Золотая кладовая. Как электромобили превращают литий в драгметалл. Литий где добывают
Литий - общие сведения | Ископаемые минералы
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.
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.
geomineral.ru
Битва за литий | Компьютерра
У каждой эпохи, каждого века, был и — пока мы не найдём источник дармовой энергии — будет свой стратегический ресурс. Медь, уголь, нефть, уран: всё это было. Век XXI обещает стать веком лития.
Литий — во многом парадоксальный элемент. В таблице Менделеева он стоит под номером 3, сразу после водорода и гелия, что вроде бы должно предопределить огромное его количество в природе. Однако в силу атомных и химических свойств (легко трансформируется, если попросту), а также из-за отсутствия естественных процессов, где бы он синтезировался, фактическая его концентрация средненькая, а в чистом виде, по крайней мере на Земле, не встречается вовсе.
Даже при таком раскладе в одной только морской воде его содержатся сотни миллиардов тонн, не меньше в земной коре. Проблема в том, что выделять литий эффективно мы научились пока лишь из некоторого сырья (в частности, осадочных глинистых пород и рассолов), да и то с огромными затратами энергии. И вот такие его запасы оцениваются всего-то в десятки миллионов тонн, причём сосредоточены они в считанных точках планеты: более половины приходится на Южную Америку, оставшееся на Китай, Австралию, США, Россию. А спрос растёт!
Солончак Salar de Uyuni в Боливии содержит, по разным оценкам, от четверти до половины разведанных мировых запасов лития.Внимание на литий обратили после Второй мировой войны. Его используют при производстве стекла и керамики, в нефтехимии, металлургии, медицине и прочем, но самым агрессивным потребителем с конца прошлого века является электроника. Из-за своего малого атомного веса, литий — уникальное сырьё для аккумуляторов: ёмкость литиевых аккумуляторных элементов значительно выше любых электрохимических конкурентов (по крайней мере из числа пригодных для массового производства). В результате, со становлением мобильной электроники, взлетел и спрос на литий. Сегодня в мире его вырабатывается более 600 тысяч тонн ежегодно — и, оставайся он лишь основой для батарей ноутбуков и телефонов, этого хватило бы до конца столетия. Однако в XXI веке в игру неожиданно включились электромобили и бытовые электростанции. И вот тут ситуация приобрела характер кризисной.
В автомобильных и бытовых аккумуляторах (устроенных совершенно одинаково и различающихся лишь ёмкостью: последние должны запасать в разы больше энергии) литий снова проявил свой парадоксальный характер. Приблизительно (разные оценки, разные производители, разные ёмкости, меняющиеся цены), стоимость лития сейчас составляет 5-10% от себестоимости батареи в электромобиле. Иначе говоря запас вроде бы есть и даже если цена вырастет многократно, покупать электромобили не перестанут. Но загвоздка в том, что при незначительной цене литий играет тут главную роль: без него аккумулятора не будет вовсе! А вот с доступностью проблема.
Вы наверняка слышали слова Элона Маска: чтобы Tesla Motors смогла производить полмиллиона электромобилей в год, ей необходимо узурпировать всё мировое производство литиевых аккумуляторов. А ведь она не одна! Большие планы у VW, Toyota, GM, у китайской BYD Auto (одна из первых в мире по количеству производимых гибридных авто, но делает она уже и настоящие электромобили). Чтобы вы могли оценить, насколько электромобиль изменил ситуацию, вот ещё один расхожий прогноз: если установившаяся тенденция продаж сохранится, к 2025 году одни только электромобили утроят литиевый рынок.
BYD — тёмная лошадка электромобильной гонки. Она продаёт десятки тысяч гибридных автомобилей в год, а её цельноэлектрический Qin EV300, только что поступивший в продажу в Китае, в общем, сравним с Tesla Motors Model 3. Запас хода 300 км, максимальная скорость 150 км/ч (но мы ведь говорим о семейном авто?), цена без субсидий и льгот от $40 тысяч.Справиться с таким ростом спроса производители лития не в состоянии, что автоматически означает экспоненциальный рост цен. Цены уже выросли значительно: грубо, только за последние два года цена на карбонат лития (основной полуфабрикат в литиевом производстве) утроилась (а некоторые контракты заключались и по ценам в 5 раз выше!). И это не предел. Аналитики говорят, что потолок пока просто не просматривается.
