Литий – самый легкий металл, который твердо занял свое место в хозяйственной жизни людей еще с начала XIX века. Тогда его начали активно использовать в производстве стекла и фарфора, в металлургии, а с середины XX века он нашел применение и в атомной энергетике. Однако общее потребление лития тогда было незначительным, а дешевые источники металла и вовсе выглядели бесконечными.
Как и где используется литий?
Литий – один из важнейших элементов для всего мира. Более половины добываемого лития приходится на изготовление аккумуляторов, однако он также используется в металлургии, производстве керамики, стеклокерамики, резины, полимеров и т.д.
Например, в металлургии, как черной, так и цветной, металл применяется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. Также с помощью лития производят стекла, которые частично пропускают ультрафиолет. Если опустить его применение в ядерной энергетике, литий используют для получения трития.
Но все же батареи составляют основу его потребления: сейчас большая часть добываемого в мире лития уходит на производство литиевых аккумуляторов.
Биодобавки с литием
Как добывают литий?
Поскольку литий является чрезвычайно активным химическим металлом, его добыча крайне отличается от добычи большинства известных элементов. Существует два способа выделения лития:
- Из пегматитовых минералов. Они состоят из кварца, полевого шпата, слюды и других кристаллов. До недавнего времени пегматитовые минералы считались главным источником лития в мире. Например, в Австралии его выделяют из сподумена, руды лития, минерала, который относится к пироксенам.
- Из глин солончаков. Они расположены в Южной Америке, а также в Неваде. Насыщенные литием рассолы можно «обогащать» при помощи испарителя на солнечной энергии. После достижения нужной концентрации гидроксида лития его осаждают, добавляя карбонат натрия и гидроксид кальция. Этот способ можно назвать относительно дешевым, однако для него требуется немало времени – от 1,5 до 2 лет.
Однако со вторым способом возникают некоторые затруднения: при выделении лития данным методом получаются смеси – железо или магний, от которых крайне трудно избавиться. Тем не менее, плюсы перевешивают минусы, так как на солончаковых землях лития просто неприлично много.
Интересный факт: солончаки не входят в списки разведанных месторождений, так как выделение лития выпариванием солевых растворов – новейший метод, который ранее не применялся. Так что можно предположить, что запасов лития на Земле гораздо больше, чем известно на данный момент.
Литий: перспективы рынка
Стоит отметить, что рынок лития до недавних пор испытывал общее негативное влияние мирового экономического и финансового кризисов. Спад мировой автомобильной промышленности, снижение стоимости нефти – все это не на руку самому легкому металлу. Однако с выходом мировой экономики в новый посткризисный цикл развития ожидается рост потребности в литии.
Препараты лития — механизм действия, применение при биполярном расстройстве, побочные эффекты
Мировой спрос на соединения лития в 2015 году превысил 150 тысяч тонн в пересчете на карбонат лития, к 2023 году ожидается, что он вырастет до 300 тысяч тонн, а к 2025 году – до 550 тысяч тонн. Главным фактором роста будет массовое внедрение электромобилей и гибридов. В этой связи особую ценность приобретают новые способы добычи лития, в дополнение к традиционным.
Вместе с тем растет интерес и к другим видам нетрадиционного литиевого сырья – глинам, буровым водам, геотермальным рассолам. Как атланты производства, так и новички, сосредоточатся на рынке карбоната лития и получат устойчивую прибыль уже в течение ближайших 3 лет.
В ближайший год рост цен ожидается позитивно-стабильным, а средняя цена в долгосрочном периоде будет зависеть от количества успешных новых проектов и представлена для разных сценариев развития. При этом общая тенденция резкого роста потребности в литии в долгосрочном периоде не вызывает никаких сомнений.
Источник: dzen.ru
Литий металл. Свойства лития. Применение лития
Литий – элемент, с отношением к первой группе, во втором периоде таблицы, его атомный номер – 3. Формула лития — Li2O. Элемент открыли в 1817 г., был произведён только 1825 г. Название дословно переводится как «камень».
