithium.
Entre los comentarios específicos de cada figura se puede decir que a 25°C (figura 10A), la máxima recuperación de litio fue del 77% después de 12 horas y trabajando con una concentración de 1.25 M de H2SO4. De igual manera, a 50°C (figura 10B), se alcanzó el 100% de extracción de litio con una concentración de 1.25 M de H2SO4, transcurridas las 12 horas de lixiviación. Mientras que a 100°C (figura 10C) y 150°C (figura 10D), el porcentaje de recuperación de litio es de 95% y 94%, cuando se trabqjó con una concentración de ácido 0.6 M y después de 6 horas de lixiviación. Among the specific comments of each figure it can be said that at 25 ° C (figure 10A), the maximum recovery of lithium was 77% after 12 hours and working with a concentration of 1.25 M of H2SO4. Similarly, at 50 ° C (Figure 10B), 100% lithium extraction was reached with a concentration of 1.25 M H2SO4, after 12 hours of leaching. While at 100 ° C (figure 10C) and 150 ° C (figure 10D), the recovery percentage of lithium is 95% and 94%, when it was worked with a concentration of 0.6 M acid and after 6 hours of leaching .
Las figuras 11A a 11D también muestran los gráficos en tres dimensiones del efecto combinado de la temperatura, la concentración de ácido y del tiempo, observándose que a diferencia de la figura 9 obtenida con un 3.33% de aglomerados, incrementando a un 6.66% de arcillas en suspensión difícilmente se alcanza el 100% de la lixiviación de litio. También se estudió la cinética de lixiviación empleando 10% de sólidos aglomerados (figura 12), y como era de esperarse, los resultados muestran la misma tendencia que los obtenidos con 3.33% y 6.66% de aglomerados, sin embargo, la principal diferencia con respecto a las anteriores es que, en este caso, el porcentaje de lixiviación fue menor. El hecho de que caiga la eficiencia de lixiviación por efecto de la concentración de sólidos puede deberse a que, durante las pruebas, las autoclaves no fueron agitadas mecánicamente debido a su configuración, y como consecuencia, al acumular más sólidos se formaban estratos de aglomerados en el fondo del reactor que obstaculizaban la disolución.  Figures 11A to 11D also show the three-dimensional graphs of the combined effect of temperature, acid concentration and time, showing that unlike Figure 9 obtained with 3.33% agglomerates, increasing to 6.66% of clays In suspension, 100% of the leaching of lithium is hardly achieved. Leaching kinetics were also studied using 10% agglomerated solids (figure 12), and as expected, the results show the same trend as those obtained with 3.33% and 6.66% agglomerates, however, the main difference with respect to to the previous ones, in this case, the percentage of leaching was lower. The fact that the leaching efficiency falls due to the concentration of solids may be due to the fact that, during the tests, the autoclaves were not mechanically agitated due to their configuration, and as a consequence, when accumulating more solids, layers of agglomerates were formed in the bottom of the reactor that hindered the dissolution.
En este caso, aun operando con la mayor concentración de H2SO4 y 12 horas de lixiviación, se encontró que, a 25°C, 50ºC, 100°C y 150°C, los porcentajes de recuperación de litio fueron del 47%, 79%, 86% y 82%, respectivamente. In this case, even operating with the highest concentration of H2SO4 and 12 hours of leaching, it was found that, at 25 ° C, 50 ° C, 100 ° C and 150 ° C, the recovery rates of lithium were 47%, 79% , 86% and 82%, respectively.
Debido a que, como ya se mencionó, existen pocas diferencias entre el comportamiento cinético de los experimentos con 3.3%, 6.6% y 10% de aglomerados, de los gráficos en tres dimensiones (figuras 13A a 13D) se hace evidente que al incrementar el porcentaje de sólidos disminuye- la recuperación de litio.  Because, as already mentioned, there are few differences between the kinetic behavior of the experiments with 3.3%, 6.6% and 10% of agglomerates, of the three-dimensional graphs (Figures 13A to 13D) it becomes clear that by increasing the Solids percentage decreases - lithium recovery.
Es de esperarse que la morfología de un mineral sólido sufra cambios al ser lixiviado, por esta razón se analizaron algunas muestras mediante microscopía electrónica de barrido, intentando asociar el efecto de las variables estudiadas, con las observaciones que se hagan de la superficie de dichos sólidos. En la figura 14 se muestra la micrografia del concentrado aglomerado de moscovita y sanidina antes de ser lixiviado, con el fin de tener una referencia inicial. En esta figura se observan partículas de forma prismática irregular y con una alta fracción de tamaños de partícula menores a 1 pm. It is expected that the morphology of a solid mineral undergoes changes when being leached, for this reason some samples were analyzed by scanning electron microscopy, trying to associate the effect of the variables studied, with the observations made of the surface of these solids. Figure 14 shows the micrograph of the agglomerated concentrate of muscovite and sanidine before being leached, in order to have an initial reference. In this figure, particles of irregular prismatic shape and with a high fraction of particle sizes smaller than 1 pm are observed.
