Litio no convencional en arcillas – Por: Ricardo Alonso

Se conocen un centenar de minerales portadores de litio en distintos tipos de rocas de los cuales solo una media docena son económicamente explotables. El resto del litio que se extrae en el mundo proviene de las salmueras de los salares o de determinados ambientes evaporíticos de los Andes Centrales, del SW de los Estados Unidos y del Tíbet. Allí el litio se presenta diluido, como iones, en las aguas híper concentradas en sales diversas.

Así como se ha dado en llamar hidrocarburos no convencionales a los presentes en las arcillas bituminosas que dan lugar al shale-oil o shale-gas, algo semejante ocurre con el litio presente en unas arcillas llamadas hectoritas. Con idéntico criterio puede llamarse a ese litio como “no convencional” a diferencia del litio convencional que ocurre en rocas (pegmatitas) o salmueras (brines), desde donde se lo extrae para la obtención del carbonato, cloruro, hidróxido, fosfato, etcétera.

Las hectoritas fueron descubiertas originalmente en 1941, en el yacimiento de bentonitas de la mina Héctor, en los montes Cady, distrito de San Bernardino, California (Estados Unidos). Se trata de unas arcillas blanquecinas, del grupo de las esmectitas, relacionadas con capas de boratos de calcio (colemanita). Dado que el boro y el litio son elementos químicos muy afines, muchas de las arcillas relacionadas con boratos son del tipo de las hectoritas. Así ocurre por ejemplo en el mayor yacimiento de bórax del mundo, el depósito de Kirka en Turquía. En ese lugar se presentan finas capas de cristales de bórax o tincal, separadas entre sí por películas arcillosas hectoríticas. La hectorita es químicamente un silicato hidratado de sodio, litio y magnesio, perteneciente al gran grupo de los filosilicatos o silicatos en hojas, tal como son las micas.

Las hectoritas se presentan en capas o masas de colores blanquecinos a cremas, son blandas y livianas, suaves, grasosas a jabonosas, plásticas, con brillo terroso. Constituyen parte del grupo de las esmectitas trioctraédricas magnesianas y se forman principalmente en lagos alcalinos ricos en sales. Los usos de la hectorita son especialmente en cosmética donde se las utiliza como base para cremas faciales. En general las esmectitas se utilizan en los lodos de perforación para petróleo, agua o minería; para la fabricación de jabones, en cosmética, como material de carga para papel, entre otros. Por ahora no se considera a la hectorita como una fuente de litio ya que es muy difícil romper la estructura cristalina de los fuertes enlaces entre el litio y el silicio. Por esta razón forma parte de fuentes de litio no convencionales, en arcillas, que podrían tener un potencial en el futuro cuando se desarrollen tecnologías que permitan aprovecharlas.

Las hectoritas tienen una fórmula química de silicato de sodio, magnesio y litio donde el flúor está presente en contenidos menores. La hectorita es la más común pero se conocen también otras arcillas portadoras de litio. La hectorita contiene un  0,54 % de litio o sea un 1,17 % de óxido de litio. El primero en mencionar la presencia de hectorita en Argentina fue el geólogo americano Siegfried Muessig en 1958. Muessig descubrió arcillas de litio en la matriz que envuelve a los cristales de bórax o tincal en el pequeño salar de Turi Lari en el norte de la Puna de Jujuy. Publicó el artículo en el boletín número 69 de la Sociedad Geológica de América (páginas 1696-1697).

Muessig, hoy con 95 años de edad, es uno de los grandes expertos mundiales en boratos y estudió la Puna Argentina en las décadas de 1950 y 1960. Personalmente tuve la suerte de acompañarlo en la década de 1990 en sus recorridos por los yacimientos de boratos de la Puna Argentina, de California y de Turquía. Sus trabajos sobre géiseres boratíferos, salares con boratos, boratos de alta y baja hidratación y los minerales de la mina de Tincalayu (ezcurrita) se han convertido en clásicos de la literatura geológica del norte argentino. Desde los trabajos de Muessig no se han vuelto a estudiar en detalle las arcillas que acompañan a los yacimientos de boratos. Es probable que muchas de las arcillas de los salares, como pasa con Turi Lari, sean de tipo hectorítico, o sea litíferas.