Это не значит, конечно, что цена продолжит расти бесконечно. Как и с любым сырьём, по мере роста спроса и соответствующего удорожания в игру вступят новые участники и проявят себя новые факторы. С лёгкой руки аналитиков получивший название «белой нефти» литий уже привлёк повышенное внимание добывающих компаний — устроивших что-то вроде новой нефтяной или золотой лихорадки в Соединённых Штатах (в частности, в Неваде, неподалёку от строящейся «Гигафабрики» Tesla Motors) и Южной Америке. Таким образом можно утверждать, что добыча в ближайшем будущем вырастет.
Ожидается, что скажет своё слово вторсырьё. По мере того, как растёт число электромобилей и бытовых электростанций, способных запасать электроэнергию, пропорционально растёт и число выводимых из употребления аккумуляторов. Такие аккумуляторы не выбрасывают, а сдают в переработку — в процессе которой извлекается около трёх четвертей содержащегося в них лития.
Литиевые аккумуляторы близки к психологически важной отметке в $150 за кВт*ч. Пересечём её — и можно ждать взрыва популярности электромобилей и бытовых электроаккумулирующих станций.Наконец, одной из важнейших неизвестных в судьбе лития остаются альтернативные технологии аккумуляции. Водород, новые электрохимические, механические схемы накопления электроэнергии: эксперты не согласны списывать их со счетов, хоть успехи пока весьма скромны.
В сумме всё это позволяет нарисовать такую картину. Спрос на литий вырастет многократно в следующие полвека. Цена литиевого сырья за этот период также испытает значительные колебания, в разы в ту и другую сторону. Но не все уверены, что она на максимумах задержится. Уже к исходу первой четверти века литиевая лихорадка будет облегчена новыми технологиями аккумуляции с применением лития или без такового. Держать нас в напряжении весь век литий вряд ли в состоянии.
Так что главная задача теперь — продержаться следующие десять лет. Кто сумеет это сделать, сорвёт куш. И это, собственно, то, что заботит сейчас главных производителей электромобилей. Посмотрите на Tesla Motors и BYD: они делают всё возможное и невозможное, чтобы гарантировать себе доступ к литию на этот срок по минимальным ценам. Как будут выкручиваться остальные?
P.S. В статье использована иллюстрация Roman Korzh, US CPSC.
www.computerra.ru
Как поставщики лития для электрокаров и телефонов убивают коренных аргентинцев
Оригинальный текст вышел на The Washington Post. «Роем!» благодарит за помощь в подготовке материала бюро переводов «Блиц»: http://blitz-perevod.ru/.
В разреженном воздухе местных солончаков на высоте почти четыре тысячи метров над уровнем моря коренные жители Атакамы ведут непрерывную борьбу.
Они пасут стада лам и коз на засушливых землях, вяжут на продажу шапки чульо и жуют листья коки, чтобы избавиться от головокружения, вызванного высотой. Они живут в глинобитных домиках с крышами из листов гофрированного металла, придавленного камнями для защиты от сильного ветра.
Тем временем под землями их предков залегает сокровище современной Кремниевой долины — литий.
Серебристо-белый металл — ключевой элемент литий-ионных аккумуляторов, питающих смартфоны, ноутбуки и электромобили, популярность которых вызвала настоящую литиевую лихорадку в местных краях. Многие годы добывающие компании зарабатывали миллиарды долларов на литии из чилийского региона Атакама, и сейчас на прилегающие к Атакаме земли Аргентины съезжаются охотники за минералом, известным как «белое золото».
Но нищие атакамцы на этом так и не разбогатели.
Согласно изученному в «Вашингтон пост» договору, условия которого ранее не раскрывались, компания по добыче лития — совместное канадско-чилийское предприятие «Минера Эксар» (Minera Exar) — заключила сделки с шестью коренными общинами, позволяющие разрабатывать здесь новое месторождение. Ожидаемая прибыль от продаж составит около 250 млн долл. США в год, в то время как каждая община будет ежегодно получать от 9000 до 60 000 долл. США за предоставление расширенных прав на земли и водные ресурсы.
