ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Описание и свойства 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: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

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.

Литий: свойства и области применения

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Компании, которые специализируются на скупке металлов, охотно принимают изделия, включающие в свой состав литий. На этот металл установлены достаточно высокие цены. Давайте попробуем разобраться в том, чем обусловлена высокая стоимость лития и изделия из него. Для этого нужно углубиться в историю этого металла и изучить сферы его применения.

История металла, химические и физические свойства

Литий представляет собой мягкий щелочной металл, обладающий серебристо-белым цветом. Особенность данного металла состоит в том, что среди всех существующих он обладает самыми высокими температурами кипения и плавления.

Литий всплывает в воде, поскольку он обладает очень низкой плотностью. Если другие пары щелочных металлов прекрасно поддаются смешиванию друг с другом, то сказать о литии этого нельзя. Он обладает уникальным свойством.

Его нельзя смешать с рубидием, цезием, калием, только с натрием и то при температуре, которая должна быть не ниже 380 градусов по Цельсию.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Если говорить о химических свойствах металла, то следует отметить его достаточно высокую устойчивость на воздухе. Он не вступает в реакцию с воздухом. Во влажной среде может реагировать с азотом и некоторыми другими газами, однако все это происходит очень медленно.

Добыча лития

Литий – довольно редкий металл, основными минералами которого являются слюда лепидолит и пироксен сподумен. Также он входит в состав пород онгонитов.

Этот металл еще добывают в месторождениях, которые расположены в сильносоленых озерах. Их называют рассолы. Самые крупные месторождения этого полезного ископаемого были обнаружены в Чили, США, Конго, Китае, Бразилии.

Самое знаменитое и богатое литием месторождение находится в Боливии. Его название – Солончак Уюни.

Читайте также:  БЕРИЛЛ: свойства, разновидности, цвета, применение, месторождения и стоимость камня

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

Если верить ученым, то по их словам аномальное количество этого полезного ископаемого содержится в звездных образованиях. Такие звездные образования состоят из красного гиганта, в центре которого расположена нейтронная звезда. Это «меторождение» было обнаружено на объектах, названных в честь Ландау, Житкова и Торна.

Литий получают путем разложения его минералов серной кислотой. Эту технологию называют кислотной. Второй способ получения – спекание или обработка с последующим выщелачиванием водой.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения

К самым крупным поставщикам полезного ископаемого следует отнести Австралию, Аргентину и Чили. Если говорить о России, то в нашей стране добыча лития в настоящее время не ведется, так как ресурсы лития исчерпаны, а новые месторождения не обнаружены.

Области применения лития

За счет того, что литий обладает уникальными свойствами, несравнимыми со многими другими металлами, он получил широкую сферу применения. Сейчас мы рассмотрим некоторые из них:

  • Производство термоэлектрических материалов. Сульфид меди и лития зарекомендовали себя в качестве одних из лучших полупроводников, предназначенных для изготовления термоэлектропреобразователей.
  • Изготовление лазерных материалов. В этой области широкое распространение получил фторид лития. Его применяют для изготовления лазеров и оптики, которые отличаются высокой эффективностью.
  • Производство пиротехники. Если бы этот металл не использовали бы в этой сфере, то, скорее всего, невозможно было бы получить красный цвет огней.
  • Современная электроника. Щелочные аккумуляторы, которые в настоящее время пользуются повышенным спросом при производстве различной техники, выполняют с использованием гидроксида лития. Такое решение позволяет значительно продлить срок службы устройств. Если говорить о производстве металлогалогеновых ламп, то здесь литий используют в качестве их наполнения. Также литий хорошо себя зарекомендовал в качестве оптического материала.
  • Изготовление сплавов для различных сфер производства. В авиации и космонавтике используют сплавы лития, камдия, меди, скандия. Для изготовления припоев применяют сплавы лития с золотом и серебром.
  • Металлургическая отрасль. Здесь это полезное ископаемое используют в качестве вспомогательного вещества при выплавке алюминия. Этот редкоземельный металл способствует повышению показателей пластичности и прочностных характеристики различных сплавов.
  • Ядерная энергетика. Этот металл получил распространение в производстве ядерных реакторов. Здесь пригодились его превосходные свойства высокой удельной теплоемкости.
  • Медицина. Соли лития обладают целебными свойствами, поэтому они используются при лечении различных заболеваний.

