miniaturadeimagen|Vista satelital de actividad minera de extracción de litio en el salar de Uyuni, Bolivia La minería de salmuera es la extracción de materiales útiles (elementos o compuestos) que se disuelven naturalmente en las salmueras. La salmuera puede ser agua de mar, otras aguas superficiales, aguas subterráneas o soluciones hipersalinas de varias industrias (p. ej., industrias textiles). Se diferencia de la minería por solución o la lixiviación in situ en que esos métodos inyectan agua o productos químicos para disolver materiales que se encuentran en estado sólido; en la extracción de salmuera, los materiales ya están disueltos.
Las salmueras son fuentes importantes de sal común (NaCl), calcio, yodo, litio, magnesio, potasio, bromo y otros materiales, y fuentes potencialmente importantes de varios otros. La minería de salmuera permite la minimización de residuos y la recuperación de recursos.
Historia miniaturadeimagen|Extracción de sal desde un pozo de salmuera en India, 1891 Alrededor del año 500 a. C., los antiguos chinos excavaron cientos de pozos de salmuera, algunos de los cuales tenían más de 100 metros (330 pies) de profundidad. Se perforaban grandes depósitos de salmuera debajo de la superficie de la tierra mediante la perforación de pozos.Tom (1989), 103. Se erigían torres de bambú, de estilo similar a las torres de perforación de petróleo de hoy en día. El bambú se utilizaba para cuerdas, revestimientos y cabrias, ya que era resistente a la sal. Se colgaban cuñas de hierro de una herramienta de cable de bambú unida a una palanca en una plataforma construida sobre la torre. Las torres de perforación requerían que dos o tres hombres subieran y bajaran de la palanca que movía la cuña de hierro clavada en el suelo para cavar un agujero lo suficientemente profundo en el suelo para golpear la salmuera.
Materiales recuperados de salmueras Muchas salmueras contienen más de un producto recuperado. Por ejemplo, la salmuera poco profunda debajo del lago Searles, California, es o ha sido una fuente de bórax, potasa, bromo, litio, fosfato, carbonato de sodio y sulfato de sodio. miniaturadeimagen|Antiguo método de hervir la salmuera para extraer sal pura en la provincia de Nan al norte de Tailandia.
Sal Fuente Concentración de sal Agua de mar129.500 mg/LF. F. Wright, "Minerals of the ocean," in Frank E. Firth (ed.), The Encyclopedia of Marine Resources (New York: Van Nostrand, 1969) 406-407. La sal (cloruro de sodio) ha sido un bien valioso desde tiempos prehistóricos, y su extracción del agua de mar también se remonta a la prehistoria. La sal se extrae del agua de mar en muchos países del mundo, pero la mayoría de la sal que se comercializa actualmente se extrae de depósitos de evaporita sólida.
La sal se produce como un subproducto de la extracción de potasa de la salmuera del Mar Muerto en una planta en Israel y otra en Jordania. La sal total precipitada en la evaporación solar en las plantas del Mar Muerto es de decenas de millones de toneladas anuales, pero se comercializa muy poca sal.
Hoy en día, la sal de las salmueras de aguas subterráneas es generalmente un subproducto del proceso de extracción de otras sustancias disueltas de las salmueras y constituye solo una pequeña parte de la producción mundial de sal. En los Estados Unidos, la sal se recupera de la salmuera superficial en el Gran Lago Salado, Utah, y de una salmuera subterránea poco profunda en el Lago Searles, California.