Другое предприятие по добыче лития, образованное австралийской добывающей компанией и японской «Тойота Тсусё» (Toyota Tsusho) и начавшее производство в 2015 году, платит жителям села, где расположен ее завод. Представитель компании отказался озвучить условия соглашения, но упомянул, что деньги идут на строительство школьного актового зала.
Как программа свободного доступа к интернету от Facebook пыталась запуститься в Индии, но что-то пошло не так
Побывав во всех шести коренных общинах в окруженной горами пустыне, километрах в сорока от северо-западной границы Аргентины с Чили, мы увидели разительный контраст — заморские компании извлекают прибыль из местных минеральных богатств, а общины — собственники земель едва сводят концы с концами, покупая питьевую воду и оплачивая услуги водоотведения и отопления в окрестных школах.
«Мы знаем, что литиевые компании делают миллионы долларов на наших землях, — говорит Луиза Хорхе, старшая в Сускесе, одной из шести общин, соседствующих с солончаками. — Компании осознают это. И мы знаем, что они должны что-то отдавать взамен. Но увы».
Многие жители общин обеспокоены и тем, что литиевые заводы, использующие в производстве огромное количество воды, усугубят уже существующий дефицит водных ресурсов в регионе, где выпадает не более 100 мм осадков в год. По крайней мере одна из шести общин, Пастос-Чикос, уже вынуждена привозить питьевую воду.
По словам коренных жителей, у них есть духовная связь с крохотными природными водоемами, известными как «глаза» солончака Салинас-Грандес в Аргентине«Это как насмешка, — говорит Бруно Форнилло, научный сотрудник Национального научно-технического и исследовательского совета Аргентины, изучающий последствия добычи лития. — Компании относятся к местным буквально как к камням на дороге. Если есть проблема, они просто отбрасывают ее на обочину».
В ответ на претензии добывающие компании заявили «Вашингтон пост», что соблюдают законы по охране окружающей среды и что литиевый бум принес пользу местным жителям. Они говорят о создании сотен рабочих мест и инвестициях сотен миллионов долларов в один из беднейших регионов Аргентины. А в некоторых компаниях утверждают, что они также участвуют в образовательных и экономических проектах, например в исследованиях возможности выращивания здесь киноа.
«И никакого сопротивления, — утверждает Алекс Лосада-Кальдерон, генеральный менеджер «Салес-де-Хухуй» (Sales de Jujuy), компании по добыче лития, запустившей в 2015 году завод на солончаке Олароз. — Мы с самого начала очень, очень тесно сотрудничали с местным сообществом».
Однако найти противников не составляет труда. Еще совсем недавно на выходе из аэропорта в Сальте, куда часто прилетали руководители добывающих компаний, их приветствовал протестный баннер «Литий принадлежит местным жителям». Путь к солончакам пролегает мимо ограждения на крутом горном перевале, где краской из баллончика написали: «Нет загрязнению месторождений». И в населенных пунктах полно людей, обеспокоенных будущим.
«Они забирают все, — рассказывает 44-летний коренной житель Карлос Гузман, возглавляющий группу протестующих против загрязнения окружающей среды и снижения уровня грунтовых вод при разработке литиевых месторождений. — Это земли наших предков. От них зависит наша жизнь — эти поля, наш скот, — и все это сейчас в опасности».
Литиевый бум — с рабочими местами для одних и проблемами для других — разделил общины на два лагеря, спровоцировал демонстрации и судебные процессы. Сестра Гузмана Эльва изготовила транспарант, который, кажется, должен свести их разногласия на нет.
«Мы не питаемся аккумуляторами, — гласит написанный от руки баннер. — Если они заберут воду, нам конец».
ОТ СОЛОНЧАКОВ К ХАЙТЕКУ
Сложно установить, куда идет литий, добытый в этом регионе, или в каких мобильных гаджетах он в итоге используется. Но существуют определенные связи.
Рабочие «Миллениал литиум» бурят солончак Пастос-Грандес в АргентинеКомпания «Салес-де-Хухуй» отказалась раскрыть своих клиентов, но она частично принадлежит «Тойота Тсусё», торговой компании, связанной с автопроизводителем, который все активнее использует литий-ионные аккумуляторы для автомобилей. Также литий от «Салес-де-Хухуй» может поступать в «Панасоник» (Panasonic), согласно пресс-релизу о новом литиевом проекте. «Панасоник» производит аккумуляторы для «Тойоты» и производителя электромобилей «Тесла».