На самом деле сферы применения лития гораздо шире. По этой причине скупка лития пользуется популярностью. Наша компания предлагает выгодные условия сотрудничества для физических и юридических лиц. У нас самые высокие цены на литий и изделия из него.

Свойства и характеристики металла литий

Металл литий обладает уникальными химическими и физическими свойствами. Он отличается от остальных щелочных металлов, что расширяет его возможности применения в разных сферах деятельности. Он очень важен для правильной работы организма.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторожденияХимический элемент литий

Краткое описание

Литий — щелочной металл, который имеет выраженные пластичные свойства, серебристый цвет, характерный металлический блеск. Его легко обрабатывать, он имеет низкую температуру плавления — 180°C. Если сравнивать его с другими щелочными металлами, он обладает самой низкой плотностью. Поскольку она ниже чем у воды, материал всплывает на поверхность.

Структура и характеристики

Структура кристаллической решетки металлического лития — кубическая, объемноцентрированная. Ее параметры — 3,490 Å. Данные характеристики соблюдаются только при комнатной температуре.

Атом лития имеет две оболочки — внешнюю и внутреннюю. На внешней расположены электроны. Они участвуют в образовании химических связей.

История открытия и изучения

Первый образец металлического лития был получен благодаря работе Гемфри Дэви. С помощью электрического тока он разложил расплав гидроксида этого щелочного металла. Через некоторое время Леопольд Гмелин проэкспериментировал с литиевосодержащими солями. Он смог выявить, что они окрашивают пламя в темный цвет.

Основная заслуга в открытии нового химического элемента и росте его популярности принадлежит Иоганну Августу. В 1817 году он нашел новое вещество в составе петалита, алюмосиликата. Через некоторое время литий нашли и в других минеральных образованиях. Такое название он получил из-за того, что впервые был найден в камнях. Название камня по гречески — «литос».

Петалит ( Instagram / lopatkin_oleg)

Месторождения и добыча

Литий содержится в разных минералах. Самые богатые по содержанию этого щелочного металла камни — слюда лепидолит, пироксен сподумен. Литий можно найти в разных породообразующих минералах. В них он замещает кальций.

Основные месторождения этого металла находятся в Боливии, Чили, Аргентине, США, Китае, Конго, Сербии, Бразилии, Австралии, России.

Промышленное получение

Для получения лития промышленными способами сначала происходит подготовка расходного сырья — минералов или солевых растворов, которые добываются из соляных озер. Независимо от способа добычи расходного сырья, на выходе получается Li2CO3, который будет проходить промышленную обработку.

Способы получения расходного сырья:

  • электролиз;
  • восстановление;
  • рафинирование.

Выбор промышленного способа получения щелочного металла зависит от наличия оборудования, требуемого результата, вида расходного сырья.

Рафинирование ( Instagram / krasnoyarsk.science)

Свойства

Свойства элемента известны ученым давно. По сравнению с другими щелочными металлами он имеют ряд уникальных особенностей, по которым определяются основные сферы применения этого вещества.

Химические

Свойства:

  • молярная масса — 6,941;
  • валентность — 1;
  • электроотрицательность — 1;
  • атомный номер — 3;
  • ковалентный радиус — 1,23 А;
  • теплоемкость — 3,307 кДж/(кг·°С).

Литий проявляет стабильность находясь на воздухе. Из группы щелочных металлов он наименее активный. Про взаимодействии с сухим воздухом и кислородом практические не реагирует (при условии соблюдения комнатной температуры).

Взаимодействие лития с водой проходит относительно спокойно. При контакте с водой он начинает образовывать щелочь, выделять кислород. Металл плавает на поверхности жидкости, быстро растворяясь и издавая характерное шипение.

