Universidad Central de Venezuela Facultad de Ingeniera Escuela de Geologa, Minas y Geofsica Departamento de Geologa Ctedra: Yacimientos Minerales Metlicos Profesor: Sebastin Grande

DEPSITOS PEGMATTICOS DE LITIO

Elaborado por: Jorge L. Alvarado O. C.I.: 17829403

Caracas, 11 de agosto de 2011

INDICE

Introduccin..3 Metalognesis de depsitos pegmatticos de litio4 Marco geolgico y tectnico de origen de los depsitos pegmatticos de litio..4 Roca asociada a depsitos pegmatticos de litio..4 Estructuras geolgicas asociadas y geometra de los depsitos pegmatticos de litio.................................................................................6 Proceso metalognico que da origen a la formacin de litio...7 Caractersticas de depsitos pegmatticos de litio8 Tamao y geometra de la mineralizacin8 Minerales menas y tenores mnimos de litio asociados...8 Modo de explotacin..8 Mercadeo y usos industriales del litio..8 Distribucin de las reservas de litio a nivel mundial...8 Utilidad del litio y beneficio mineral9 Valor de cotizacin..11 Produccin mundial de litio.12 Reservas mundiales de litio...13 Conclusiones..14 Bibliografa.15

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INTRODUCCIN

El litio fue descubierto por Johann Arfvedson en 1817, quin encontr el elemento en minerales de espodumena y lepidolita de una mina de petalita, de la isla Ut (Suecia).

El litio es un elemento moderadamente abundante en la corteza terrestre, contenido en salmueras y disperso en ciertos minerales (aproximadamente 145 minerales contienen litio, pero slo algunos en cantidades comerciales), pero nunca libre, debido a su gran reactividad. Entre los minerales que contienen litio cuya explotacin es rentable a nivel econmico se encuentran: espodumena, lepidolita, ambligonita, trifilita, petalita, zinnwaldita y eucripta.

A parte de estos compuestos minerales como fuente de obtencin del litio, este elemento tambin puede ser recuperado en proporciones apreciables, en estado de fosfato sdico diltico a partir de salmueras.

En los procesos de diferenciacin magmtica, el litio alcanza su mayor enriquecimiento en la fase pegmattica de rocas cidas (granticas), dando lugar a concentraciones beneficiables. Dichos depsitos pegmatticos, de muy variada composicin y dimensiones, se emplazan en ambientes preferentemente precmbricos en distintos pases del mundo.

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METALOGNESIS DE DEPOSITOS PEGMATTICOS DE LITIO

Marco geolgico y tectnico de origen de los depsitos pegmatticos de litio:

De acuerdo a la situacin geotectnica, se forman diferentes tipos de magma, siendo el magma en zonas de subduccin diferente al magma de una cordillera centro ocenica. El ambiente geotectnico se refleja entonces en los tipos de rocas magmticas y en la composicin qumica, especialmente en los elementos traza y tierras raras (Nb y La). La clasificacin de la secuencia magmtica se subdivide en grandes rasgos como sigue: Tabla N 1. Clasificacin de secuencia magmtica

Tomado de: http://www.unalmed.edu.co/rrodriguez/pegmatitas-greissen/pegmatita.htm

En la fase pegmattica, desarrollada a temperaturas por encima de 500 C, el magma es enriquecido en agua por la cristalizacin de silicatos libres de agua en las fases anteriores, produciendo condiciones aptas para la formacin de pocos monocristales pero de gran tamao. Adems se produce el enriquecimiento de los fundidos residuales en elementos muy raros, tales como, el litio, el berilio, el boro, el niobio y otros.

Roca asociada a depsitos pegmatticos de litio:

La roca generada por cristalizacin del magma en la fase pegmattica se denomina pegmatita, la cual es una roca gnea con tamao de grano alrededor de 20 mm, la mayora de las pegmatitas estn compuestas por granito, que contiene cuarzo, feldespato y mica.