Литий – это металл, с щелочными свойствами, серебристого цвета, обладающий выраженными пластичными свойствами. Легко поддаётся обработке. Характерен наиболее большой температурой плавления, это 180,54º С, кипения — 1340º С и низкой плотностью по сравнению с остальными металлами щелочного ряда. Его плотность ниже плотности воды. Это позволяет ему оставаться на плаву на водной поверхности и даже в керосине.
Атом лития своими небольшими размерами позволяет металлу выказывать определённые свойства. Смешение с натрием происходит только в определённой температуре,а с цезием, рубидием и кадмием, он не смешиваться вовсе. Остальные металлы этого ряда подобными свойствами не обладают.
Не смотря на то, что литий это металл с щелочных свойств, он наименее активный из всех прочих, и с кислородом не взаимодействует, с сухим тоже. Поэтому хранить его в керосине, защищая от взаимодействия с кислородной средой, как это делается с другим щелочным металлам, нет необходимости.
К тому же это бесполезно – на практике он всё равно всплывёт на поверхность. Поэтому его можно спокойно хранить на открытом воздухе длительное время, не опасаясь, что в нём произойдут нежелательные изменения.
При достаточной влажности происходит реакция с азотом и другими газами, растворёнными в воздухе. Превращения зависят от свойств контактирующего агента (газа). Может образоваться гидроксид, карбонат или нитрит лития. В процессе нагревания в кислородной среде образуется оксид лития Li2O.
Определить литий несложно – оказавшись в открытом пламени, он окрашивает его своеобразными красными оттенками. Самовоспламеняется при 300º С. Следует быть осторожным при этих процессах, так как продукты его горения раздражающе действуют на оболочки дыхательных путей, а также глаза. Также он может вызвать ожоги, попадая на мокрую кожу.
Реакция на воду спокойная, при неё образуется гидроксид лития и водород. Также характерны реакции с этилом, водородом, и аммиаком. Реакция на серу происходит при 130º С, с образованием сульфидов. На углерод реагирует при 200º С, в полном вакууме, во время этого образуется ацетиленид. Растворяясь в аммиаке, образует раствор синеватого цвета.
При необходимости длительного хранения литий хранится в отдельных коробках из жести, погружённый в петролинейный эфир или парафин.
Месторождения и добыча лития
Литий представитель литофильных фрагментов ионного происхождения, из них можно отметить цезий, калий и рубидий. К основным минералам, содержащим литий, относятся пироксен, сподумен, слюда и лепидолит. Помимо его нахождения в самостоятельно образованных минералах, его можно обнаружить на месте калия в сторонних соединениях.
Образование лития происходит на почве редкометальных гранитных интрузий, в литиеносных пегматитах или гидротермальных месторождениях, которые помимо лития, в комплексе с вольфрамом, висмутом, оловом и т.д. Наиболее высокая концентрация лития, присуща породам онгонитам – гранитам, содержащих большое количество воды и фтористых образований.
В определённом количестве литий содержит вода в сильносолёных озёрах. Его месторождения имеются в Бразилии, Аргентине, Чили, Канаде, США, Конго, Швеции, Испании, Афганистане, Китае, и Австралии. А также в России, где половина залежей содержащих этот элемент, находится в Мурманской области.
Применение лития
Литий применяется в изготовлении керамики и стеклянной продукции, источников напряжения, горюче-смазочных материалов и полимеров, а также в металлургической промышленности и фармацевтике.
Нередко для устройства требуется мощный и ёмкий аккумулятор. Литий наиболее подходящая составляющая для его изготовления. Если для начинки используется литий, батарея прослужит гораздо дольше. Можно отметить, например, литий-ионный тип подзаряжающихся батарей.
Купить аккумуляторы литийного типа можно двух типов. Разница заключается в используемых электролитах. Литий-ионный аккумулятор – содержит электролит гелевого типа. Модель используется для питания большинства портативной электротехники, в частности, сотовых телефонах, ноутбуках, цифровых фотоаппаратах и видеокамерах.
Литий-полимерный аккумулятор – усовершенствованный вариант первого. В виде начинки используется полимер, содержащий литий. Для устройств имеющих большое потребление энергии, более подходит литий-полимерный вариант.