При влажном воздухе металл вступает в реакции с газами, которые содержатся в нем (особенно с азотом). Оксидная пленка покрывает поверхности лития при нагревании до 100–300°C. Пленка защищает металл от окислительных процессов.

При реакции с серой образуется сульфид (при условии нагревания до 130°C). С кремнием вступает в реакцию при нагревании до 700°C. Растворяется в жидком аммиаке, образуя раствор синего цвета.

Литий нельзя хранить в керосиновой жидкости. Из-за малой плотности материал всплывет на поверхность. Для хранения подойдет минеральное масло, газолин, парафин. Емкость лучше выбирать из жести. Она должна герметично закрываться.

Сера ( Instagram / mineral.kirka.shop)

Физические

Свойства:

  1. Плотность — 539 кг/м3 (при условии, что температура окружающей среды не превышает 20°C).
  2. Теплопроводность — 70,8 Вт/(м•К).
  3. Электрическое сопротивление — 9,29•10-8.
  4. Линейное расширение — 5,6•10-5 К-1.
  5. Температура плавления — 180,5°C.
  6. Предел прочности на растяжение — 116 Мпа.
  7. Температура кипения — 1340°C.

Показатель относительного удлинения — 70%.

Литий — мягкий, пластичный металл. Проще всего обрабатывается с помощью прокатки, прессования.

Сферы применения

Используется при изготовлении:

  1. Термоэлектропреобразователей.
  2. Высокоэффективных лазеров.
  3. Пиротехники. С его помощью окрашивают пламя фейерверков в красный цвет.
  4. Припоев.
  5. Металлогалогеновых ламп, щелочных аккумуляторов.
  6. Смазочных материалов.
  7. Стекла, покрытий для фарфоровых изделий.

Основные сферы применения:

  • ядерная энергетика;
  • металлургия;
  • медицина.

Перхлорат щелочного металла используется в качестве окислителя.

Аккумулятор ( Instagram / aspil_energy)

Соединения с литием

Соединения на основе щелочного металла

  • оксид лития — Li2O;
  • пероксид — Li2O2;
  • гидроксид — LiOH;
  • карбонат — Li2CO3;
  • нитрат — LiNO3;
  • фторид — LiF;
  • хлорид — LiCl;
  • гидрид — LiH;
  • стеарат — Li(C17H35COO).

Литий — щелочной металл с уникальными свойствами. Он применяется в разных сферах деятельности. Добывается из разных минералов и проходит дополнительную обработку.

Литий — общие сведения

Среднее содержание лития в земной коре 0,004—0,006%, наиболее богаты им граниты (0,004—0,018%) и гранитные пегматиты.

Литий — литофильный элемент, по своим геохимическим свойствам близок к натрию, а по кристаллохимическим — к магнию и железу.

В магматических процессах литий рассеивается в темноцветных породообразующих минералах (пироксенах, биотите) и накапливается только в постмагматических процессах — пегматитовом и пневматолито-гидротермальном, но для гидротермальных сульфидных жилой нехарактерен.

В гипергенных условиях он рассеивается, и лишь изредка его повышенные количества устанавливаются в рапе соляных озер.

ЛИТИЙ: описание металла, свойства, сферы применения и месторождения Известно около 150 минералов, содержащих литий, из них около 30 — собственно литиевых, преимущественно силикаты и фосфаты, но промышленное значение в качестве источников сырья имеют только несколько: сподумен, петалит, лепидолит, его железистый аналог циннвальдит и амблигонит.

Читайте также:  Энстатит: свойства, 4 разновидности, применение, кому подходит и как его отличить

Литий, относящийся к группе щелочных металлов, химически весьма активен и легко окисляется на воздухе, но менее активен, чем калий и натрий. Это очень мягкий легкий металл плотностью 0,534 г/см3; он плавится при 186 °С и сохраняется в жидком виде в очень большом интервале температур — до 1200—1400 °С.