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Las rocas pegmatticas pueden dividirse en pegmatitas granticas simples las cuales no han sufrido metasomatismo, pegmatitas granticas complejas que han presentado

metasomatismo y zonacin, pegmatitas alcalnas y pegmatitas gabroides. El litio se presenta en pegmatitas granticas complejas, las cuales han sufrido procesos metasomticos por la reaccin del agua presente en la fase magmtica pegmattica, por lo tanto ha existido reemplazamiento; en el caso de la generacin de litio, el metasomatismo ha sido de tipo slido-ltico. Dicho metasomatismo genera la zonacin de la roca, presentando cuatro zonas bien diferenciadas descritas a continuacin:

Zona de Borde: es una transicin entre la roca caja y la roca pegmattica propiamente dicha. Su textura es apltica y tiene poco espesor. Puede contener algunos minerales raros.

Zona Esterna: puede estar ausente. Su mineraloga es similar a la de la zona anterior, pero su textura es ms gruesa, alcanzando varios metros a decenas de metros de espesor. Contiene enormes masas de microclino y micas gigantes.

Zona Interna: Incluye la mayor concentracin de menas de metales pesados o radioactivos (columbita-tantalita, monacita, circn, uraninita, pirocloro, etc.), y metales livianos (Li, Cs, Be). Puede estar ausente o ser muy ancha, pudiendo ser subdividida en tres o ms partes, de acuerdo a los minerales presentes. Tiene inters econmico, por existir bolsadas de Espodumena, Lepidolita y Cuarzo, as como estructuras fajeadas.

Ncleo: consiste de una masa slida de cuarzo lechoso estril, cuarzo hialino o rosado y feldespato, con escasos grandes cristales de turmalina o espodumena (rica en litio).

Figura N 1. Zonacin en pegmatitas Tomado de: http://www.unalmed.edu.co/rrodriguez/pegmatitas-greissen/pegmatita.htm5

Estructuras geolgicas asociadas y geometra de los depsitos pegmatticos de litio:

Las pegmatitas se presentan en fracturas y fallas en o cerca de los contactos de Stocks o batolitos intrusivo mesozonales, originadas por la tectnica regional que afectaron a las rocas que lo contienen (roca caja) por lo que la geometra del depsito es tabular a sub-tabular debido al proceso de metasomatismo que presenta la roca pegmattica cristalizada en las fracturas, presentndose como diques, venas o segregaciones. Un ejemplo es el depsito tabular en la mina Cabeza de Novillo en Argentina (Figura N 2).

Figura N 2. Deposito pegmatitico tabular de litio en mina Cabeza de Novillo (Argentina). Tomado de: http://www.cnea.gov.ar/cac/ci/CICACInformes/cicacInformeCNEA91.pdf6

Otro ejemplo de depsito pegmattico tabular a sub-tabular de litio es el depsito Las Navas en Cceres, Espaa (Figura N 3). En este se ha generado metasomatismo slido ltico, formndose lepidolita, espodumena, casiterita (acompaada de tantalita, columbita y estao).

Figura N 3. Depsito Las Navas (Cceres, Espaa)Tomado de: http://www.unalmed.edu.co/rrodriguez/pegmatitas-greissen/pegmatita.htm

Proceso metalognico que da origen a la formacin de litio:

En resumen el proceso metalognico en la formacin de litio corresponde a cristalizacin de magma en su fase pegmattica entre 500-600 C acompaada de un proceso de metasomatismo por el agua endgena presente en el magma generando procesos de recristalizacin en la roca formando a los minerales ricos en litio como lepidolita, petalita, espodumeno y la ambligonita.