Также литий добавляют в электролиты других типов аккумулирующих устройств, например, щелочного вида. Это значительно повышает их ёмкость и срок эксплуатации.
Литий, в частности, применяется в металлургической промышленности при изготовления различных необходимых сплавов. Изготовляются сплавы с золотом , серебром , кадмием, магнием, и медью . Эти сплавы нашли своё применение в различных космических и авиационных технологиях.
Для военных нужд, с применением лития, изготовляются керамические элементы для различной техники и особо крепкое стекло . Также он используется в радиотехнических и оптических областях. Литий также применяется в металлогалогеновых лампах.
Идёт этот металл и на медицинские нужды. Доказано, что в небольшом количестве он необходим для нормальной работы организма. Его содержат все внутренние органы. Он участвует во многих обменных процессах и стимулирует иммунитет. Он применяется в препаратах для лечения психологических заболеваний и благотворно сказывается на работе нервной системы.
Цена лития
До 2008 г цена на литий постепенно росли, потом в связи с экономическим кризисом заметно упали. Если в то время цена на килограмм лития составляла порядком 66 долларов, то позже она понизилась с отметки 6,5 тыс. долларов до 5 тыс. долларов за тонну продукта, и после почти не поменялась. Но данные расценки относятся к товару относительно низкого качества.
На более чистый продукт, идущий, например, на изготовление батарей, идёт соответствующая накрутка около 700-800 $. Производители, несмотря на это, предпочитают доплачивать за качество, поэтому доходы от надбавки пока стабильные. Резкого повышения цен в обозримом будущем не ожидается. Чистый литий купить можно будет, приблизительно, за 6 тыс. долларов за тонну.
Прогнозы мирового рынка лития дают определённые надежды на его развитие. Это в основном обусловлено новыми амбициозными проектами в области строения электромобилей, для которых использоваться будут соответственно литиевые аккумуляторы.
С каждым годом этот проект становится всё более реальным, в связи со злободневностью загрязнения окружающей среды выхлопными газами и повышенным спросом на доступные средства передвижения.
Особенно проблема актуальна для развивающихся стран. Но сама технология ещё сырая, в частности, это проблема с хорошими дорогами, и электрическими заправками. Поэтому крупных подвижек на мировом рынке лития в ближайшие годы не предвидится.
Источник: tvoi-uvelirr.ru
Такой важный литий: зачем он нужен и как его добыть
Металлы, как известно, тяжелее воды. Но не все. Представьте себе металл, который легко держится на водной поверхности. Это литий, самый легкий из металлов. Но нам он интересен вовсе не легкостью.
Почему литий так важен для российской промышленности и как бороться с его дефицитом, вы узнаете из нашей статьи.
Компания Норникель
Где он используется
Конечно, на ум сразу приходят литийионные аккумуляторы. Ведь самое известное применение лития – батарейки в смартфонах, ноутбуках и электромобилях. Однако он используется во многих других областях. Например, в 1950-е годы изотоп литий-6 применялся в термоядерной энергетике.
Сейчас потребность в нем невелика, однако, ученые предлагают задействовать литий-7 в атомных реакторах нового поколения. Правда, такие реакторы еще не созданы, но работа над ними идет.
В металлургии литий используется для раскисления. Добавление лития в систему легирования позволяет получить новые сплавы алюминия с высокой удельной прочностью. Такая добавка снижает плотность сплава и повышает модуль упругости. Где требуются легкие, пластичные и прочные сплавы? Правильно, в авиастроении.
А для изготовления емкостей для сжиженных газов они просто незаменимы. В XX веке литий входил в состав эмали, созданной для захоронения ядерных отходов с плутонием. В оптике он применяется для изготовления стекол, которые защищают от ультрафиолетовых лучей. Литий широко используется в медицине – для лечения и профилактики нервных расстройств.
РЕКЛАМА – ПРОДОЛЖЕНИЕ НИЖЕ
Но все же «потребители» львиной доли запасов лития – аккумуляторы. В прошлом году цены на литий взлетели на 400% из-за выросшего мирового спроса на электромобили. Сейчас на рынке этот металл в дефиците. Россия обладает крупными запасами лития, но уже более 20 лет не добывает его – импортировать металл оказалось дешевле. Теперь с импортом возникли проблемы.