В настоящее время литий — один из наиболее важных для промышленности редких элементов. За последние 25—30 лет литий нашел применение во многих отраслях промышленности и потребление ого выросло в десятки раз, достигнув за рубежом 21 тыс. т.

Литий используется как легирующий компонент в легких и ультралегких сплавах, применяется как жидкий теплоноситель в атомных реакторах; литий и получаемый из него тритий — главные компоненты водородных бомб.

Гидрид лития служит портативным источником водорода в морском спасательном снаряжении и входит в состав ракетного топлива.

Гидрид лития применяется в долговечных и безвредных дли окружающей среды аккумуляторах, в аппаратах очистки и кондиционирования воздуха, в подводных лодках, космических кораблях и на промышленных предприятиях, а также в смазочных маслах, работающих в очень широком диапазоне температур.

В последние годы литий стал в большом количестве применяться в составе электролитов при электролизе алюминия.

Весьма перспективно применение лития в новых отраслях техники — химических источниках тока, МГД-генераторах, преобразующих тепловую энергию в электрическую, в термоядерных электростанциях и т. д.

Соединения лития используются в производстве некоторых видов пластмасс, синтетических каучуков и медикаментов. Красиво окрашенные разновидности сподумена — кунцит (фиолетовый) и гидденит (зеленый) — применяются в ювелирном деле.

Литий — строение, характеристика и основные свойства металла

История открытия элемента

В 1817 году шведский химик Иоганн Арфведсон открыл вещество в минерале петалите, а затем — в пероксине сподуме и слюде лепидолите.

А в 1818 году Гемфри Дэви получил его в виде металла в процессе разложения расплава гидроксида лития.

Когда Леопольд Гмелин экспериментировал с солями, содержащими это вещество, он увидел, что при горении соединений пламя было окрашено в карминово-красный цвет.

Впервые литий был найден среди твёрдых горных пород, поэтому он получил наименование литион, что в переводе с греческого означает «камень». Современное название металлу дал Берцелиус.

Крупные месторождения лития были найдены в США, Боливии, Чили, Бразилии, Конго и Китае. В России почти 50% запасов природного ископаемого можно найти в Мурманской области. Вещество обнаружили в составе онгонитов и в сильносолёных озёрах, которые назвали рассолами.

Физические свойства

В периодической системе литий (Li) имеет атомный номер 3. Химический элемент расположен во втором периоде первой подгруппы. Он относится к классу щелочных металлов и характеризуется светло-серебристым оттенком. Его свойства обусловлены электронным строением атома.

Литий относится к семейству s-элементов. Его валентность равна +1. Атом характеризуется наличием двух оболочек. На внешнем слое расположены валентные электроны, участвующие в формировании химических связей. Ядро атома имеет положительный заряд. В нём находятся 3 протона и 4 нейтрона.

Вокруг ядра по орбитам движутся 3 электрона.

Основные характеристики лития:

  • температура плавления — 180 °C;
  • температура кипения — 1340 °C;
  • плотность при комнатной температуре — 0,533 г/см³;
  • атомная и молекулярная масса вещества — 6,941;
  • удельный вес — 0,539;
  • твёрдость по Моосу — 0,6.

Литий — самый лёгкий металл. Он способен воспламеняться при температуре выше 200 °C. На воздухе он покрывается оксидно-нитридной плёнкой. При комнатной температуре вещество обладает кубической объёмноцентрированной кристаллической решёткой. Пластичный металл мягче свинца и твёрже натрия. Он хорошо обрабатывается прокаткой и прессованием.

Особые физические свойства лития обусловлены небольшим размером его атома. С натрием он соединяется при температуре не выше 380 °C. С ним не смешиваются расплавленный калий, рубидий или цезий.

Химические особенности

Вещество реагирует с водой, аммиаком, кислотами и неметаллами, в чём проявляются типичные химические свойства лития. В металлической форме он обжигает слизистые оболочки и увлажнённую поверхность кожного покрова.

В соединениях степень окисления лития равна +1. Этот металл нельзя хранить в керосине, что нехарактерно для щелочных видов. При комнатной температуре он не взаимодействует с сухим воздухом или кислородом.