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CARACTERSTICAS DE DEPSITOS PEGMATTICOS DE LITIO

Tamao y geometra de la mineralizacin:

La mineralizacin generalmente adquiere geometras tabulares pro la cristalizacin de del magma en fracturas y fallas, presentando grandes longitudes de cientos de metros debido al gran tamao que pueden adquirir los cristales ricos en litio presentes en las pegmatitas

Minerales menas y tenores mnimos de litio asociados:

Los minerales de litio que tienen importancia econmica son la lepidolita, la petalita, el espodumeno y la ambligonita. Los tenores mnimos en la comercializacin de estos minerales oscilan entre 3,5 % Li2O para la lepidolita y petalita; 5 % para el espodumeno y 7 % para la ambligonita.

Modo de explotacin:

La explotacin de los minerales mena ricos en litio se realiza aplicando minera a cielo abierto, sin embargo desde el 2010, se han realizado estudios para el cambio del sistema de explotacin de minera a cielo abierto a explotacin en interior.

MERCADEO Y USOS INDUSTRIALES DEL LITIO

Distribucin de las reservas de litio a nivel mundial:

Las principales reservas a nivel mundial de litio se encuentran en desiertos y zonas ridas de Chile, China, Australia, Argentina y Bolivia. Encontrandose el 85 % de las reservas en los pases Sudamericanos.

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Utilidad del litio y beneficio mineral:

Algunos de los compuestos de litio empleados en la industria son: carbonato de litio (para bateras recargables, esmaltes para cermicas, vidrios, aluminio metlico, aplicaciones farmacuticas), hidrxido de litio (fabricacin de grasas lubricantes de usos mltiples, obtencin de litio metlico, istopo -6 de litio, absorbente de CO2 en vehculos espaciales y submarino, fuentes de energa elctrica para ferrocarriles y telfonos); bromuro de litio(control de humedad de gases, acondicionamiento del aire, aplicaciones fotogrficas y farmacuticas); fluoruro de litio (aleaciones y soldaduras especiales, metalurgia del aluminio); cloruro de litio (aleaciones, soldaduras especiales y otros fundentes, obtencin de litio metlico); hipoclorito de litio (esterilizacin del agua de piscinas); perxido de litio; borohidruro de litio (fabricacin de oxgeno e hidrgeno); hidruro de litio (produccin de hidrgeno); estrato de litio (grasas automotrices e industriales).

Grfico N 1. Utilidad del litioTomado de: http://www.igme.es/internet/PanoramaMinero/actual/LITIO09.pdf

El fosfato de litio-hierro (LiFePO4), tambin conocido como LFP, es un compuesto utilizado en las bateras de litio-fosfato de hierro. Se utiliza en herramientas y vehculos elctricos. La mayora de las bateras de litio (Li-in) son utilizadas en ordenadores, comunicaciones y electrnica de consumo, y estn fabricadas, en su mayora, de xido de9

cobalto litio (LiCoO2). Otras bateras de litio incluyen xido de manganeso - litio (LiMn2O4), xido de litio-nquel (LiNiO2). A nivel mundial, el destino mayoritario de las materias primas minerales de litio va a los sectores de cermica y vidrio (31 %) y a la fabricacin de bateras (23 %), representando otros usos (fabricacin de lubricantes, aluminio, etc.), porcentajes menores. Una amplia variedad de derivados orgnicos e inorgnicos se producen a partir de carbonato de litio, hidrxido de litio y cloruro de litio. Estos derivados tienen diferentes aplicaciones, principalmente en las industrias qumica y farmacutica. Con el tiempo, derivados de litio han mostrado tasas de crecimiento bastante estable, que se espera continuarn en el mediano y largo plazo, ya que, en general, estas aplicaciones son muy especficas y no sensibles a los ciclos econmicos (SQM, 2009), observar Figura N 5.

Figura N 4. rbol de los compuestos derivados del litio.10

Valor de cotizacin:

El cuadro siguiente recoge la evolucin reciente de los precios reseados por Industrial Minerals para diversos minerales de litio y su carbonato. En 2009, el precio de la petalita sudafricana permaneci encasillada en la misma banda de fluctuacin fijada en 2002, pero la espodumena fob West Virginia subi en mayo de 620-680 a 650-700 $/tc en la calidad >7,5% Li2O y de 340-390 a 400-450 $/tc en el grado vidrio 5% Li2O, lo que represent en cmputo medio anual revalorizaciones del 2,5 y 11%, respectivamente, en relacin al ao anterior. El carbonato experiment un pequeo reajuste en enero, pasando de 2,7-3,0 a 2,8-3,0 $/ lb, nivel que se mantuvo el resto del ao.