«Тойота» в своем заявлении утверждает, что не закупает литий напрямую, однако старается минимизировать последствия деятельности поставщиков «на местных жителей»: «Мы намерены требовать от своих поставщиков принять меры, запрещающие использование определенных материалов, если существуют сомнения насчет их источника».
Проступающий сквозь ленты литий на перерабатывающем заводе, который построен на общинных землях близлежащей деревни Олароз-Чико и находится в управлении «Салес-де-Хухуй»Другая местная литиевая компания, «Минера Эксар», частично принадлежит чилийскому добывающему предприятию SQM («Общество химической и горнодобывающей промышленности»), которое является одним из крупнейших мировых производителей лития. По заявлению одного из руководителей в отрасли, литий от SQM попадает в цепочку поставок Apple.
«Apple стремится ответственно подходить к выбору источника материалов для своей продукции, и мы упорно работаем над тем, чтобы наши поставщики придерживались строгих стандартов отрасли, — говорится в заявлении Apple в ответ на вопросы «Вашингтон пост». — В ближайшее время мы проведем выездные аудиты крупнейших производителей лития, и тот, кто не сможет или не захочет соблюдать наши стандарты, будет исключен из нашей цепочки поставок. Приведя в порядок всю цепочку поставок, Apple и дальше будет прилагать все усилия ради повышения стандартов, защиты прав человека и экологии тех мест, которые служат источниками материалов».
След от автомобиля уходит в даль солончака Пастос-Грандес«Минера Эксар» защищала свои отношения с местными общинами, отметив, что в условия ее соглашений с ними также входят производственное обучение и обещания трудоустройства местных рабочих. Компания заявила, что за последние два года на региональные проекты, такие как развитие местных общественных структур в Пастос-Чикос, она потратила свыше 241 тыс. долл. США.
«Мы строго соблюдаем все требования», — утверждает Джон Канеллицас, президент «Литиум Америкас» (Lithium Americas), канадского партнера совместного предприятия, которое стоит за местной работой «Минера Эксар».
Рабочий «Миллениал литиум» готовит буровое оборудованиеВ целом, однако, цепочка поставок лития непрозрачна в силу отказа компаний — производителей товаров широкого потребления раскрыть своих поставщиков. Некоторые, такие как «Пулид» (Pulead), производитель аккумуляторных компонентов, ответили на вопрос о своих источниках. «Албемарл» (Albemarle), крупнейший в мире производитель лития, также не делает секрета из основных клиентов. Apple публикует список ключевых поставщиков.
Однако большинство компаний отклонили просьбу сообщить о своих поставщиках или заказчиках.
Samsung проигнорировал неоднократные просьбы прокомментировать ситуацию. «Тесла» не раскрывает, какие компании поставляют литий для ее автомобильных аккумуляторов.
«”Тесла” стремится к безопасности и гуманности организации своей цепочки поставок», — заявляет пресс-секретарь компании Алексис Джорджсон.
Откуда литий в гаджете твоем
Производство литий-ионных аккумуляторов отличается чрезвычайно сложной цепочкой поставок. Каждый производитель товаров широкого потребления имеет целый ряд поставщиков, а каждый из них, в свою очередь, также работает с многочисленными поставщиками. На схеме изображены внутриотраслевые связи.
Источник: официальные документы, интервью с официальными лицами компаний и аналитиками отраслиРеволюция Промышленного Интернета
РЫНОК, РАСКАЛЁННЫЙ ДОБЕЛА
Сейчас самое время обзавестись литиевым заводом. Рынок лихорадит, за последние пять лет стоимость контрактов выросла на 250 процентов и даже выше. Этим летом компания «Салес-де-Хухуй» произвела отгрузку 60-тонной партии карбоната лития для аккумуляторов по 20 тыс. долл. США за тонну, что вдвое превышает ее обычный объем продаж.
В настоящее время разрабатываются планы по удвоению мощности завода до 34 тыс. тонн в год.
По словам Лосада-Кальдерона, генерального директора завода на солончаке Олароз, это хорошо для местных жителей.