En la figura ISA se ilustran los residuos sólidos después de 3 horas de lixiviación. Al comparar esta micrografia con la del concentrado sin lixiviar (figura 14) se encuentran pequeñas diferencias respecto a su aspecto, sin embargo, estas son mínimas, lo cual es acorde al corto tiempo de lixiviación.  Figure ISA illustrates solid waste after 3 hours of leaching. When comparing this micrograph with that of the concentrate without leaching (figure 14), small differences are found regarding its appearance, however, these are minimal, which is consistent with the short leaching time.
En la figura 15B se muestra la morfología de los sólidos lixiviados después de 12 horas de lixiviación, y comparando esta micrografia con aquella de los aglomerados lixiviadas durante 3 horas (figura ISA), parece que las pequeñas partículas irregulares del concentrado se ven más desgastadas, mostrando un aspecto de plaquetas irregulares donde el aglomerado de partículas adquiere un aspecto de superficie rugosa. Es oportuno señalar que estos experimentos se realizaron a 50°C, con 1.25 M de H2SO4 y 3.3% de aglomerados. Figure 15B shows the morphology of the leached solids after 12 hours of leaching, and comparing this micrograph with that of the leached agglomerates for 3 hours (Figure ISA), it seems that the small irregular particles of the concentrate look more worn, showing an aspect of irregular platelets where particle agglomerate acquires a rough surface appearance. It is appropriate to point out that these experiments were carried out at 50 ° C, with 1.25 M of H 2 SO 4 and 3.3% of agglomerates.
En las figuras ISA a 16C se presenta un comparativo de micrografias de aglomerados de arcillas antes y después de ser lixiviados durante el mismo tiempo (6 horas), con distintas concentraciones de H2SO4. Las micrografias (a, b y c) corresponden a O, 0.2 y 1.25 M de H2SO4, respectivamente. Se observa que a medida que se incrementa la concentración de ácido, la superficie dé la arcilla cambia de textura. Los aglomerados del concentrado original (figura 16A) aparentan una superficie tersa, lo que puede deberse a la limpieza de partículas nanométricas adheridas electrostáticamente a las partículas que conforman el aglomerado, mientras que los lixiviados con 0.2 M y 1.25 M de H2SO4 (figura 16B y 16C) muestran un aspecto de una superficie con textura áspera, lo cual puede deberse a que las partículas fueron atacadas químicamente, dejando residuos porosos con forma irregular. In Figures ISA to 16C a comparison of micrographs of clay agglomerates is presented before and after being leached during the same time (6 hours), with different concentrations of H 2 SO 4 . The micrographs (a, b and c) correspond to O, 0.2 and 1.25 M of H 2 SO 4 , respectively. It is observed that as the acid concentration increases, the surface of the clay changes its texture. The agglomerates of the original concentrate (figure 16A) appear to be a smooth surface, which may be due to the cleaning of nanometric particles electrostatically adhered to the particles that make up the agglomerate, while those leached with 0.2 M and 1.25 M of H 2 SO4 (figure 16B and 16C) show an aspect of a rough textured surface, which may be due to the fact that the particles were chemically attacked, leaving porous residues irregularly shaped.
_ Efecto de la temperatura en la morfología de los aglomerados lixiviados. _ Effect of temperature on the morphology of leached agglomerates.