Sílice coloidal Las salmueras traídas a la superficie por la producción de energía geotérmica a menudo contienen concentraciones de sílice disuelto de alrededor de 500 partes por millón. Varias plantas geotérmicas han realizado una prueba piloto de recuperación de sílice coloidal, incluidas las de Wairakei, Nueva Zelanda, Mammoth Lakes, California y lago Salton, California. Hasta la fecha, la sílice coloidal de salmuera no ha logrado producción comercial.W. L. Bourcier, M. Lin, and G. Nix, Recovery of Minerals and Metals from Geothermal Fluids, Lawrence Livermore National Laboratory, 8 September 2005
Potasa miniaturadeimagen|Imagen satelital de las salmueras de potasa en Lop Nor, China. Las formas rectangulares muestran los colores brillantes característicos de los estanques de evaporación solar. Ubicación Concentración de potasio Fuente Océano 380 mg/L Agua de mar Océano 17.700 mg/LP. Evan Dresel and Athur W. Rose, Chemistry and Origin of Oil and Gas Well Brines in Western Pennsylvania, Pennsylvania Geological Survey, Open-File Report OFOG 10=01.0, 2010. Agua de mar, salinas remanentes tras la precipitación de sal Salar de Olaroz, Argentina 5.730 mg/LProjects Olaroz , Orocobre website, accessed 17 March 2016. Salmuera poco profunda bajo el lago seco Salar de Atacama, Chile 19.400 mg/LGreta J. Orris, Deposit model for closed-basin potash-bearing brines, US Geological Survey, Open-File Report 2011-1283, 2011. Salmuera poco profunda bajo el lago seco Lago salado Da Chaidam, China 22.500 mg/L Lago salino Mar Muerto, Israel y Jordania6.200 mg/L Lago salino La potasa se recupera de la salmuera superficial del Mar Muerto, en plantas en Israel y Jordania. En 2013, la salmuera del Mar Muerto proporcionó el 9,2% de la producción mundial de potasa.Stephen M. Jasinski, "Potash," US Geological Survey, 2013 Minerals Yearbook, August 2015. A partir de 1996, se estimó que el Mar Muerto contenía 2,05 millones de toneladas de cloruro de potasio, la mayor reserva de salmuera de potasio aparte del océano.Greta J. Orris, Deposit model for closed-basin potash-bearing brines, US Geological Survey, Open-File Report 2011-1283, 2011.
Litio miniaturadeimagen|Imagen satelital de Silver Peak, Nevada, donde se desarrolló a partir de 1967 la extracción de litio en salmuera. Es la única fuente de litio operativa en Estados Unidos donde se producen grados especiales de hidróxido de litio. Ubicación Concentración de litio Fuente Océano0,17 mg/L Agua de mar Valle de Clayton, Nevada 300 mg/LJ. R. Davis and J. D. Vine, "Stratigraphic and tectonic setting of the lithium brine field, Clayton Valley, Nevada," in Basin and Range Symposium, Rocky Mountain Association of Geologists, Utah Geological Association, 1979. Salmuera poco profunda debajo del lago seco Cornualles, Reino Unido 220 mg/L Aguas geotermales Cuenca Paradox, Utah 142 mg/L Salmuera en profundidad (pozo Cane Creek) Mina Salar de Olaroz, Argentina 690 mg/L Salmuera poco profunda debajo del lago seco Lago Salton, California 170 mg/L Salmuera geotérmica La extracción de litio a través de minería de salmuera requiere que la salmuera sea bombeada desde debajo del fondo de su depósito (un salar o lago salado, por ejemplo) hacia un pozo, y luego esperar a que el agua se evapore hasta que las concentraciones de litio alcancen las 6.000 ppm. Para producir una tonelada de litio con este método, se requieren casi 2 millones de litros de agua, la cual se pierde en la evaporación, lo que conlleva riesgo de fugas y derrames.
Los productores en el Triángulo del Litio en Sudamérica obtiene el mineral a través de pozos de salmuera. Las operaciones más grandes se encuentran en la salmuera poco profunda debajo del lecho seco del Salar de Atacama en Chile, que a partir de 2015 produjo alrededor de un tercio del suministro mundial. Las operaciones de salmuera son principalmente para potasio; la extracción de litio como subproducto comenzó en 1997.US Geological Survey, Lithium, Mineral Commodity Summary, 2016. Se cree que la salmuera poco profunda debajo del Salar de Uyuni en Bolivia contiene el recurso de litio más grande del mundo, a menudo estimado en la mitad o más del recurso mundial.
Los depósitos comerciales de salmueras de litio poco profundas debajo de lechos de lagos secos tienen las siguientes características en común:Dwight Bradley, Dwight et al. (2013). "A preliminary deposit model for lithium brines," US Geological Survey, Open-File Report 2013-1006.
