Efectos de molienda sobre espodumeno industrial; cuantificación de fase amorfa por método de Ohlberg

Abstract

Argentina es el 3er productor de Litio a nivel mundial, siendo la producción local la que mayor tasa de crecimiento anual ha mostrado en el 2016. Una de las principales fuentes de litio es el mineral espodumeno, un silicato de aluminio y litio, con un contenido de este último que puede variar entre el 1 % y el 5 %. El procesamiento del espodumeno para la obtención de litio implica la molienda del mineral. El objetivo del presente trabajo es caracterizar y comparar la pérdida del grado de cristalinidad de un mineral industrial de espodumeno local por la molienda del mismo. Se llevó adelante la caracterización del mineral, corroborándose por difracción de rayos X (DRX) la presencia de α-espodumeno (LiAlSi2O6), acompañado por reflexiones de cuarzo (SiO2) y albita (NaAlSi3O8). Dos tipos de molienda fueron llevadas a cabo: en molino de bolas de alúmina y en pulverizador de disco y anillo; en ambos casos variando el tiempo de procesamiento. El seguimiento del efecto de la molienda en las fases cristalinas y amorfas del mineral fue llevado adelante por DRX y microscopía electrónica de barrido (SEM). El contenido de fase no cristalina (amorfa) fue determinado a partir de los difractogramas obtenidos por DRX aplicando el método de Ohlberg [1]. Asimismo, se comparó el efecto de la molienda en el comportamiento térmico de piezas conformadas por prensado uniaxial. Se observó que el contenido de fase amorfa se encuentra relacionado tanto al tipo de molienda como a la duración de la misma. El método de Ohlberg permitió la adecuada cuantificación de la fase no cristalina generada en este proceso. Desde el punto de vista estructural, el contenido de fase amorfa no fue afectado de manera importante por la molienda en molino de bolas (< 14%), sin embargo, se volvió relevante en el pulverizador: tratamientos de 10 minutos resultaron en un contenido de hasta 50 % de fase amorfa. Los picos de los minerales complementarios dejaron de ser detectables a tiempos cortos de molienda en el pulverizador, no observándose este fenómeno en las muestras molidas en el molino de bolas. Por último, mediante la observación de las probetas tratadas térmicamente (1000-1200°C) se pudo concluir que la fusibilidad de las muestras molidas fue favorecida por el tratamiento de molienda. La coloración observada en las muestras provenientes del pulverizador es asociada a la posible contaminación de las muestras con los elementos de molienda (acero) del pulverizador.