En las figuras 17A y 17B se presentan dos micrografias tomadas a los aglomerados lixiviados con una solución de H2SO4 (1.25 M), 3.3% de aglomerados, a 25°C y 100°C, durante un tiempo de 3 horas. Al comparar ambas micrografias se observa que a 25°C aún existen algunas partículas parecidas a la del concentrado sin lixiviar y con forma parecida a pequeñas plaquetas irregulares, mientras que a 100°C se aprecian estos mismos agregados laminares similares a plaquetas, pero visiblemente más atacados por el ambiente ácido corrosivo. Estas observaciones concuerdan con los resultados observados en las figuras 8A y 8C, en donde se aprecia que temperaturas mayores a los 25°C aumenta el porcentaje de litio lixiviado. Algunos aspectos que deben definirse antes del análisis de la etapa controlante son: a) si la partícula es esférica o tiene más semejanza a otra forma geométrica de la cual existan modelos matemáticos, b) si el tamaño de las partículas es constante y homogéneo o cambia durante el proceso, c) si se forma una capa de cenizas y un núcleo sin reaccionar, d) si las condiciones químicas y físicas del fluido reactante se mantienen constantes a lo largo del proceso. Adicional a estos puntos, toda la información que enriquezca el conocimiento de las fases en reacción ayudará a definir los modelos matemáticos a evaluar, con el fin de determinar la etapa controlante. En las siguientes secciones se analizan algunos aspectos de las características físicas y químicas de los aglomerados, antes y después de la lixiviación. In figures 17A and 17B two micrographs taken of the leached agglomerates with a solution of H2SO4 (1.25 M), 3.3% of agglomerates, at 25 ° C and 100 ° C, are presented for a time of 3 hours. When comparing both micrographs, it is observed that at 25 ° C there are still some particles similar to that of the concentrate without leaching and with a form similar to small irregular platelets, while at 100 ° C these same platelet-like laminar aggregates are visible, but visibly more attacked by corrosive acid environment. These observations agree with the results observed in Figures 8A and 8C, where it is seen that temperatures higher than 25 ° C increase the percentage of leached lithium. Some aspects that must be defined before the analysis of the controlling stage are: a) if the particle is spherical or has more similarity to another geometric form of which there are mathematical models, b) if the particle size is constant and homogeneous or changes during the process, c) if an ash layer and an unreacted core are formed, d) if the chemical and physical conditions of the reactant fluid remain constant throughout the process. In addition to these points, all the information that enriches the knowledge of the phases in reaction will help to define the mathematical models to be evaluated, in order to determine the controlling stage. In the following sections some aspects of the physical and chemical characteristics of the agglomerates are analyzed, before and after leaching.
Forma geométrica de los aglomerados lixiviados. Geometric shape of leached agglomerates.
Las figuras ISA y 18B muestran la imagen de los aglomerados de micropartículas que se sometieron a lixiviación y es evidente que éstos no tienen una forma geométrica regular. Sin embargo, también es cierto que estas“partículas” tienen más semejanza a cuerpos esferoides de textura rugosa y por tanto, en la presente invención se asume que los aglomerados sometidos a lixiviación, en un caso ideal tienen más semejanza a un cuerpo esférico. Estabilidad del tamaño promedio de los aglomerados lixiviados.  Figures ISA and 18B show the image of the agglomerates of microparticles that underwent leaching and it is evident that they do not have a regular geometric shape. However, it is also true that these "particles" have more similarity to spherical bodies of rough texture and therefore, in the present invention it is assumed that the agglomerates subjected to leaching, in an ideal case have more similarity to a spherical body. Stability of the average size of leached agglomerates.
Antes de comparar los tamaños de los aglomerados de partículas del concentrado a lixiviar contra aquellos lixiviados, es oportuno comentar que, de acuerdo al análisis de la morfología de los productos sólidos, éstos cambiaron su aspecto de textura donde las micropartículas lucían atacadas químicamente. Sin embargo, esto no significa que los aglomerados de partículas disminuyeran su tamaño promedio, puesto que quedaron con tamaños similares, pero con estructura interna atacada químicamente y con mayor porosidad.  Before comparing the sizes of the agglomerates of particles of the concentrate to be leached against those leached, it is appropriate to comment that, according to the analysis of the morphology of the solid products, they changed their appearance of texture where the microparticles looked chemically attacked. However, this does not mean that particle agglomerates decreased their average size, since they were left with similar sizes, but with internal structure chemically attacked and with greater porosity.
En este punto es oportuno mencionar que, si bien los modelos matemáticos existentes, asociados a los modelos físicos ideales (geometrías), se aplican a tamaños de partícula homogéneos, en este estudio se aplicará el análisis a una distribución de tamaños de partículas (sólidos aglomerados), con el conocimiento de que esta consideración deberá tomarse en cuenta· durante la interpretación de los resultados.  At this point it is appropriate to mention that, although the existing mathematical models, associated with the ideal physical models (geometries), are applied to homogeneous particle sizes, in this study the analysis will be applied to a distribution of particle sizes (agglomerated solids ), with the knowledge that this consideration should be taken into account during the interpretation of the results.