Элемент вступает в медленные реакции с другими газами во влажном воздухе, образуя гидроксид, нитрид и карбонат. Поэтому вещество хранят в газолине, парафине или минеральном масле.

Для этого используют герметично закрытые жестяные банки.

При нагревании в кислороде литий горит, превращаясь в оксид. Протекающая химическая реакция с уравнением и формулой:

4Li+O2 → 2Li2O

Одна из главных особенностей металла в том, что при 100−300°C на нём образуется плотная оксидная плёнка, после чего он не окисляется.

Основным признаком для определения химического элемента служит тёмно-красное пламя во время горения его солей.

При взаимодействии с водой, при котором не происходит взрыва или возгорания, образует гидроксид и простое вещество водород. Также реагирует с этиловым спиртом.

Происхождение в природе

Существует 2 природных стабильных и 7 искусственных изотопов лития. Кроме того, металл имеет два возбуждённых изомерных состояния некоторых его нуклеидов. Основная часть изотопов возникла при первичном нуклеосинтезе, а другая — в звёздном.

Вещество относится к группе крупноионных литофильных элементов. Он содержится в верхней материковой коре и морской воде. Литий образует такие самостоятельные минералы, как лепидолит и сподумен. Он выступает изоморфным заместителем калия в распространённых породообразующих ископаемых.

Большой объём элемента обнаружен в красном гиганте, который был открыт астрономами в 1982 году. Также высокое содержание металла отмечено в некоторых других крупных звёздах.

Специалисты используют минеральные формы или солевые растворы из соляных озёр для получения необходимого вещества. Из каждого вида сырья сначала извлекают карбонат металла.

Сподумен перерабатывают путём спекания его с сульфатом калия. В результате реакции получается раствор сульфата лития, а затем при взаимодействии с карбонатом натрия получается карбонат лития.

Металлическая форма вещества образуется путём электролиза расплава солей.

Элемент был обнаружен в числе постоянных компонентов в живых организмах. У растений он повышает стойкость к различным заболеваниям. Вещество усиливает фотохимическую активность хлоропластов в листве томатов и синтез никотина в табаке.

В человеческом организме литий образуется преимущественно в почках, но также находится в щитовидной железе, печени, сердце, лёгких и кишечнике. Этот элемент участвует в важных процессах жизнедеятельности организма человека:

  • нормализует обмены жиров и углеводов;
  • укрепляет иммунную систему;
  • не даёт развиться аллергическим реакциям;
  • снижает нервную возбудимость.

В большом количестве вещество снижает уровень серотонина в мозге. При высоком содержании натрия в организме препараты с литием назначают с осторожностью, поскольку лекарства могут быть опасны для здоровья и ухудшить состояние почек.

Сферы применения

Литий обладает уникальными свойствами и имеет много преимуществ перед другими металлами. Люди используют его в разных областях:

  • Сульфид лития и меди выступает отличным полупроводником, предназначенным для создания термоэлектрических материалов.
  • Металл, который даёт возможность получить тёмно-красное пламя, применяется при производстве пиротехники.
  • Фторид вещества широко используется в изготовлении лазеров и оптики.
  • В современной электронике применяют щелочные аккумуляторы с гидроксидом лития для получения максимальной мощности и продления срока службы средств.
  • Вещество используется в качестве наполнителя для металлогалогенных ламп.
  • Сплавы лития применяют в авиации и космонавтике.
  • В металлургии материал используют как вспомогательное средство при выплавке алюминия. Полезное ископаемое повышает степень прочности и пластичности у разных сплавов.
  • Из-за высокой удельной теплоёмкости металл распространён в производстве ядерных реакторов.
  • В силикатной промышленности он необходим при создании определённых видов стекла и для покрытия изделий из фарфора.
  • Гидроксид лития применяется для очистки помещений от углекислого газа.
  • Соединения с этим веществом используют в текстильной промышленности для отбеливания тканей.