В Россию металл ввозился в виде карбоната лития из Аргентины, Чили, Китая и Боливии. Китай на сегодняшний день сам испытывает острую нехватку лития. Поставки из Чили и Аргентины приостановлены, и Россия может покупать сырье только в Боливии, что явно недостаточно для покрытия спроса.
Естественно, что прекращение импорта нанесет ущерб всем российским изготовителям литиевой продукции – от компаний по производству аккумуляторов до металлургических заводов, выпускающих полуфабрикаты из алюминий-литиевых сплавов. Что же делать? На этот счет есть некоторые соображения.
Как его получить
Начнем с того, что сегодня есть несколько способов добычи лития. Можно получать литий из морской воды, геотермальных вод и солевых озер. Таких запасов много, и в этом их преимущество. Минерализованные воды закачиваются в специальные бассейны, где происходит выпаривание.
Образуется концентрат, из которого затем получается карбонат лития – именно он нужен производителям аккумуляторов. Так, литий добывают в «литиевом треугольнике» в Андах на границах Аргентины, Боливии и Чили, где содержится более половины мировых запасов этого металла.
Рудный способ дороже гидротермального, но быстрее. Металл добывают в шахтах или карьерах из пегматитов — горных пород. Можно задействовать старые месторождения и добывать литий из отвалов отработанной руды (устаревшие технологии не позволяли извлекать его более качественно, и кое-где металл остался). Можно получать литий при утилизации аккумуляторов.
По прогнозам USGS (Американской геологической службы), по состоянию на прошлый год крупнейшими ресурсами лития в мире обладают Боливия (21 млн т) и Аргентина (19 млн т). В Чили предполагаются запасы 9,8 млн т, в США – 9,1 млн т, в Австралии – 7,3 млн т и Китае 5,1 млн т. Запасы лития в России оцениваются в 1 млн т. Больше всего лития добывалось в Австралии. Боливии в списке крупных производителей нет. По оценкам экспертов, в Боливии в 2021 году могли добыть только 600 т металла, что не покрывает потребностей даже одной нашей страны.
Проекты и находки
В России решением этой проблемы занимаются научные институты и металлургические предприятия. Специалисты Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина разработали новую технологию получения лития из водных рассолов. Возможно, она позволит стране стать независимой от зарубежных поставок.
Ученые выбрали экстракционный метод: он показывает хорошие масштабируемость и производительность, а также обладает потенциальной возможностью автоматизации процесса. Единственной, но практически нерешаемой задачей оставалось отсутствие отечественных экстрагентов. Тут ученым помог опыт по разделению изотопов лития.
Изотопы лития с выделением лития-6 разделили еще в 1980-е годы, а недавно разработали технологию для лития-7. В институте установлен каскад из центробежных экстракторов, который демонстрирует всю цепочку технологического процесса. Самое интересное, что, узнав о новой технологии, к институту обратились не горнодобытчики, а компании, перерабатывающие отработавшие литиевые аккумуляторы.
Аслан Цивадзе, научный руководитель Института физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина:
«Я сразу сказал, что мы не будем пользоваться австрийской технологией, а сделаем свою, с переводом в раствор. Нам повезло: мы начали использовать наши реагенты, большое количество которых мы наработали за это время. Некоторые из них позволили нам быстро переводить батареи в раствор, легко отделяя медь, железо и полимерные составляющие. Это предварительный результат, однако он все же позволяет нам сказать, что мы можем производить литий в любых объемах и из любых источников».
Есть проекты и рудного способа добычи. Металлургический гигант «Норникель» еще весной объявил о намерении создать совместное предприятие с «Росатомом». Планируется освоение литиевого месторождения Колмозерское в Мурманской области и дальнейшая глубокая переработка литиевого сырья. Это наиболее перспективное российское месторождение литиевых руд. «Норникель» с «Росатом» намерены участвовать в аукционе на лицензию по его разработке.
Источник: www.techinsider.ru