Clima árido Cuenca cerrada con un lago seco o estacional Subsidencia impulsada por la tectónica Actividad ígnea o geotérmica Roca generadora rica en litio Acuíferos permeables Tiempo suficiente para concentrar la salmuera En 2015, las salmueras del subsuelo produjeron aproximadamente la mitad de la producción mundial de litio. Mientras que el agua de mar contiene alrededor de 0.17 mg/L, las salmueras del subsuelo pueden contener hasta 4 mg/L, más de cuatro órdenes de magnitud mayor que el agua de mar. Las concentraciones comerciales típicas de litio están entre 200 y 1.400 mg/L.
En 2010, Simbol Materials recibió una subvención de 3 millones de dólares del Departamento de Energía de Estados Unidos para un proyecto piloto destinado a demostrar la viabilidad financiera de extraer litio de alta calidad de una salmuera geotérmica. Utiliza salmuera de una planta de energía geotérmica de 49,9 megavatios de Featherstone en el Valle de Imperial en California. Simbol pasa el fluido extraído de la planta a través de una serie de membranas, filtros y materiales de adsorción para extraer litio.
En 2016, MGX Minerals desarrolló un proceso de diseño patentado (patente provisional de EE. UU. n.° 62/419,011) para recuperar potencialmente litio y otros minerales valiosos de salmueras de yacimientos petrolíferos altamente mineralizadas. La compañía ha adquirido los derechos de desarrollo de aproximadamente 1,7 millones de acres de formaciones que contienen salmuera en Canadá y Utah. Según MGX, el Saskatchewan Research Council, un laboratorio independiente, verificó la tecnología de extracción de petróleo de MGX Minerals en abril de 2017.Rockstone Research (https://www.rockstone-research.com/images/PDF/MGX20en.pdf
La extracción de litio de pozos geotérmicos es un proyecto de cultivo en Europa. Los sitios potenciales son Cornualles (Reino Unido), la cuenca superior del Rin (Francia-Alemania) y Cesano (Italia). Todos estos sitios tienen una concentración de litio de 200 mg/l o superior. El origen se debe a la interacción con minerales de mica en el granito y/o en las rocas del basamento local.
Boro Ubicación Concentración de boro Fuente Océano 4,6 mg/L Agua de mar Salar de Olaroz, Argentina1.050 mg/L Salmuera poco profunda debajo del lago seco Cuenca Paradox, Utah 829 mg/L Salmuera en profundidad (pozo Cane Creek) El boro se recupera de salmueras poco profundas debajo del lago Searles, California, por Searles Valley Minerals. Aunque el boro es el producto principal, el potasio y otras sales también se recuperan como subproductos.
La salmuera debajo del Salar de Olaroz, Argentina, es una fuente comercial de boro, litio y potasio.
Alrededor de 1900, se recuperó boro del vapor geotérmico en Larderello, en Italia.R. Gordon Bloomquist, "Economic benefits of mineral extraction from geothermal brines," 2006, Washington State University Extension Energy Program.
Yodo Ubicación Concentración de yodo Fuente Océano 0,06 mg/L Agua de mar Campo gasífero de Kanto, Japón 160 mg/L Salmuera profunda en cuenca sedimentaria Piedra arenisca de Morrow, Oklahoma 300 mg/L Salmuera profunda en cuenca sedimentaria Cuenca Paradox, Utah 596 mg/L Salmuera en profundidad (pozo Cane Creek) Las salmueras son una fuente importante de suministro de yodo en todo el mundo. Los principales yacimientos se encuentran en Japón y Estados Unidos. El yodo se recupera de las salmueras profundas bombeadas a la superficie como subproducto de la producción de petróleo y gas natural. El agua de mar contiene alrededor de 0,06 mg/L de yodo, mientras que las salmueras del subsuelo contienen hasta 1.560 mg/L, más de cinco órdenes de magnitud más que el agua de mar. Se cree que la fuente del yodo es el material orgánico de las lutitas, que también forman la roca madre de los hidrocarburos asociados.Jean E. Moran, "Origin of iodine in the Anadarko Basin, Oklahoma: an 129I study" AAPG Bulletin, May 1996, v.80 n.5 p.685-694.
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