La recompresión mecánica de vapor (MVR) reduce el consumo de vapor externo mediante el reciclaje del vapor secundario y se utiliza ampliamente para concentrar el licor madre de precipitación de litio y reducir el volumen de aguas residuales de alta salinidad en proyectos de extracción de litio en lagos salados. Muchos proyectos adquieren equipos MVR de alto rendimiento como solución independiente, solo para encontrarse con incrustaciones en la superficie de transferencia de calor, acumulación de sal y obstrucciones en las tuberías, y paradas frecuentes para limpieza después de la puesta en marcha, lo que resulta en una capacidad y rentabilidad inferiores a las esperadas. La experiencia de la industria indica que un sistema de recuperación de licor madre bien diseñado puede aumentar la recuperación total de litio de un proyecto de lago salado entre un 12 % y un 18 %. A medida que la salinidad continúa cambiando durante la evaporación del licor madre de alta salinidad, el calcio, el magnesio, la sílice y los sólidos en suspensión pueden acumularse fácilmente y formar depósitos. La estabilidad a largo plazo de la operación MVR no depende de las especificaciones nominales de cada equipo, sino del control de la calidad del agua de alimentación, los límites operativos del proceso y la integración de todo el sistema.
La función principal del pretratamiento es establecer condiciones de alimentación estables para el sistema de evaporación MVR y reducir los riesgos de incrustaciones en la fuente. Los sólidos en suspensión, la dureza del calcio y el magnesio, y la sílice en el licor madre del lago salado son las principales causas de obstrucción de los equipos, lo que hace necesario desarrollar soluciones de purificación adaptadas a la calidad real del agua. Los flujos de concentrado y los líquidos residuales de regeneración generados por unidades de purificación como la separación por membrana y el intercambio iónico también deben incorporarse al plan de tratamiento general. Al controlar de forma constante los parámetros clave del agua de alimentación, se puede reducir significativamente la incrustación en las superficies del evaporador, lo que ayuda a garantizar la producción continua. Gracias a la experiencia en ingeniería de BICHEM, cuando se abordan adecuadamente la adaptación a la calidad del agua y el diseño coordinado del sistema, un sistema MVR puede lograr una operación estable durante 60 a 90 días por ciclo, reduciendo las pérdidas de producción y los costos de operación y mantenimiento asociados con las paradas para limpieza.
La evaporación y la cristalización no deben diseñarse como etapas separadas, sino que deben planificarse y gestionarse como un sistema integrado. En sistemas de alta salinidad, la elevación del punto de ebullición, los cambios en la viscosidad y la solubilidad de la sal, y los rangos de cristalización afectan la eficiencia de la transferencia de calor, el consumo de energía y el riesgo de obstrucciones. Buscar indiscriminadamente mayores índices de concentración sin tener en cuenta la saturación de sal, la ubicación de la cristalización y el diseño del canal de flujo puede, en cambio, agravar la incrustación y la deposición. Por lo tanto, la configuración del evaporador, el caudal de circulación, la temperatura de operación, el área de transferencia de calor y el punto de concentración final deben determinarse de acuerdo con las propiedades del material y los objetivos del tratamiento.
Para proyectos centrados principalmente en la concentración del licor madre, el punto final de evaporación debe controlarse adecuadamente para evitar riesgos operativos asociados a una concentración excesiva. Para proyectos que requieren una mayor separación de sales o descarga cero de líquidos (ZLD), la cristalización, la separación sólido-líquido, el reciclaje del licor madre y el tratamiento de residuos deben planificarse como un proceso integrado. Un sistema eficiente de tratamiento del licor madre no es simplemente la suma de las especificaciones de los equipos individuales, sino el resultado de una optimización coordinada entre el pretratamiento, la evaporación, la cristalización y el reciclaje del licor madre.
Para los propietarios de proyectos, el precio de compra de los equipos MVR es solo un componente de la decisión de inversión; los costos del ciclo de vida determinan, en última instancia, la rentabilidad a largo plazo. El consumo de electricidad, el vapor suplementario, el tiempo de inactividad relacionado con la limpieza, el mantenimiento de los equipos, el uso de productos químicos, el reemplazo de membranas y la eliminación del licor madre tienen un impacto continuo en la economía del sistema. Los datos de la industria indican que los costos operativos suelen representar más del 60 % de los costos totales del ciclo de vida de los sistemas MVR. Por lo tanto, las evaluaciones de proyectos deben ir más allá de las comparaciones de equipos individuales y centrarse en todo el proceso, prestando especial atención a la estabilidad de la calidad del agua de alimentación, la capacidad de pretratamiento, la coordinación entre la evaporación y la cristalización, la monitorización de los parámetros operativos clave y la facilidad de limpieza y mantenimiento. Dado que la calidad del agua y las condiciones del proceso varían de un proyecto a otro, el consumo de energía, la capacidad de tratamiento y los ciclos operativos deben evaluarse en función de la calidad real del agua y el diseño del sistema, en lugar de simplemente aplicar cifras de rendimiento de otros proyectos.
BICHEM se especializa en procesos de extracción de litio en lagos salados e integración completa de sistemas, ayudando a sus clientes a transformar la planta de tratamiento de aguas residuales (MVR) de una unidad de evaporación independiente a un sistema de tratamiento estable, controlable y económicamente viable a largo plazo. Para el licor madre de precipitación de litio y otros flujos de proceso, así como para aguas residuales de alta salinidad, BICHEM puede evaluar soluciones para la eliminación de impurezas aguas arriba, optimizar las condiciones de operación de la MVR, coordinar la cristalización y la separación de sales, y evaluar la rentabilidad del ciclo de vida en función de las características de la calidad del agua, los objetivos de recuperación de litio, los requisitos ambientales y las condiciones específicas del proyecto. Desde el control de los parámetros de alimentación y la coordinación de la evaporación y la cristalización hasta la gestión del reciclaje del licor madre y el tratamiento de residuos, BICHEM aplica un enfoque de ingeniería de sistemas para reducir los riesgos de integración de procesos y ayudar a sus clientes a lograr un equilibrio más efectivo entre la fiabilidad operativa, la eficiencia energética y el rendimiento económico a largo plazo.
