Debido a su bajo consumo energético, la evaporación MVR se ha convertido en el proceso principal para la recuperación de recursos y la reducción del volumen de aguas residuales del licor madre precipitado con litio de lagos salados. Sin embargo, muchos proyectos de lagos salados en curso se enfrentan a desafíos comunes: tras la puesta en marcha, se forman rápidamente incrustaciones duras compuestas de calcio, magnesio y silicatos en las paredes de los tubos de intercambio de calor, lo que reduce la eficiencia de transferencia de calor del sistema entre un 20 % y un 50 %. El consumo energético específico para la evaporación sigue aumentando. El consumo energético diseñado originalmente de 35 a 42 kWh por tonelada de agua se dispara a 55 a 70 kWh por tonelada de agua en la operación real. Además, el ciclo de limpieza de algunos proyectos se reduce a entre 15 y 30 días, y una sola limpieza durante una parada requiere entre 8 y 12 horas. Las graves pérdidas por paradas no planificadas a lo largo del año reducen directamente la tasa general de recuperación de litio de toda la línea de producción. La causa principal de este problema no suele residir en la selección del hardware MVR, sino en la negligencia del complejo sistema iónico del licor madre precipitado con litio. MVR se considera una unidad independiente, sin un diseño colaborativo para la eliminación de impurezas en la fase inicial ni un balance de materiales de todo el proceso.
El licor madre precipitado con litio tiene una composición especial, con una concentración de litio que generalmente oscila entre 5 y 20 g/L, a la vez que está enriquecido con iones de calcio, magnesio, boro, silicio y sodio. En muchos proyectos , el licor madre se alimenta directamente al MVR. A medida que aumenta el factor de concentración, el sulfato de calcio y los silicatos alcanzan la sobresaturación y precipitan en las superficies de transferencia de calor, formando una incrustación densa y dura que no puede eliminarse por completo mediante el lavado ácido convencional. Las mediciones de campo realizadas en un proyecto antes de la modernización técnica de BICHEM muestran que el licor madre de alimentación contenía solo 30 mg/L de Ca²⁺ y 45 mg/L de SiO₂ . En condiciones de concentración 4 veces mayor, el enriquecimiento continuo de componentes de calcio y silicio duplicó la resistencia a la transferencia de calor después de 30 días de operación, la capacidad de evaporación disminuyó en casi un 40%, y los costos de O&M superaron con creces las cifras estimadas en el estudio de factibilidad. El simple hecho de aumentar la velocidad del flujo de circulación y la frecuencia de la limpieza en línea solo proporciona un alivio temporal y no puede erradicar la causa principal de la acumulación de sarro.
Según las investigaciones de BICHEM, la mayoría de los propietarios de proyectos se centran únicamente en indicadores de hardware como la capacidad de evaporación y la potencia instalada, descuidando el control de la calidad del agua aguas arriba. Los sólidos en suspensión, la sílice coloidal y los carbonatos residuales provenientes de la sección de precipitación de litio actúan como cristales semilla y aceleran la deposición de incrustaciones. Si la intercepción de impurezas en las secciones de extracción, adsorción y refinación aguas arriba no cumple con los requisitos, el MVR aguas abajo inevitablemente sufrirá una presión de incrustación severa. Las condiciones de trabajo en lagos salados de gran altitud amplifican aún más estos riesgos. En el Triángulo Latinoamericano del Litio, las grandes altitudes provocan un aumento del punto de ebullición, lo que aleja la relación de presión del compresor del MVR del rango de diseño y causa un aumento adicional del 10 % al 15 % en el consumo de energía. Muchas líneas de producción que adoptan diseños copiados de regiones llanas enfrentan un consumo excesivo de energía inmediatamente después de la puesta en marcha.
Como proveedor de soluciones DLE de proceso completo , BICHEM integra de manera innovadora la sección de concentración MVR en el sistema general de balance de masas de la extracción de litio de lago salado para controlar la calidad de la materia prima desde el principio. Para resolver los problemas de incrustaciones y consumo de energía, se realiza un análisis exhaustivo de los componentes de la salmuera, combinado con pruebas de concentración a escala de laboratorio a largo plazo, para definir las especificaciones del pretratamiento del licor madre. Se utilizan resinas quelantes para la eliminación profunda de calcio y magnesio, y se adopta una membrana para retener sílice coloidal, manteniendo el Ca²⁺ y el Mg²⁺ en la alimentación al MVR en niveles bajos y mitigando el riesgo de precipitación de incrustaciones duras. Mientras tanto, basándose en el modelo iónico de la salmuera, BICHEM simula el comportamiento de cristalización de la sal bajo diferentes factores de concentración y optimiza los parámetros operativos, incluyendo el pH, el caudal de circulación y la carga de alimentación, dirigiendo la formación de cristales dentro de la cámara de cristalización en lugar de la deposición en las paredes del tubo de intercambio de calor.
Para el proyecto de lago salado implementado en Sudamérica, después de la optimización del proceso por parte de BICHEM, la sección MVR logra un ciclo operativo estable extendido de 60 a 90 días, con un consumo de energía específico para la evaporación controlado de manera estable por debajo de 40 kWh por tonelada de agua. El licor madre concentrado rico en litio se recicla de nuevo al proceso principal. La tasa global de recuperación integral de litio del proyecto supera constantemente el 95%, y la tasa de reutilización del agua condensada supera el 90%, logrando un ciclo cerrado. Para proyectos existentes, BICHEM ofrece modernizaciones técnicas sencillas. No es necesario reemplazar el equipo principal de MVR; basta con optimizar el pretratamiento y los regímenes operativos previos para mitigar la formación de incrustaciones y reducir el consumo de energía por evaporación.
La eficiencia de la concentración MVR para el licor madre precipitado de litio en lagos salados no depende de las especificaciones del equipo, sino del acoplamiento integral del proceso y la adaptabilidad a las condiciones de trabajo. Ante los requisitos cada vez más estrictos de cumplimiento de la minería verde, la supresión de la incrustación y el control de los costos de evaporación mediante un diseño de proceso sistemático pueden recuperar los recursos residuales de litio en el licor madre para aumentar la rentabilidad económica y, al mismo tiempo, reducir el volumen de aguas residuales, lo que permite a los proyectos de lagos salados lograr un equilibrio entre los beneficios económicos y el cumplimiento ambiental.