Он отметил, что 65 процентов заводчан — коренные жители, хотя при современных технологиях, которые выкачивают богатые литием подземные воды, персонала требуется гораздо меньше, чем на традиционных месторождениях. Компания также предоставила местным жителям беспроцентные микрокредиты на общую сумму 80 тыс. долл. США для открытия подрядных фирм по предоставлению таких услуг, как, например, организация питания на заводе. По словам компании, она также оказала медицинские и стоматологические услуги двум тысячам местных жителей.
Благодаря новым рабочим местам многие атакамцы довольны добычей лития в регионе. На каждой должности платят около 1000 долл. в месяц, это типичный размер оплаты труда для Аргентине и очень хороший для этого региона. Многие жители Олароз-Чико, одной из шести местных деревень и ближайшей к заводам, выразили одобрение добычи лития.
«Без лития мы жили бы впроголодь, — говорит Аполинар Ниева, много лет работающий на месторождении, добывая сначала буру, теперь литий. — Литиевые компании намного лучше заботятся о своих рабочих. Они дают нам пропитание, униформу. Они действительно работают на законных основаниях. Так и должно быть, ведь часть земель, которые они используют, принадлежит народу».
Учительница местной начальной школы Мария Донигиан сообщила, что замечает новые деревянные окна и двери в некоторых глинобитных домах Олароз-Чико, а ее ученики стали лучше одеваться.
«Существуют плюсы и минусы добычи», — считает она. Плюсы — это экономические выгоды; минусы — вероятность загрязнения и дефицита водных ресурсов. Ну и, помимо этого, многие опасаются, что же будет через 20 или 40 лет после того, как литиевые компании исчерпают запасы минерала.
Завод «Салес-де-Хухуй» построен на общинных землях Олароз-Чико. В обмен на это община получает помощь в местных проектах, как рассказывает Мигель Сориано, староста общины. Спрашиваем у него, стоит ли такая помощь 50 тыс. долл. в год.
Он смеется.
«Нет, – отвечает. — Никоим образом».
Ричард Севилья, исполнительный директор австралийской компании «Орокобре» (Orocobre), которая владеет «Салес-де-Хухуй» совместно с «Тойота Тсусё», где небольшую долю акций держит также правительство провинции, отказался прокомментировать, сколько денежных средств выделяется Олароз-Чико.
КАК ЛИТИЕМ НАМАЗАНО
Последние годы ознаменовались стремительным развитием аккумуляторных технологий с применением различных химических соединений — от свинцово-кислотных до никель-металлгидридных и современных литий-ионных.
Ионы лития привлекают своими небольшими размерами. Ион лития может нести положительный заряд в крошечном пространстве. Если быть точным, радиус иона лития равен 76-триллионной доле метра, а иона натрия, который в настоящее время изучается на предмет использования в аккумуляторных батареях, — 102-триллионную, что примерно на 34 процента больше.
Преимущество размера означает возможность не только создания более мелких аккумуляторов, но и их более быстрой зарядки. Скорость зарядки частично обусловлена способностью ионов лития умещаться между другими компонентами аккумуляторов, по словам Дональда Сэдовэя, профессора кафедры материаловедения Массачусетского технологического института.
Количество карбоната лития в различных устройствахРаствор лития был обнаружен в районе Анд в 1962 году, когда американская добывающая компания вела разведку подземных вод солончака под Салар-де-Атакама в Чили. Позже литий был также открыт в близлежащих районах Аргентины и Боливии, и картина сложилась в то, что сегодня известно как «литиевый треугольник».
Однако только в 1970-х годах, когда выяснилось, что литий необходим в ядерных технологиях, инвесторы и чилийское правительство решили воспользоваться этой возможностью.
В 1979 году правительство во главе с диктатором Аугусто Пиночетом объявило, что контролирует литиевые запасы. Затем оно заключило партнерское соглашение с американской компанией «Фут минерал» (Foote Mineral) на добычу и продажу минерала, которая владела технологией, разработанной на заводе в Силвер-Пик, штат Невада, для преобразования раствора лития в полезные формы.
С начала разработки месторождения в 1980-х годах эта компания, вскоре выкупившая долю правительства, и ее преемники добыли около 300 тыс. тонн карбоната лития из земель, принадлежащих атакамцам.