La figura 19 muestra los análisis granulométricos de los aglomerados antes (figura 19A) y después de la lixiviación (figura 19B), la imagen (b) corresponde a la muestra lixiviada durante 3 horas, a 150°C y con un 10% de sólidos aglomerados. En las figuras 19A y 19B se puede observar que ambas distribuciones de tamaños son muy similares. Cabe mencionar que cada uno de estos análisis se hizo cinco veces obteniéndose los siguientes resultados: a) en el caso de los aglomerados antes de lixiviarse el tamaño promedio fue de 99 mih, b) mientras que en el caso de los aglomerados después de lixiviarse el tamaño promedio fue de 100 mpi. Estos resultados permiten concluir que los aglomerados mantuvieron aproximadamente un tamaño constante antes y después de las lixiviaciones. La apariencia diferente de los gráficos de las figuras 19A y 19B, puede deberse a que una vez que los aglomerados fueron lixiviados, desaparece una fracción de partículas muy finas (<1 mpi), sin embargo, el tamaño promedio (deo) es equivalente. Figure 19 shows the granulometric analysis of the agglomerates before (figure 19A) and after leaching (figure 19B), the image (b) corresponds to the sample leached for 3 hours, at 150 ° C and with 10% solids agglomerates In Figures 19A and 19B it can be seen that both size distributions are very similar. It is worth mentioning that each of these analyzes was done five times, obtaining the following results: a) in the case of agglomerates before leaching the average size was 99 mih, b) while in the case of agglomerates after leaching the average size was 100 mpi. These results allow us to conclude that the agglomerates maintained approximately a constant size before and after leaching. The different appearance of the graphs in Figures 19A and 19B may be due to the fact that once the agglomerates were leached, a fraction of very fine particles (<1 mpi) disappears, however, the average size (deo) is equivalent.
Energía de activación aparente del proceso de lixiviación de arcillas con litio. Apparent activation energy of the lithium clays leaching process.
Basándose en los resultados del análisis de la etapa controlante, en el cual se concluye que a bajas temperaturas la etapa controlante es la reacción química y que a temperaturas superiores a 100°C la etapa controlante es la difusión en la capa de cenizas, se estimaron las constantes cinéticas obtenidas con los modelos de control por reacción química y control por difusión y con ellos se procedió a calcular la energía de activación aparente, basándose en la ecuación de Arrhenius modificada por el logaritmo natural:
Figure imgf000015_0001
Based on the results of the analysis of the controlling stage, in which it is concluded that at low temperatures the controlling stage is the chemical reaction and that at temperatures above 100 ° C the controlling stage is diffusion in the ash layer, they were estimated the kinetic constants obtained with the chemical reaction control and diffusion control models and with them the apparent activation energy was calculated, based on the Arrhenius equation modified by the natural logarithm:
Figure imgf000015_0001
A partir de la semejanza de la Ec (1) a una línea recta, es posible graficar el inverso de la temperatura en el eje de las abscisas y el Ln(k) en el eje de las ordenadas, y obtener la ecuación de la recta, de cuya pendiente (Ea/R) puede obtenerse la energía de activación. Las figuras 20A, 20B y 20C son la representación gráfica de la ecuación de Arrhenius, obtenida con los datos de k y T correspondientes a las pruebas de lixiviación con 3.3% (figura 20A), 6.6% (figura 20B) y 10% de sólidos en la pulpa (figura 20C).  From the similarity of Ec (1) to a straight line, it is possible to graph the inverse of the temperature on the axis of the abscissa and the Ln (k) on the axis of the ordinates, and obtain the equation of the line , from whose slope (Ea / R) the activation energy can be obtained. Figures 20A, 20B and 20C are the graphical representation of the Arrhenius equation, obtained with the k and T data corresponding to the leaching tests with 3.3% (figure 20A), 6.6% (figure 20B) and 10% solids in the pulp (figure 20C).
En la tabla 4 se muestra un resumen de los valores obtenidos a partir de la figura 20. La energía de activación promedio aparente, obtenida para la reacción de lixiviación trabajando a temperaturas bajas (25-50°C) es de 11.56 KJ/mol, mientras que para las lixiviaciones a alta temperatura (100-150ºC) se obtiene un valor de -1.74 KJ/mol.  Table 4 shows a summary of the values obtained from Figure 20. The apparent average activation energy, obtained for the leaching reaction working at low temperatures (25-50 ° C) is 11.56 KJ / mol, while for high temperature leaching (100-150 ° C) a value of -1.74 KJ / mol is obtained.
En general para reacciones heterogéneas controladas por difusión, la energía de activación es menor a 12 kJ/mol, y valores mayores a este son indicativos de procesos controlados por la reacción química o bien de transición [9]. Analizando los valores de energía de activación aparente obtenidos, la etapa controlante de la lixiviación llevada a cabo a 100 y 150°C es la difusión, mientras que para el rango de temperaturas de lixiviación de 25ºC y 50°C, y considerando el bajo valor de energía de activación aparente obtenido (11.56 KJ/mol), la etapa controlante podría estar en transición entre la reacción química y la difusión a través de la capa de cenizas.  In general for heterogeneous reactions controlled by diffusion, the activation energy is less than 12 kJ / mol, and values greater than this are indicative of processes controlled by the chemical reaction or transition [9]. Analyzing the apparent activation energy values obtained, the controlling stage of leaching carried out at 100 and 150 ° C is diffusion, while for the leaching temperature range of 25 ° C and 50 ° C, and considering the low value of apparent activation energy obtained (11.56 KJ / mol), the controlling stage could be in transition between the chemical reaction and diffusion through the ash layer.