Различные соединения лития находят применение и в других областях. Поскольку его соли характеризуются целебными свойствами, вещество широко используется в сфере медицины. Лекарственные препараты с этим компонентом помогают в лечении аффективных расстройств и дерматологических заболеваний.

Читайте также:  Зелёная Яшма: магические и целебные свойства, 3 вида, кому подходит по знаку зодиака, стоимость украшений с камнем

Какими свойствами обладает литий

Так выглядит литийсодержащая руда Литий — один из критически важных элементов для всей нашей цивилизации. Конечно, когда мы говорим о литии, на ум сразу приходят Li-ion батареи. И действительно, львиная доля добываемого лития уходит на нужды производителей аккумуляторов. Тем не менее, он используется и в других сферах.

Например, в металлургии, как черной, так и цветной, — металл применяется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов.

Также с его помощью производят стекла, которые частично пропускают ультрафиолет, он применяется в керамике. И это если не говорить о ядерной энергетике и атомной технике — его используют для получения трития.

Короче, литий в буквальном смысле нарасхват. Под катом — поговорим об аккумуляторах, Tesla, способах добычи лития и его дефиците.

Но главное, конечно, батареи

Да, сейчас большая часть добываемого в мире лития уходит на производство литиевых аккумуляторов. По расчетам, на производство одной батареи для Tesla Model S требуется 63 кг этого металла с 99,5% чистоты.

Теперь давайте подумаем, что будет, если все, абсолютно все автомобили внезапно станут электрическими, с литиевыми батареями. По данным на 2016 год автомобилей в мире было 1,3 млрд. Сейчас, наверное, еще больше, но окей, воспользуемся этими данными четырехлетней давности.

Пусть не все новоявленные электрокары имеют настолько же вместительную батарею, как Tesla, уменьшим вес лития, необходимого для производства, на треть. Получается, что на одну такую батарею необходимо 44,1 кг чистейшего лития. Для наших 1,3 млрд автомобилей нужно 57,33 млрд кг лития. Неплохо, это 57,33 млн тонн лития, и только для нужд автомобильной промышленности.

К 2023 году массовое производство электромобилей стартует на предприятиях Mercedes, BMW, Toyota, Ford, Audi, Porsche, Volvo, Huyndai, Honda. По подсчетам экспертов, эти компании будут производить около 15 млн электрокаров ежегодно, на что потребуется около 100 000 тонн лития в год.

Но ведь не электромобилями едиными. У нас же в ходу миллиарды экземпляров разной техники с аккумуляторами — смартфонов, ноутбуков, планшетов и т.п. Они маленькие, да, но и для них понадобится много лития.

Правда, гораздо меньше, чем для батарей электромобилей — на производство батарей для мобильных устройств уходит несколько процентов общемирового производства лития.

В 2017 году Apple использовала всего 0,58% общемировых объемов добычи этого металла.

  Какими лечебными свойствами обладает жимолость

Но есть и другие батареи. Та же Tesla разрабатывает и реализует огромные аккумуляторные системы, которые служат для нивелирования скачков потребления энергии в пиковые часы. В крупном аккумуляторе содержится не менее тонны лития. Пока что производство таких систем не слишком масштабное, но через время все может измениться.

В целом, общемировое потребление лития к 2025 году составит не менее 200 000 тонн этого металла.

А как его добывают и хранят?

Литий — очень активный химически металл, поэтому его добыча ведется несколько отличными от добычи большинства прочих, обычных металлов способами. Есть два способа выделить Li.

Первый — из пегматитовых минералов, которые состоят из кварца, полевого шпата, слюды и других кристаллов. Ранее это был основной источник лития в мире. В Австралии, например, его добывают из сподумена, руды лития, минерала, который относится к пироксенам.

Второй — из глин солончаков. Такие есть в Южной Америке и той же Неваде, о которой говорилось выше. Насыщенные литием рассолы можно «обогащать» при помощи испарителя на солнечной энергии.

Затем, после достижения нужной концентрации гидроксида лития, его осаждают, добавляя карбонат натрия и гидроксид кальция. Этот процесс не очень дорогой, но занимает продолжительное время — от 18 до 24 месяцев.

