Nos salares do Deserto do Atacama, os íons magnésio e lítio têm raios quase idênticos, e seu comportamento químico em solução aquosa é altamente semelhante. Este "efeito gêmeo" torna economicamente inviável a exploração de mais da metade dos recursos globais de lítio em salares até hoje. A Universidade de Atacama, em conjunto com a Universidade de Antofagasta e a Universidade do Chile, está desenvolvendo uma "peneira química" para este problema secular, utilizando materiais de líquidos iônicos e estruturas metal-orgânicas (MOFs).

Alta Razão Mg/Li: O "Problema de Classe Mundial" na Mineração de Lítio

Os recursos globais de lítio estão predominantemente contidos em salmouras de salares, mas nem todos os salares são adequados para o processo tradicional de evaporação-precipitação. Quando a razão de concentração entre íons magnésio e lítio (Mg/Li) na salmoura ultrapassa um certo limiar, os íons magnésio competem com os íons lítio pelos sítios de precipitação, levando a uma queda acentuada na recuperação de lítio e a um aumento vertiginoso nos custos de produção.

O Dr. Jonathan Castillo, pesquisador do Departamento de Metalurgia da Universidade de Atacama, destaca que a alta concentração de íons interferentes como magnésio e cálcio em muitos salares torna essas salmouras extremamente complexas tanto química quanto engenheiradamente, dificultando sua exploração econômica atualmente.

Este gargalo tecnológico significa que vastos recursos de lítio em salares permanecem "trancados" no subsolo, fora da cadeia de suprimentos. Com o crescimento explosivo da demanda por lítio dos mercados de veículos elétricos e armazenamento de energia, desenvolver tecnologias eficientes de extração de lítio para salares com alta razão Mg/Li tornou-se uma das direções de pesquisa mais urgentes para a indústria mineral global.

Sistema de "Peneiração Química" Construído com Líquidos Iônicos + MOF

Em 20 de abril de 2026, a Universidade de Atacama anunciou formalmente um projeto de pesquisa colaborativa Anillo de três anos. Liderado pela Universidade de Atacama com a participação das universidades de Antofagasta e do Chile, o projeto tem como objetivo central desenvolver, em três anos, um sistema avançado de extração de lítio de salares baseado em líquidos iônicos e materiais de estruturas metal-orgânicas (MOFs).

Líquidos Iônicos – "Garras Moleculares" Sob Medida para Íons Lítio

Líquidos iônicos são um tipo de sal líquido composto inteiramente por íons, que permanecem líquidos à temperatura ambiente, possuindo pressão de vapor muito baixa, excelente estabilidade térmica e alta capacidade de design estrutural. A equipe de pesquisa aproveita essa capacidade de ajuste estrutural para projetar, em nível molecular, moléculas extratoras com alta afinidade por íons lítio.

A lógica química central desta tecnologia reside no fato de que os cátions ou ânions do líquido iônico podem ser projetados para conter grupos coordenadores específicos, formando "garras moleculares" que priorizam a "captura" de íons lítio em ambientes iônicos complexos, enquanto repelem íons interferentes como magnésio e cálcio. Dados experimentais mostram que alguns sistemas extratores de líquidos iônicos de alto desempenho já alcançaram fatores de separação lítio/magnésio superiores a 4600, oferecendo uma solução em nível molecular para a extração de lítio de salares com alta razão Mg/Li.

Materiais MOF – "Canais Iônicos" em Escala Nanométrica

Estruturas metal-orgânicas (MOFs) são materiais cristalinos porosos formados pela auto-montagem de íons/agregados metálicos com ligantes orgânicos, possuindo área superficial extremamente alta e estrutura de poros ajustável com precisão. A equipe de pesquisa funcionalizou os materiais MOF com líquidos iônicos, construindo materiais funcionais compostos do tipo líquido iônico@MOF.

O sistema de canais tridimensionais do MOF e a seletividade química do líquido iônico produzem um efeito sinérgico: a estrutura porosa do MOF fornece canais de transporte iônico de alto fluxo, enquanto o líquido iônico incorporado confere às paredes internas desses canais a seletividade química para íons lítio. Este mecanismo duplo de "peneiração física + reconhecimento químico" permite a passagem eficiente de íons lítio, enquanto íons interferentes como magnésio e cálcio são efetivamente bloqueados.

Da Mineração de Cobre à de Lítio – Transbordamento Tecnológico e Colaboração Trilateral

O Dr. Castillo revela que esta pesquisa não começou do zero. A equipe tem experiência de longa data em pesquisa de tecnologia de extração por solventes para mineração de cobre, acumulando conhecimento rico em separação de metais. "Transladar" o conhecimento e ferramentas do campo de extração de cobre para o do lítio foi o ponto de partida lógico crucial para esta inovação tecnológica.

Na execução do projeto, as três universidades de ponta do Chile têm divisões de trabalho distintas, formando uma cadeia completa de P&D:

Universidade de Atacama: Responsável pelo design molecular, síntese e triagem dos extratores de líquidos iônicos. Já desenvolveu uma série de solventes de líquidos iônicos de alto desempenho.

Universidade de Antofagasta: Responsável pelo projeto de engenharia do circuito do processo, transformando os extratores de escala laboratorial em soluções de processo escaláveis industrialmente.

Universidade do Chile: Responsável pela validação dos parâmetros de engenharia, estabelecendo uma base técnica confiável para a transição da tecnologia do laboratório para a aplicação industrial.

Conteúdo Tecnológico: Transição de Paradigma da "Concentração por Evaporação" para a "Captura Química"

A extração tradicional de lítio de salares depende de uma longa concentração por evaporação natural (12-24 meses), seguida pela separação do lítio por precipitação química. Este processo é limitado pela composição da salmoura, condições climáticas e disponibilidade de terra, sendo praticamente ineficaz para salares com alta razão Mg/Li.

A tecnologia composta líquido iônico-MOF representa um caminho tecnológico completamente diferente: da "evaporação passiva" para a "captura ativa". As moléculas extratoras reconhecem e capturam ativamente os íons lítio em escala molecular, independentemente da concentração inicial da salmoura e das condições ambientais. Se esta tecnologia for convertida com sucesso para escala industrial, permitirá que uma grande quantidade de recursos de lítio em salares atualmente classificados como "difíceis de utilizar" entrem na sequência de exploração viável.

Ativando os Recursos de Lítio "Adormecidos" do Mundo

1. A "Chave" para Desbloquear Salares com Alta Razão Mg/Li

Inúmeros salares globais são considerados "recursos marginais" devido à sua alta razão Mg/Li. Se a tecnologia de extração seletiva por líquidos iônicos-MOF atingir a eficiência de separação esperada, esses salares serão convertidos de "reservas geológicas" para "reservas economicamente exploráveis", tendo significado estratégico para a diversificação da cadeia global de suprimentos de lítio.

2. A "Transição Verde" da Mineração de Lítio

Em comparação com o processo tradicional de evaporação-precipitação, a tecnologia de extração por solventes reduz significativamente o consumo de energia e água. O Dr. Castillo enfatiza que a tecnologia visa não apenas a extração do lítio, mas também a recuperação integrada de múltiplos elementos do salar. No futuro, os salares chilenos têm o potencial de evoluir de "minas de lítio únicas" para "bases de aproveitamento integral de múltiplos recursos, desenvolvendo de forma sinérgica lítio, potássio, boro e magnésio".

3. Roteiro de Três Anos: Do Laboratório à Validação em Planta Piloto

De acordo com o plano do projeto, o roteiro tecnológico para os próximos três anos inclui:

Ano 1: Concluir a triagem dos extratores de líquidos iônicos e a otimização dos materiais compostos MOF.

Ano 2: Concluir o projeto do circuito do processo e a validação da operação contínua em escala laboratorial na Universidade de Antofagasta.

Ano 3: Concluir a validação dos parâmetros de engenharia na Universidade do Chile, estabelecendo as bases para uma planta piloto industrial.

A "Segunda Revolução" da Tecnologia de Lítio no Chile

O Chile possui as maiores reservas globais de lítio exploráveis, mas há muito depende do recurso único do Salar de Atacama, com processos de extração relativamente tradicionais. Esta tecnologia de extração de lítio por líquidos iônicos-MOF, impulsionada conjuntamente por três das principais universidades chilenas, tem o potencial de trazer uma segunda revolução tecnológica para a indústria de lítio do Chile, após o "método de evaporação".

Para a indústria mineral global, o significado desta tecnologia vai muito além de um novo extrator – ela valida um caminho tecnológico completo, do "design molecular" à "ampliação de escala de engenharia". Quando as moléculas de líquidos iônicos podem ser projetadas com precisão como "peças de Lego", e quando os canais dos MOFs podem ser ajustados com precisão como "peneiras", a extração de lítio está entrando na era do "design de materiais", deixando a era da "otimização de processos".