Analizando los resultados de este trabajo experimental, es posible percatarse que en las lixiviaciones llevadas a cabo en el rango de temperaturas de 25-50 C, se obtienen energías de activación aparentes positivas, mientras que en el rango de 100 y 150°C éstas son negativas.
Figure imgf000016_0002
Analyzing the results of this experimental work, it is possible to realize that in the leaching carried out in the temperature range of 25-50 C, positive apparent activation energies are obtained, while in the range of 100 and 150 ° C these are negative
Figure imgf000016_0002
Una energía de activación negativa indica que la velocidad disminuye con el aumento de la temperatura. En principio un aumento de ésta favorece la reacción química, ya que incrementa la energía cinética de las moléculas, aumentando así los choques eficaces entre estas. Sin embargo, una temperatura elevada también desfavorece la adsorción del reactante sobre la superficie de los aglomerados, lo cual puede explicar los valores negativos de energía de activación.  A negative activation energy indicates that the speed decreases with increasing temperature. In principle, an increase in this favors the chemical reaction, since it increases the kinetic energy of the molecules, thus increasing the effective shocks between them. However, an elevated temperature also favors adsorption of the reactant on the surface of the agglomerates, which may explain the negative values of activation energy.
Estimación del orden de reacción. Estimation of the reaction order.
Una vez que se conocen las constantes cinéticas de cada experimento fue posible, mediante la siguiente ecuación linealizada, representar el frente a y obtener el valor de la pendiente para que representa el orden de reacción de cada grupo de datos analizados.
Figure imgf000016_0001
Once the kinetic constants of each experiment were known, it was possible, through the following linearized equation, to represent the front a and obtain the slope value so that it represents the reaction order of each group of analyzed data.
Figure imgf000016_0001
Las figuras 21A a 21C muestran los gráficos que se obtuvieron con los datos cinéticos obtenidos de las lixiviaciones con ácido sulfúrico y pulpas con 3.3%, 6.6% y 10% de sólidos aglomerados. Si se considera que independientemente de las condiciones de operación de cada experimento la reacción química es la misma, entonces puede obtenerse un promedio de orden de reacción. La tabla 5 presenta las condiciones de operación de· cada experimento y muestra sus respectivos valores de orden de reacción, además del promedio de orden de reacción de cada porcentaje de sólidos estudiado y del promedio global. Considerando que estos promedios son relativamente cercanos, en la presente invención se ha estimado que la reacción es de primer orden.
Figure imgf000017_0001
Figures 21A to 21C show the graphs that were obtained with the kinetic data obtained from leaching with sulfuric acid and pulps with 3.3%, 6.6% and 10% agglomerated solids. If it is considered that regardless of the operating conditions of each experiment the chemical reaction is the same, then an average reaction order can be obtained. Table 5 presents the operating conditions of each experiment and shows their respective reaction order values, in addition to the reaction order average of each solids percentage studied and the global average. Considering that these averages are relatively close, in the present invention it has been estimated that the reaction is first order.
Figure imgf000017_0001
A continuación, se incluyen los siguientes ejemplos con la única finalidad de ilustrar la invención, sin que ello implique limitaciones en su alcance. The following examples are included below for the sole purpose of illustrating the invention, without implying limitations in its scope.
Ejemplo 1. Preparación de la arcilla. Example 1. Preparation of clay.
Las muestras de mineral, proveniente de la laguna“La Salada”, en el Estado de Zacatecas, México, se pulverizaron con ayuda de un molino de discos y posteriormente se empleó uri molino de bolas de porcelana para pulverizar y moler las arcillas. Además del análisis químico de las cabezas y la identificación mineralógica, al término de esta molienda se tomaron diferentes porciones de mineral para realizar una clasificación por tamaños de partícula del mineral cabeza, empleando una serie de tamices de la serie Tyler que abarcó desde la malla 100 hasta la malla 635; cabe mencionar que esta clasificación se realizó en húmedo. Igualmente, a cada clase de tamaños de partícula se le hizo un análisis de litio, encontrándose que este metaloide se concentra en las partículas más finas (i.e. menores a la malla 635). Ejemplo 2. Lixiviación de arcillas.  The ore samples, from the “La Salada” lagoon, in the State of Zacatecas, Mexico, were sprayed with the help of a disk mill and subsequently, a porcelain ball mill was used to pulverize and grind the clays. In addition to the chemical analysis of the heads and mineralogical identification, at the end of this milling different portions of ore were taken to perform a classification by particle sizes of the head ore, using a series of Tyler series sieves that spanned from the 100 mesh up to 635 mesh; It is worth mentioning that this classification was performed in wet. Likewise, each class of particle sizes was tested for lithium, finding that this metalloid is concentrated in the finest particles (i.e. smaller than 635 mesh). Example 2. Leaching of clays.
