Análisis técnico económico de recuperación de productos valiosos del rechazo de las plantas de ósmosis reversa con destilación por membranas

Abstract

Este informe se enmarca en el desafío de pasar de un modelo lineal de “captar–producir descargar” hacia un enfoque de economía circular aplicado a la desalación de agua de mar. En particular, se analiza el rechazo hipersalino de la planta Aguas Antofagasta, que hoy se trata como residuo líquido industrial y se descarga al mar, pese a contener cantidades relevantes de sales. El objetivo de la memoria es evaluar técnica y económicamente si este flujo residual puede convertirse en una fuente secundaria de materias primas críticas, reduciendo impactos ambientales y capturando valor desde un residuo actualmente subutilizado. La metodología se estructuró en tres etapas. Primero, se identificaron seis rutas tecnológicas para recuperar magnesio y litio desde el rechazo de ósmosis inversa. Luego, mediante un análisis multicriterio, se seleccionaron las más prometedoras: Ruta M1, basada en precipitación química de magnesio, y Ruta L1, sustentada en concentración por membranas y adsorción directa de litio (DLE). Finalmente, se desarrolló la ingeniería conceptual de ambas rutas, incluyendo balances de materia y energía y una evaluación económica bajo un criterio de inversión exigente (TIR ≥ 30%). Los resultados muestran dos perfiles de proceso claramente diferenciados. M1 corresponde a un esquema de industria pesada, intensivo en calor, que produce 51.638 TPA de MgO al 95% de pureza, reduciendo al mismo tiempo la carga salina del rechazo. L1, en cambio, representa un proceso de alta tecnología, dominado por consumo eléctrico y orientado a la obtención de 16,9 TPA de Li₂CO₃ al 99,5%. Esta diferencia responde a la composición del rechazo: magnesio en alta concentración (~2,3 g/L) y litio en trazas (~0,31 mg/L), lo que condiciona tanto el diseño de las rutas como su desempeño económico. En términos financieros, (...) This report addresses the challenge of moving from a linear ‘capture-produce-discharge’ model to a circular economy approach applied to seawater desalination. In particular, it analyses the hypersaline reject from the Aguas Antofagasta plant, which is currently treated as industrial liquid waste and discharged into the sea, despite containing significant amounts of salts. The objective of the report is to evaluate, from a technical and economic perspective, whether this waste stream can be converted into a secondary source of critical raw materials, reducing environmental impacts and capturing value from a currently underutilised waste product. The methodology was structured in three stages. First, six technological routes were identified for recovering magnesium and lithium from reverse osmosis reject. Then, using a multi-criteria analysis, the most promising were selected: Route M1, based on chemical precipitation of magnesium, and Route L1, based on membrane concentration and direct lithium extraction (DLE). Finally, the conceptual engineering for both routes was developed, including material and energy balances and an economic evaluation under a demanding investment criterion (IRR ≥ 30%). The results show two clearly differentiated process profiles. M1 corresponds to a heavy industry scheme, intensive in heat, which produces 51,638 TPA of MgO at 95% purity, while reducing the salt load of the waste. L1, on the other hand, represents a high-tech process, dominated by electricity consumption and aimed at obtaining 16.9 TPA of Li₂CO₃ at 99.5%. This difference is due to the composition of the tailings: high concentration of magnesium (~2.3 g/L) and trace amounts of lithium (~0.31 mg/L), which determines both the design of the routes and their economic performance. In financial terms, (...).