Téngase presente que el litio ingresa en los salares actuales y de igual manera lo hizo en las cuencas antiguas formadas durante el periodo Mioceno unos 10 a 5 millones de años atrás, ya sea a través de las aguas termales o por el lavado de rocas litíferas, especialmente las ignimbritas. Las ignimbritas son grandes mantos de rocas volcánicas tabulares que abundan a lo largo y ancho de la Puna y provienen de antiguas calderas volcánicas. El litio que llega a los salares puede permanecer en iones dentro de las salmueras o eventualmente quedar entrampado en la estructura cristalina de las arcillas especialmente cuando esos cuerpos salinos se secan y desaparecen.

La presencia de hectoritas asociadas con boratos en Turquía, Estados Unidos y la Puna Argentina, indicarían que hay que tener presente una fuente potencial futura de litio no convencional, esto es ni el de las salmueras clásicas de los salares (brines) ni tampoco el litio en roca de los minerales de pegmatitas (espodumeno, lepidolita, ambligonita, etcétera). Entonces no solamente son de interés algunas arcillas de los salares actuales, sino especialmente las arcillas formadas durante el periodo Neógeno en los Andes Centrales de Perú, Bolivia, Chile y Argentina.

En la Puna Argentina, desde el sur hacia el norte, las primeras rocas arcillosas que aparecen asociadas con boratos son las presentes en el borde oriental del salar de Antofalla, especialmente en su tramo central. Luego se tiene el yacimiento Tincalayu, en el extremo del salar del Hombre Muerto, donde el bórax o tincal está acompañado por capas arcillosas de origen lacustre con una edad cercana a los seis millones de años. Algo parecido ocurre en la cuenca de Pastos Grandes donde se encuentra la formación boratífera de Sijes, con abundantes capas arcillosas entre los mantos de boratos que están formados por hidroboracita, colemanita, ulexita o inyoita. También hay formaciones boratíferas acompañadas por arcillas de origen lacustre evaporítico en el borde oriental del salar de Cauchari.

Un ejemplo especial lo constituye la mina Loma Blanca en Jujuy, un depósito de bórax similar al moderno Turi Lari pero de casi 7 millones de años de antigüedad. Loma Blanca se formó en un ambiente relacionado con la caldera volcánica de Coranzulí y los cristales de bórax son prismas cortos que están crecidos en un fango plástico verde de naturaleza volcanogénica. Es probable que al igual que en Kirka (Turquía) esas arcillas sean también ricas en litio.

Las formaciones de edad Neógeno, formadas en cuencas lacustres, continúan hacia el norte en Bolivia y en el sur del Perú. Precisamente en el sur del Perú, en los departamentos de Arequipa, Tacna, Moquegua, Puno y otros se conocen grandes extensiones de formaciones arcillosas del llamado Grupo Maure. Esas arcillas formadas en lagos alcalinos de un ambiente volcánico tienen las características señaladas y algunas de ellas son utilizadas como chacco o phasalla en forma comestible dentro de la práctica de la geofagia. También se han encontrado mantos intercalados de zeolitas. Los análisis por boro y litio realizados en algunas de esas arcillas lacustres de ambientes evaporíticos dieron en muchos casos valores anómalos en dichos elementos.

Finalmente, y como dato de color, un mineral excepcional es la zabuyelita descubierta en el lago Zabuye (Tibet), un carbonato de litio natural que solo necesita purificarse para utilizarlo en pastillas médicas o  baterías. Como en otras cuestiones singulares, allí la naturaleza ya hizo todo el trabajo.

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