Depósitos de litio y potasio en salmueras de salares de Sudamérica: caracterización, hidroquímica, depocentros y recursos

Abstract

Los depósitos de Li y K en salmueras constituyen recursos ácueos caracterizados por una salinidad elevada (> 400% NaCl) y elementos en solución con >350 ppm Li y 0,5-1 % K, acompañados principalmente de Mg, Na, Ca y B. Su génesis está condicionada por la evolución de cuencas endorreicas en clima árido, donde el Li es aportado por lixiviación de rocas circundantes o fuentes termales, y concentrado en los acuíferos por evapotranspiración. En Sudamérica occidental, las condiciones de aridez se desarrollaron a partir del Cretácico, favorecidas por el levantamiento del Altiplano y la Puna y el emplazamiento del arco volcánico andino desde el Mioceno. La configuración de las cuencas corresponde a ante-arco (Atacama) e intra-arco (salares de la Puna), de las cuáles éstas últimas evolucionan a partir de depocentros cretácico-terciarios en Puna Septentrional y como depocentros individuales terciarios en Puna Austral. Los recursos de Li sudamericanos suman el 68% de los mundiales, la producción mundial de LCE es de 82.000 t/a (38% Chile y Argentina), y la capacidad de producción de los salares argentinos es de 400.000 t/a LCE. Este trabajo proporciona una revisión de la evolución de las cuencas salinas desde el límite K-T hasta la actualidad, así como los resultados de la exploración de salmueras de Li y las proyecciones económicas disponibles, en la Puna y el Altiplano.

Lithium and K brine deposits constitute water resources characterized by high salinity (> 400% NaCl) and elements in solution in the order of >350 ppm Li and 0.5-1% K, accompanied mainly by Mg, Na, Ca and B. Its genesis is conditioned to the evolution of endorheic basins in arid climates, to which Li is contributed by leaching from surrounding rocks or thermal sources, and concentrated in the aquifers by evapotranspiration. Halite crystallization occurs in the saline nucleus, decreasing the Na+ in solution, enriching itself in Li+ and 7 Li. In western South America, arid conditions developed from the Cretaceous and were enhanced by the uplift of the Altiplano and Puna and the emplacement of the Andean volcanic arc since the Miocene. The basins configuration corresponds to antearc (Atacama) and intra-arc (Puna salars), of which the latter evolve from CretaceousTertiary depocentres in Northern Puna and as individual Tertiary depocentres in Southern Puna. South American Li resources add up to 68% of total resources, global LCE (lithium carbonate equivalent) production is 82,000 t/y (38% Chile and Argentina), and Argentina salars’ production capacity is 400,000 t/y LCE. Lithium is used in the industry of batteries, aluminum and its alloys, glass and ceramics, greases and lubricants, air conditioning, medicine and pharmaceuticals, polymers. Also, 6 Li is used in the production of nuclear energy as a source of tritium, and 7 Li is used as a hydroxide to regulate the pH of the cooling material in the primary circuits of pressurized water nuclear reactors, where it is used as a heat conductor due to its high melting temperature, and as fluoride in molten salt reactors. This paper provides an overall review of salar basins’ evolution from K-T boundary to recent, as well as available Li brine exploration results and economic projections, over the Puna and Altiplano.