Именно такой способ планирует использовать Маск.

У второго способа есть проблемы: при получении лития таким способом литий получает примеси — железо или магний (от магния сложнее всего избавиться). Тем не менее, на солончаковых землях много лития, и это делает второй способ очень привлекательным — от примесей все же можно избавиться.

К слову, солончаки как раз не входят в списки разведанных месторождений, поскольку добыча лития выпариванием солевых растворов — новый метод, который ранее не применялся. Так что вполне может быть, что запасов лития на Земле гораздо больше, чем считается.

Очень много лития в солончаковой пустыне Салар-де-Уюни на юго-западе Боливии. Под твердой коркой находится жидкий рассол с концентрацией лития в 0,3%.

Есть и другие способы, но все они чисто лабораторные. Например, пару лет назад на Хабре публиковалась новость о том, что литий можно добывать из рассолов при помощи металл-органических каркасных мембран.

Они копируют механизм фильтрации — ионную селективность — мембран биологических клеток в живых организмах. Кроме лития, этот способ дает и пресную воду, тоже ценный продукт. Но, к сожалению, ни стоимость, ни возможность масштабирования этого способа не освещены учеными. Да и спустя два года о коммерциализации метода так ничего и не слышно.

Еще литий можно добывать… из литиевых батарей. То есть перерабатывать батареи, получая снова металлический литий и другие необходимые для создания аккумуляторов материалы.

Но пока что переработка батарей ведется в малых объемах. Это достаточно сложный и дорогой процесс, так что в ближайшее время вряд ли мы услышим о строительстве крупных заводов по переработке батарей.

Да, ученые работают над этим, но все это пока что лишь исследования.

Сколько всего лития на Земле?

Да не так уж и много. Вернее, того, что разведали, относительно немного. В 2019 году глобальные подтвержденные запасы этого металла оценивались в 17 млн тонн. В России — около 900 000 тонн. Если взять потенциально «плодородные» месторождения, то получится около 62 млн тонн. Возможно, геологи разведают новые месторождения, но в любом случае лития на Земле мало.

Два года назад добыто было около 36 000 тонн. При этом 40% металла идет на аккумуляторы, 26% —на производство керамических изделий и стекла, 13% — выпуск смазочных материалов, 7% —металлургию, 4% — системы кондиционирования, 3% — медицина и полимеры.

Основные поставки лития ведутся из Австралии (18,3 тыс. тонн в год), затем Чили (14,1 тыс. тонн в год) и Аргентина (5,5 тыс. тонн в год). В ближайшее время поставщики лития планируют увеличить объемы его добычи и поставки на мировой рынок.

Кстати, компания Tesla, один из крупнейших потребителей лития, получила право на самостоятельную добычу металла в штате Невада, США. Илон Маск заявил, что его компания получила доступ примерно к 10 тыс. акров богатых литием залежей глины в Неваде.

Литий для всех, и пусть никто не уйдет обиженным?

Речь о недалеком будущем, когда понадобится производить гораздо больше литиевых батарей, чем сейчас. Насколько ученые могут судить, на ближайшие несколько лет этого металла хватит всем.

С течением времени компании найдут способ снизить количество лития в батареях — уже сейчас ведутся исследования на эту тему. Скорее всего, добыча лития из рассолов тоже станет наращивать обороты, так что общие объемы металла возрастут, и весьма значительно.

Но что будет через 10-20-30 лет? Сложно сказать. Возможно, «выстрелит» новая технология производства аккумуляторов, предложенная учеными или корпорациями. А может быть, специалисты смогут изменить конструкцию текущих аккумуляторов, значительно сократив количество лития, необходимое для производства одной батареи.

В целом, пока что пути решения проблемы дефицита лития есть, и их немало. Давайте вспомним об этом вопросе лет через 5 и обсудим изменения здесь же, на Хабре. Хотелось бы надеяться, к тому времени не начнутся «литиевые войны», ведь этот металл уже называют «новой нефтью».

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *