Lit to najlżejszy znany metal. Małą gęstość ma również jego para – lżejsze są tylko wodór i hel. Jest to pierwiastek chemiczny o liczbie atomowej 3, należy do grupy litowców w układzie okresowym. Lit w postaci minerałów, stanowi tylko 0,0007% skorupy ziemskiej.
Temperatura topnienia litu wynosi 180°C, a temperatura wrzenia 1342°C. Gęstość względna w temperaturze pokojowej (20°C) 0,534 g/l.
Lit – pierwiastek
Lit to pierwiastek odkryty przez Johana Augusta Arfvedsona w 1817r. Lit stosowano już w latach 50 XX wieku jako stabilizator nastroju przewidziany dla ciężkich przypadków choroby dwubiegunowej. Z niektórych szacunków wynika, że 50% osób cierpiących na zaburzenia psychiczne odnotowało poprawę, mimo tego, że węglan litu jest substancją groźną dla nerek i wątroby.
Metaliczny lit stosuje się jako domieszkę do specjalnych stopów łożyskowych zwiększając jego twardość. Dodatki litu stosuje się w produkcji szkła i ceramiki. W stopach (np. z aluminium) stosowany w lotnictwie. Ciekły lit jest stosowany jako chłodziwo w reaktorach jądrowych. Deuterek litu jest istotnym składnikiem broni termonuklearnej.
Lit to obecnie kluczowy metal stosowany do do produkcji akumulatorów litowo-jonowych o długiej żywotności i krótkim czasie ładowania oraz baterii litowych. Baterie z reaktywnego, lekkiego metalu o wysokiej gęstości energii zapewniają życie elektronicznym gadżetom.
Miejsce pozyskiwania litu w Salar De Uyuni, Boliwia.
Zapotrzebowaniem na lit ciągle wzrasta. Rządy i korporacje na całym świecie walczą o dostawy cennego surowca. Konsumpcja litu dramatycznie wzrosła o dziesięć procent w 2012 roku. Popyt zwiększa produkcja urządzeń mobilnych i pojazdów elektrycznych dalekiego zasięgu.
Lit – właściwości fizyczne
Według Jefferson National Linear Accelerator Laboratory, litu charakteryzuje:
- Liczba atomowa (liczba protonów w jądrze): 3
- Symbol atomowy (na tablicy okresowej pierwiastków): Li
- Masa atomowa (średnia masa atomu): 6,941
- Gęstość: 0,534 grama na centymetr sześcienny
- Faza w temperaturze pokojowej: Stała
- Temperatura topnienia: 356,9 stopnia Fahrenheita (180,5 stopnia Celsjusza)
- Temperatura wrzenia: 2448 stopni Fahrenheita (1342 stopnie Celsjusza)
- Liczba izotopów (atomy tego samego pierwiastka o różnej liczbie neutronów): 10; 2 stabilne
- Najczęściej spotykane izotopy: Li-7 (92,41% naturalnej obfitości), Li-6 (7,59% naturalnej obfitości)
Zastosowania litu
Niska gęstość litu czyni go bardzo użytecznym środkiem stopowym. Głównym przemysłowym zastosowaniem litu jest do użycie w produkcji smarów w postaci stearynianu litu. Smary na bazie litu zapewniają wysoką odporność na temperaturę i wodę, a także dobre właściwości w niskich temperaturach. Bardzo popularnym zastosowaniem litu są lekkie baterie alkaliczne, w których anoda składa się z litu. Lit metaliczny jest również dodawany do niektórych rodzajów szkła i ceramiki, jako topnik do niższych temperatur topnienia i spiekania, a także do obniżenia współczynnika rozszerzalności w gotowym produkcie. Lit może być również dodawany do ogniw elektrolitycznych w produkcji aluminium, aby zwiększyć wydajność i zmniejszyć fluor. Lit znajduje również wiele zastosowań w związkach nieorganicznych, w szczególności w postaci chlorków i fluorków.
- Octan litu – organiczna synteza.
- Glinian litu – w wysoce ogniotrwałych szkliwach porcelanowych.
- Wodorek glinu litu – przygotowanie witamin, sterydów i katalizatorów Zieglera. Suszenie rozpuszczalników i wytwarzanie wodoru.
- Tetraborek litu – ceramika.
- Bromek litu – rekonstrukcja solanek, katalizator i czynnik dehydro-halogenujący, czynnik pęczniejący dla białek.
- Węglan litu – emalie, szkła, szkliwa i specjalności ceramiczne. Hutnictwo ekstrakcyjne aluminium i uranu, farmaceutyka.
- Chlorek litu – przygotowanie litu metalicznego, topniki lutownicze, elektrolity z niskotemperaturowych baterii ogniw suchych, roztwory gaśnicze.
- Solanka chromianu litu – inhibitor korozji dla solanek chlorku litu i bromku, dodatek do baterii przemysłowych, zmywacz do farb.
- Fluorek litu – silny topnik do emalii, szkieł i glazur, topników do spawania i lutowania twardego, elektrolityczna obróbka aluminium, materiał radiatora.
- Wodorek litu i podwójne wodorki litu – katalizator w reakcjach polimeryzacji, wytwarzanie wodoru, osłona przed promieniowaniem, paliwa wysokoenergetyczne, ogniwa paliwowe, radiator, produkcja gazu silanowego.
- Wodorotlenek litu – uniwersalne smary, dodatek do elektrolitu KOH baterii alkalicznych, bezwodny wodorotlenek litu stosowany jako pochłaniacz CO2 w systemach oczyszczania powietrza w łodziach podwodnych i kapsułach kosmicznych, alkaliczny odczynnik do inhibicji korozji w kotłach parowych, składnik kąpieli galwanicznych miedzi, absorpcja CO2 w systemach klimatyzacji.
- Litowo-manganitowy środek wiążący w ściernicach ceramicznych klejonych.
- Molibdenian litu – ceramika, inhibitor korozji, obróbka powierzchni metali.
- Azotan litu – absorbent w systemach chłodniczych, środek utleniający, barwnik płomieniowy w fajerwerkach.
- Tlenek litu – absorpcja dwutlenku węgla.
- Nadtlenek litu – atmosfera regeneracji, utleniacz chemiczny.
- Nadchloran litu – składnik elektrolitu do baterii litowych, mieszanki stałych paliw napędowych do rakiet, źródło tlenu.
- Krzemian litu – do wodnych powłok ochronnych, uszczelniacz do betonu, klej, spoiwo do powłok prętów spawalniczych.
- Siarczan litu – szkło o wysokiej wytrzymałości, fotograficzny skład wywoływacza, składnik znacznikowy w produktach chemicznych.
Lit – cena
Pomimo, że lit jest towarem obrotu międzynarodowego, nikt nie handluje nim na rynku publicznym. Kontrakty negocjowane są bezpośrednio pomiędzy dostawcami i odbiorcami końcowymi, przez co ceny są trudne do ustalenia. Aktualnie szacuje się wartość jednej tony litu na około 6500 dolarów (2013). Całkowite roczne wydobycie kopalni to 37 tysięcy ton (2012). Wartość litu wydobytego w 2012 roku to około 240.000.000 dolarów. Porównanie wyników wydobycia litu do wydobycia złota wydaje się nie na miejscu, ale lit jest pierwiastkiem strategicznym, którego skromny zasób jest niezwykle cenny dla rozwijającej się gospodarki światowej. W wyścigu o wydobycie litu prowadzą obecnie dwie największe gospodarki świata – USA i Chiny.
Wydobycie litu
Lit jest bardzo rozpowszechnionym, ale zarazem rozproszonym pierwiastkiem. Prawdopodobnie największe zasoby znajdują się w wodzie morskiej (miliardy ton mocno rozcieńczonego litu), którego nie da się pozyskiwać na skalę przemysłową (ilości śladowe w stosunku do objętości mórz i oceanów).
Skoncentrowany lit występuje głównie w skałach w górnych warstwach Ziemi jako np. krzemian litu, w solnych jeziorach jako węglan litu oraz chlorek litu.
Tak jak ceny, również miejsca występowania są utajnione. Większość źródeł podaje, że ponad połowa światowych zasobów litu znajduje się w Ameryce Południowej, w dużej części w Boliwii. Salar de Uyuni w Boliwii, pozostałość po wyschniętym słonym jeziorze, zostało nazwane “Arabią Saudyjską litu”. Powierzchnię solniska pokrywa skorupa, pod którą znajduje się niezwykle bogata w lit solanka. Po opadach deszczu wyschnięte jezioro zamienia się w lustro, które doskonale odzwierciedla niebo. Rezerwy litu w Salar szacuje się na blisko dziewięciu milionów ton – 43% wszystkich światowych zasobów.
Oprócz tego państwami zasobnymi w lit są: Argentyna, Brazylia, Chile, USA, Zimbabwe, Kanada, Chiny, Autralia. Największymi producentami litu na świecie są: Chemetall (USA/Chile), SQM (Chile), Admiralty Resources (Australia i Ameryka Południowa) oraz CITIC Guoan Lithium (Chiny).
Najbardziej popularną metodą pozyskania litu jest odparowanie solanki w specjalnych sadzawkach na świeżym powietrzu. Solankę wypompowuje się z podziemnych warstw wodonośnych, następnie poddaje się działaniu promieniu słonecznych. Skoncentrowane minerały pozostałe po odparowaniu wody zawierają lit.
W ubiegłym roku (2012) naukowcy z University Wyoming poinforwali o odkryciu ogromnych zapasów litu na terenie Rock Springs Uplift w południowo-zachodniej części stanu. Według ich prognoz, złoże litu może zawierać aż 18 milionów ton. Niestety brak jeszcze oficjalnego potwierdzenia, złoże musi zostać dokładnie zbadane. Przy utrzymaniu obecnego tempa wydobycia i produkcji wystarczyłoby to na 720 lat, a przewidywana wartość wydobycia wyniosłaby pół biliona dolarów.
Wszystkie powyższe szacunki należy przyjąć z przymrużeniem oka. Obecne zużycie litu jest konsekwencją globalnej produkcji baterii do przenośnych urządzeń elektronicznych. Natomiast zapotrzebowanie na akumulatory litowo-jonowe i lit będzie w najbliższych latach będzie wzrastać w dużej mierze ze względu na rosnącą liczbę samochodów elektrycznych i hybrydowych.
Film prezentuje “największe lustro” na Ziemi:
Źródło:
lithiumabundance.blogspot.com/ | 12.07.2013
nlm.nih.gov/medlineplus/druginfo/meds/a681039.html | 12.07.2013
motherboard.vice.com/en_us/article/lithium-futures-most-important-mineral | 12.07.2013
Salar de Uyuni by Danielle Pereira (Miradas.com.br), flickr.com, CC BY 2.0