Los experimentos de lixiviación se realizaron en pequeñas autoclaves cilindricas de 30 mi de capacidad, las cuales están conformadas por una carcasa de acero inoxidable, en cuyo interior se colocaron reactores de teflón para realizar las reacciones. La temperatura de estas autoclaves fue regulada automáticamente en un homo programable, en el cual se establecía la velocidad de calentamiento, la temperatura de trabajo y el tiempo de permanencia a temperatura constante. Complementariamente se emplearon materiales de vidriería de uso común en un laboratorio de análisis químico. Las muestras del concentrado de litio se depositaron en el recipiente de teflón de la autoclave, junto con la solución de ácido sulfúrico. Después de un tiempo y temperatura establecidos, la autoclave se enfrió y posteriormente se abrió para extraer la solución lixiviante y el sólido restante. El licor de lixiviación se analizó mediante AA (espectroscopia de absorción atómica) para determinar la cantidad extraída de litio, mientras que los sólidos se lavaron, filtraron y secaron para su posterior análisis en MEB (microscopio electrónico de barrido). The leaching experiments were carried out in small cylindrical autoclaves of 30 ml capacity, which are made up of a stainless steel housing, inside which Teflon reactors were placed to carry out the reactions. The temperature of these autoclaves was automatically regulated in a programmable homo, in which the heating rate, the working temperature and the residence time at constant temperature were established. In addition, glass materials commonly used in a chemical analysis laboratory were used. The samples of the lithium concentrate were deposited in the Teflon container of the autoclave, together with the sulfuric acid solution. After a set time and temperature, the autoclave was cooled and subsequently opened to extract the leaching solution and the remaining solid. The leaching liquor was analyzed by AA (atomic absorption spectroscopy) to determine the amount of lithium extracted, while the solids were washed, filtered and dried for further analysis in MEB (scanning electron microscope).
Estos experimentos se realizaron con el objetivo de estudiar el efecto del tiempo (de 1 a 12 horas), temperatura (de 25°C a 150°C), concentración de H2SO4 (de 0.05 M a 1.25 M), y porcentaje de sólidos (de 3.3% a 10% en peso).  These experiments were performed with the objective of studying the effect of time (from 1 to 12 hours), temperature (from 25 ° C to 150 ° C), concentration of H2SO4 (from 0.05 M to 1.25 M), and percentage of solids ( from 3.3% to 10% by weight).
Una de las ventajas del proceso de la presente invención es la facilidad para concentrar el litio gracias a las propiedades paramagnéticas y superficiales de las arcillas que lo contienen, lo cual hace sumamente rentable este proceso de extracción de la invención, e incrementa en automático el valor de estos minerales. Por otra parte, gracias a que estas arcillas se encuentran en forma de arenas, no requieren de elevados costos de molienda ni de perforación, lo que permite su fácil explotación.  One of the advantages of the process of the present invention is the ease of concentrating lithium thanks to the paramagnetic and surface properties of the clays that contain it, which makes this process of extracting the invention extremely profitable, and automatically increases the value of these minerals. On the other hand, thanks to the fact that these clays are in the form of sands, they do not require high milling or drilling costs, which allows their easy exploitation.
Mediante la separación gravimétrica y controlando el pH (por ejemplo, 10.57) y la conductividad eléctrica de la pulpa (por ejemplo, 2.36 mS/cm), es posible concentrar las arcillas ricas en litio, pasando de un grado de litio de 259.42 ppm del mineral de cabezas, a un grado de 863.1 ppm del concentrado. El proceso de concentración consistió en separar las partículas que permanecen‘en suspensión por más de 24 horas en agua desionizada, cuando la pulpa contenía 50 g de mineral cabeza en 1800 mi de agua. De acuerdo al análisis cristalográfico y químico de los sólidos flotantes, las partículas de tamaño más fino corresponden a arcillas de moscovita y sanidina. Los tamaños de estas partículas son menores a la malla -635 de la serie Tyler, cuya apertura de retícula es de - 20 mth.  By gravimetric separation and controlling the pH (for example, 10.57) and the electrical conductivity of the pulp (for example, 2.36 mS / cm), it is possible to concentrate the clays rich in lithium, going from a lithium grade of 259.42 ppm of the head ore, to a grade of 863.1 ppm of the concentrate. The concentration process consisted of separating the particles that remained in suspension for more than 24 hours in deionized water, when the pulp contained 50 g of mineral head in 1800 ml of water. According to the crystallographic and chemical analysis of floating solids, the finest sized particles correspond to muscovite and sanidine clays. The sizes of these particles are smaller than the -635 mesh of the Tyler series, whose grid opening is - 20 mth.
