Concentración de iones litio mediante el uso de la técnica de retención en fase líquida asistida con polímero. 

Resumen: El Litio (Li) es vital en la industria de la electro movilidad, por lo que se ve necesario buscar nuevas metodologías de extracción de este metal. 

Para desarrollar procesos más eficientes, se ha utilizado la técnica de retención en fase liquida asistida con polímero (RFLP), la cual consiste en la interacción de los iones de interés existente en una solución acuosa con los grupos funcionales del polímero, formando entre sí un agregado macromolecular en una celda de ultrafiltración (UF), que al ser sometido a una presión constante, se produce la separación de la solución, quedando retenido en una membrana de celulosa regenerada (RC) el agregado macromolecular mientras que los iones que no interactúan con el polímero, pasan a través de la membrana [1].

Debido a esta información, en este trabajo de investigación se estableció como objetivo  (1) sintetizar y fraccionar el polímero PSPAK mediante el uso de membranas RC de diferentes tamaños de corte de peso molecular (CPM), (2) estudiar los parámetros óptimos para la extracción de Li, (3) determinar el efecto de una sal interferente y (4) analizar la membrana y el polímero, antes y después del proceso de concentración del metal, mediante técnicas de caracterización.

Para esto, se realizó la polimerización vía radicalaria del monómero 3-sulfopropil acrilato de potasio (SPAK) con el iniciador persulfato de amonio (PAS) disueltos en 10 mL de agua desionizada para luego sumergirlo en un baño termorregulado a 70 °C durante 4 h [2]. La solución polimérica obtenida, fue filtrada sucesivamente mediante el uso de membranas RC de diferentes CPM hasta la obtención de tres soluciones retenidas para la determinación de una distribución aproximada de los pesos moleculares para cada una de las fracciones [3].

Se caracterizó la membrana y el polímero, mediante los análisis de microscopia electrónica de barrido (SEM), espectroscopia infrarroja con transformada de Fourier (FT-IR) y termogravimetría (TGA). Para la obtención de los parámetros óptimos y la interferencia de la sal, se calculó el porcentaje de retención de Li (%RLi) cuantificando las soluciones obtenidas mediante la técnica de espectroscopia de emisión atómica (EAS). 

Los resultados más relevantes de esta investigación se reportan en la figura 1, donde se logró evidenciar el rompimiento del enlace vinílico de la cadena carbonatada confirmando una correcta polimerización y que, al agregar un porcentaje de Li al polímero, se otorga un ligero aumento en la estabilidad térmica favoreciendo así su resistencia a las modificaciones de temperatura. Además se determinó que el mayor %RLi se obtuvo cuando la proporción del polímero es alrededor de 20 veces mayor que la cantidad de Li debido al aumento de sitios activos de los grupos sulfónicos para su interacción con el metal y que, al aumentar la presencia del interferente Mg2+, se produce una disminución en su %RLi (relación molar de 1:3), lo cual nos hace inferir que debe existir una competencia de los iones por los sitios activos del polímero .

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