Los inicios del calentamiento eléctrico para el tostado con ácido sulfúrico de la espodumena

Sachin Pimpalnerkar, Global Product Manager, KanthalSe podría decir que es el mismo truco de tener un automóvil eléctrico: levantamos el capó para observar y no encontramos nada.

Donde cientos de partes móviles en condiciones de alta temperatura y presión soportaron millones de revoluciones, nada. Y donde usuarios y mecánicos pasarían cientos de horas revisando, repostando, drenando y reemplazando, nada.

El mismo truco les espera a los refinadores que soliciten hornos eléctricos nuevos para el tostado con ácido en el creciente mercado del carbonato de litio o el hidróxido de litio, explica Sachin Pimpalnerkar, gerente de Producto Global de Kanthal.

El paso a una instalación eléctrica se traduce directamente en una cantidad de piezas móviles mucho menor. Al igual que sucede con el motor de un automóvil eléctrico, todo es mucho más simple.

«El paso a una instalación eléctrica se traduce directamente en una cantidad de piezas móviles mucho menor», agrega. «Al igual que sucede con el motor de un automóvil eléctrico, todo es mucho más simple».

Simple y modular

Atrás quedaron los hornos con quemadores a gas. Atrás quedaron los conductos. Los reguladores de tiro y los ventiladores ya no son necesarios. La cantidad de sensores que se utilizaban para garantizar una combustión completa y suficiente ya no existen.

En un tubo giratorio con un diámetro de tres a cinco metros y con una longitud de, quizás, 60 metros, es como reemplazar una maraña de tuberías de aire y gas del tamaño de una pista de tenis.

Los módulos de calentamiento Fibrothal® de Kanthal, que sustituyen a los equipos anteriores, son simples y funcionan con electricidad. Sin embargo, esta simplicidad es engañosamente funcional. Los revestimientos de fibra cerámica formados al vacío ofrecen un bajo nivel de masa térmica y una capacidad de conductividad deficiente. El diseño de forma compacta también permite incrustar de forma parcial los elementos de alambre, lo que permite alcanzar una temperatura máxima del elemento de 1150 °C (2100 °F).

El uso de la formación al vacío, que se ha empleado en la línea de productos Fibrothal® desde 1978, brinda la posibilidad de moldear los elementos de calentamiento a fin de dar forma a un segmento de la cámara de calentamiento. En función de la longitud del horno, se pueden agregar módulos adicionales según sea necesario.

Esta simplicidad ofrece un riesgo de fallo del equipo mucho menor y un índice de error humano también inferior. Además, la tecnología se probó en diversas aplicaciones y entornos durante décadas.

Beneficios medioambientales locales

Además de la simplicidad, los beneficios para el medioambiente promueven aún más el interés en los hornos eléctricos para tostado con ácido.

«Como no podía ser de otra manera, se ha prestado mucha atención al hecho de que se puede alimentar un horno eléctrico con electricidad generada de forma renovable y lograr una tasa de emisiones operativas de CO2 casi nula en la planta», explica Pimpalnerkar, «sin embargo, también se obtienen beneficios para el medioambiente a nivel local, tanto para el personal como para la comunidad en la que operamos».

Las emisiones de NOx, que provocan enfermedades respiratorias y son un punto crítico en la agenda de los responsables de redactar reglamentos medioambientales en diversas jurisdicciones, se eliminan en la tecnología de hornos eléctricos.

En aquellas jurisdicciones con más consciencia medioambiental, es posible que las autoridades se resistan a habilitar un nuevo horno a gas cerca de los centros de población, ya que las emisiones que genere se sumarán a la contaminación existente emitida por los vehículos diésel o las embarcaciones que ingresan a los puertos de la ciudad. En varios países de Europa, hay ciudades que ya superan los niveles máximos permitidos de emisiones de NOx.

Reducción de las emisiones de CO2

Por otro lado, los niveles de emisiones de gases de efecto invernadero (CO2) provenientes de la fabricación de baterías, en la que se cree que los cátodos y los ánodos representan alrededor del 40 % de las emisiones, proporcionan una razón para ubicar plantas en este tipo de economías desarrolladas. Esto se debe a que, a menudo, son estos países los que más han avanzado en el desarrollo de fuentes de generación de energía con bajas emisiones de carbono.

En general, la fabricación de baterías depende en su inmensa mayoría de la electricidad, y la intensidad de carbono para generar electricidad varía de forma considerada. Se estimó que, en 2017, por ejemplo, la generación de energía china generará 20 veces las emisiones de carbono de Suecia y tres veces las de Brasil. El impacto en las emisiones totales de CO2 de la fabricación de baterías se calculó en función de un sitio de referencia de menos del 60 % para una instalación sueca en comparación con más del 30 % a más del 70 % para una fábrica ubicada en China, Polonia o India.Sachin Pimpalnerkar got out his pencil and explained on the back of an envelope how the high volume of flue gas leaving a gas-fired kiln sharply reduces the thermal efficiency of a typical 4 MW unit.

A medida que algunos fabricantes consideran la integración de la fabricación, estas ventajas medioambientales relativas pueden crear un caso acumulativo a favor para pasar de procesos a gas a sistemas de calentamiento eléctrico para el tostado con ácido sulfúrico de la espodumena.

«En conjunto, se obtiene una tecnología más simple y con mayor eficiencia térmica, y las consideraciones medioambientales tienden a respaldar la ubicación de aquellas plantas en las que la intensidad de carbono de la electricidad es baja», explica Pimpalnerkar. «De forma paradójica, es justamente en estas ubicaciones donde se están descubriendo nuevos depósitos minerales y donde la industria de los automóviles eléctricos recibe cada vez más incentivos para establecer su producción».