Empleando la separación magnética también fue posible concentrar las arcillas magnéticas constituidas por moscovita y sanidina. En este caso el grado del concentrado magnético fue de 478 ppm.  Using magnetic separation it was also possible to concentrate the magnetic clays consisting of Muscovite and Sanidine. In this case the degree of the magnetic concentrate was 478 ppm.
Es posible lixiviar el litio contenido en arcillas de moscovita y sanidina mediante soluciones acuosas de ácido sulfúrico. Se encontró que la concentración de ácido sulfúrico que optimiza la lixiviación del litio fue de 0.6 M, y que arriba de esta concentración es poco significativo el incremento de la recuperación. It is possible to leach the lithium contained in muscovite and sanidine clays by aqueous solutions of sulfuric acid. It was found that the concentration of sulfuric acid that optimizes the leaching of lithium was 0.6 M, and that above this concentration the increase in recovery is not significant.
Es evidente que la temperatura incrementa la cinética de lixiviación, sin embargo, a partir de 50°C su efecto es menos relevante.  It is evident that the temperature increases the leaching kinetics, however, from 50 ° C its effect is less relevant.
Considerando que experimentalmente se encontró que después de 4 horas la velocidad de lixiviación disminuye, se propone que un tiempo de lixiviación de 6 horas es suficiente para alcanzar el 85% del valor máximo de cada prueba. De conformidad con la presente invención, el tiempo de lixiviación preferido es de al menos 5 horas. Considering that experimentally it was found that after 4 hours the leaching rate decreases, it is proposed that a leaching time of 6 hours is sufficient to reach 85% of the maximum value of each test. In accordance with the present invention, the preferred leaching time is at least 5 hours.
De acuerdo con los resultados de la cinética de lixiviación obtenidos mediante la presente invención, al análisis microscópico del área transversal de los sólidos lixiviados y al análisis matemático de la etapa controlante, se puede observar que, a bajas temperaturas (25-50°C) el proceso de lixiviación está gobernado por la reacción química. Sin embargo, a temperaturas elevadas (50-150°C) el proceso se encuentra aparentemente en transición de control por reacción química y por difusión en la capa de cenizas.  In accordance with the results of the leaching kinetics obtained by the present invention, the microscopic analysis of the cross-sectional area of the leached solids and the mathematical analysis of the controlling stage, it can be observed that, at low temperatures (25-50 ° C) The leaching process is governed by the chemical reaction. However, at elevated temperatures (50-150 ° C) the process is apparently in control transition by chemical reaction and diffusion in the ash layer.
Además, la descripción incluye cualquier combinación o subcombinación de los elementos de diferentes especies y/o modalidades descritas en la presente. Una persona con conocimientos técnicos en la materia reconocerá que estas características, y por lo tanto el alcance de esta divulgación, deberá interpretarse a la luz de las siguiente reivindicaciones y cualquier equivalente de las mismas. Referencia·.  In addition, the description includes any combination or sub-combination of the elements of different species and / or modalities described herein. A person with technical knowledge in the field will recognize that these characteristics, and therefore the scope of this disclosure, should be interpreted in the light of the following claims and any equivalent thereof. Reference·.
1. Choubey, P.K., et.al. 2016. Advance review on the exploitation of the prominent energy-storage element: Lithium. Part I: From mineral and brine resources. Minerals Engineering, 89: 119-137  1. Choubey, P.K., et.al. 2016. Advance review on the exploitation of the prominent energy-storage element: Lithium. Part I: From mineral and brine resources. Minerals Engineering, 89: 119-137
2. Christmann, P., et.al. 2015. Chapter 1 - Global Lithium Resources and Sustainability Issues A2 - Chagnes, Alexandre. In: J. Swiatowska (Ed.), Lithium Process Chemistry. i »  2. Christmann, P., et.al. 2015. Chapter 1 - Global Lithium Resources and Sustainability Issues A2 - Chagnes, Alexandre. In: J. Swiatowska (Ed.), Lithium Process Chemistry. i »
Elsevier, Amsterdam, pp. 1-40  Elsevier, Amsterdam, pp. 1-40
3. Lien, R.H., et.al. 1985. Recovery of lithium from a montmorillonite-type clay. U.S.  3. Lien, R.H., et.al. 1985. Recovery of lithium from a montmorillonite-type clay. U.S.
Dept. of the Interior, Bureau of Mines.  Dept. of the Interior, Bureau of Mines.
4. Crocker, L. 1988. Lithium and Its Recoveiy from Low-grade Nevada Clays. U.S.  4. Crocker, L. 1988. Lithium and Its Recoveiy from Low-grade Nevada Clays. U.S.
Department of the Interior Bureau of Mines  Department of the Interior Bureau of Mines
5. Büyükbur?, A., et.al. 2005. An attempt to minimize the cost of extracting lithium from boron clays through robust process design. Clays and Clay Minerals, 53(3): 301- 309  5. Büyükbur ?, A., et.al. 2005. An attempt to minimize the cost of extracting lithium from boron clays through robust process design. Clays and Clay Minerals, 53 (3): 301-309
6. Tran, T., et.al. 2015. Chapter 3 - Lithium Production Prócesses A2 - Chagnes, Alexandre. In: J. Swiatowska (Ed.), Lithium Process Chemistry. Elsevier, Amsterdam, pp. 81-124.  6. Tran, T., et.al. 2015. Chapter 3 - Lithium Production Prócesses A2 - Chagnes, Alexandre. In: J. Swiatowska (Ed.), Lithium Process Chemistry. Elsevier, Amsterdam, pp. 81-124.
7. Starkey, H.C. 1982. The role of clays in fbring lithium. 1278F.  7. Starkey, H.C. 1982. The role of clays in fbring lithium. 1278F.
8. Amer, A.M. 2008. The hydrometallurgical extraction of lithium from egyptian montmorillonite-type clay. JOM, 60(10): 55-57  8. Amer, A.M. 2008. The hydrometallurgical extraction of lithium from egyptian montmorillonite-type clay. JOM, 60 (10): 55-57
9. Habashi, F. 1997. Handbook of extractive metallurgy. Wiley-VCH. 9. Habashi, F. 1997. Handbook of extractive metallurgy. Wiley-VCH

Claims

Reivindicaciones. Claims
1. Un proceso para recuperar litio de arcilla, caracterizado porque comprende las etapas de:  1. A process to recover lithium clay, characterized in that it comprises the stages of:
a) Proporcionar una cantidad de arcilla que tiene un contenido de arcilla moscovita y sanidina;  a) Provide an amount of clay that has a muscovite and sanidine clay content;
b) Separar las partículas que tienen un tamaño de partícula menor a 20 mpi;  b) Separate particles that have a particle size of less than 20 mpi;
c) Lixiviar con ácido dichas partículas que tienen un tamaño de partícula menor a 20 mih, y  c) Lixiviar with acid said particles having a particle size of less than 20 mih, and
d) Obtener una cantidad de litio lixiviado.  d) Obtain an amount of leached lithium.
2. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la separación de las partículas que tienen un tamaño de partícula menor a 20 mth se realiza por medio de cribado usando malla 635. 2. The process for recovering clay lithium according to claim 1, characterized in that the separation of particles having a particle size of less than 20 mth is carried out by screening using 635 mesh.
3. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la separación de las partículas que tienen un tamaño de partícula menor a 20 pm se realiza por medio de contacto del mineral seco con un imán.  3. The process for recovering clay lithium according to claim 1, characterized in that the separation of particles having a particle size of less than 20 pm is carried out by contacting the dry mineral with a magnet.
4. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la separación de las partículas que tienen un tamaño de partícula menor a 20 pm se realiza por medio de contacto del mineral mezclado con agua y bajo agitación.  4. The process for recovering clay lithium according to claim 1, characterized in that the separation of particles having a particle size of less than 20 pm is carried out by contacting the mineral mixed with water and under stirring.
5. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque el imán es un imán de neodimio que tiene una potencia de 12,000 Gauss.  5. The process for recovering clay lithium according to claims 2 or 3, characterized in that the magnet is a neodymium magnet having a power of 12,000 Gauss.
6. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de lixiviación se lleva a cabo con ácido sulfúrico a una concentración de 0.6 M.  6. The process for recovering clay lithium according to claim 1, characterized in that the leaching step is carried out with sulfuric acid at a concentration of 0.6 M.
7. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de lixiviación se lleva a cabo con ácido sulfúrico a una temperatura de 50°C.  7. The process for recovering clay lithium according to claim 1, characterized in that the leaching step is carried out with sulfuric acid at a temperature of 50 ° C.
8. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa de lixiviación se lleva a cabo por un tiempo de lixiviación de al menos 5 horas. 8. The process for recovering clay lithium according to claim 1, characterized in that the leaching step is carried out for a leaching time of at least 5 hours.
9. El proceso para recuperar litio de arcilla de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la arcilla proviene de un salar.  9. The process for recovering lithium clay according to claim 1, characterized in that the clay comes from a salt flat.
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