Tabla N 2. Valor comercial de los minerales ricos en litio

Grfico N 2. Evolucin del precio promedio anual de carbonato de litio (US$ corrientes/Tonelada)11

Produccin mundial de litio:

En la Tabla N 3 y en el Grfico N 3 se observa que la produccin mundial de litio ha tendido en los ltimos aos a un alto incremento, debido a la alta demando que este ha tenido por sus mltiples usos Tabla N 3. Produccin mundial de minerales ricos en litio

Grfico N 3. Grfica de Produccin anual de litio12

Reservas mundiales de litio:

La Tabla N 4, resume las reservas mundiales estimadas por Evans (2009)22. Segn estas nuevas estimaciones, las reservas de litio se concentran principalmente en salmueras, las que representan un 60% de las reservas totales de litio. Las reservas minerales (pegmatitas) alcanzan un 26% de las reservas totales y se concentran en EE.UU. y Zaire fundamentalmente. Chile, por su parte, muestra las mayores reservas de litio en salmueras, con cerca de 7 millones de ton., las que representan el 39% de las reservas de litio en salmueras y el 23% de las reservas totales de litio a nivel mundial. Las estimaciones de reservas que son adjudicadas a Chile a nivel internacional, no incluyen sin embargo, informacin de otros salares con contenidos de litio (Pedernales, Punta Negra, Maricunga, Incahuasi, Aguas Calientes). Tabla N 4. Reservas mundiales de litio (toneladas de litio)

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CONCLUSIONES

El litio es un elemento estratgico en el futuro energtico mundial, pudiendo llegar a sustituir en un futuro al hidrocarburo, tomando en cuenta que ya actualmente se utiliza como principal fuente energtica en los actuales autos elctricos.

Debido a los mltiples usos que presentan los derivados del litio, en los ltimos aos su produccin y costo han incrementado notablemente, lo que indica que posiblemente en los siguientes aos seguir incrementando, por lo que es necesario fuertes proyectos de exploracin geolgica de este elemento a nivel mundial, en la bsqueda de ese recurso energtico menos contaminante respecto a los hidrocarburos, el cual para el beneficio de la humanidad, posiblemente puede llegar a ser el litio, el cual actualmente se presenta principalmente acumulado en pases de Amrica del Sur como Chile, Bolivia y Argentina.

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BIBLIOGRAFA

Credit Suisse (2009). Lithium. Autores: J. P. McNulty y A. Khaykin. Credit Suisse Group. Octubre, 2009. Evans, R.K. (2008). An Abundance of Lithium. Ver

http://lithiumabundance.blogspot.com/ Evans, R.K. (2009). Lithium Resources are they Adequadate?. Presentacin en la Conferencia Lithium Supply Markets 2009. Enero, 2009. Santiago. Garrett, Donald E. (2004). Handobook of Lithium and Natural Calcium Chloride. Academic Press. Pimentel, S. (1998). Monografa: el Litio. Serie Monografas de Recursos Mineros no Metlicos. Comisin Chilena del Cobre. Santiago. SQM (2008). Resultados y Perspectivas del Mercado: Primer Semestre 2008. Presentacin. www.sqm.com SQM (2008b). Mercado del Litio. Presentacin al SEP. Enero 2008. De uso exclusivo. http://www.unalmed.edu.co/rrodriguez/pegmatitas-greissen/pegmatita.htm http://www.cnea.gov.ar/cac/ci/CICACInformes/cicacInformeCNEA91.pdf http://www.igme.es/internet/PanoramaMinero/actual/LITIO09.pdf

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