В текущих ценах рыночная стоимость такого огромного количества карбоната лития исчисляется миллиардами долларов.
В 2015 году компания по добыче лития, в настоящее время принадлежащая «Албемарл», не должна была платить жителям Атакамы. Но в 2012 году предприятие начало ряд мероприятий по улучшению инфраструктуры близлежащих населенных пунктов. А в 2016 году согласно новому соглашению компания перечислила коренному населению первый платеж, размер которого не раскрывается. В течение срока действия нового соглашения, которое находится на подписи у правительства, выплаты должны составлять три процента годового объема продаж.
«Несомненно, первоначальная сделка с “Фут минерал” была несправедлива по отношению к Чили и коренным общинам», — уверен Хуан Карлос Зулета, отраслевой аналитик из Боливии, входивший в состав Национальной литиевой комиссии в Чили.
Сегодняшняя литиевая лихорадка обусловлена ростом мобильных технологий, что привело к скачку цен, заманив добывающие компании в Аргентину.
Отчасти бум был спровоцирован компанией «Тесла», которая в 2013 году объявила о планах по созданию литий-ионного аккумулятора «Гигафабрика» в штате Невада. Через несколько лет, по информации компании, объект будет производить столько же аккумуляторной энергии, что и весь мир в 2013 году. Следом множество автомобильных компаний и производителей технологий анонсировали собственные «гигафабрики».
Банки Дойчебанк и «Голдман Сакс» прогнозируют утроение мирового спроса на литий к 2025 году.
Спот-цены на карбонат лития с июня 2015 годаИсточник: «Индастриал Минералс» (Industrial Minerals) из в группы Metal Bulletin Group«Если посмотреть на прогнозы роста, мы увидим, что прямо сейчас и каждые 12—16 месяцев необходим новый литиевый завод», — заявляет консультант по добыче лития Джо Лоури.
Аргентина занимает третье место в мире по добыче лития, уступая Австралии и Чили. Ожидается, что она опередит Чили в течение следующего десятилетия. На аргентинских солончаках ведет разведку дюжина компаний, вдохновляемых стремительным ростом цен на литий и поощряемых новым правительством, которое создает благоприятные условия для бизнеса.
«Уже сейчас это центр литиевой вселенной», — говорит Иэн Скарр, вице-президент ванкуверской (Британская Колумбия) компании «Миллениал литиум» (Millennial Lithium), которая занимается бурением скважин на аргентинских солончаках Пастос-Грандес.
«ЭТО СВЯТОЕ МЕСТО»
Помимо прочего, атакамцы лишаются надежд на получение доли прибыли от добычи лития из-за сложности законодательства, регулирующего права на разработку недр. В Аргентине такие права принадлежат правительству провинции.
Тем не менее жители Атакамы тоже имеют законные права, ведь компания должна получить разрешение землевладельца на добычу минералов.
Проблема заключается в том, что в провинции отсутствует официальная процедура переговоров между коренными общинами и добывающими компаниями, хотя правительственные чиновники заявили, что планируют ее разработку.
В провинции Хухуй, где расположены солончаки Олароз-Каучари, секретарь ведомства добывающей промышленности Мигель Солер заявил, что их сотрудники стремятся держать нейтралитет.
«Мы должны поддерживать компании, — говорит Солер, указывая на то, работа его ведомства направлена на поддержку добывающей промышленности, а не на ее уничтожение. — Но мы также поддерживаем и общины».
Ряд мер, принятых за последние десятилетия, по всей видимости, направлен на поддержку получения атакамцами прибыли от добычи лития.
В 1994 году изменилась Конституция страны — было признано право собственности коренных народов на общинные земли. А в 2000 году Аргентина приняла международный стандарт по вопросам коренных народов, который требует, помимо всего прочего, чтобы в добывающей промышленности «затронутые народы по мере возможности участвовали в разделе преимуществ от такой деятельности и получали справедливую компенсацию за ущерб, который они могут понести в результате такой деятельности».
В 2003 году провинция Хухуй одной из первых начала оформление прав собственности коренных общин на земли. Тем не менее проблемы сохраняются. Километрах в восьмидесяти от солончаков Олароз-Каучари, в той же провинции Хухуй, вот уже шесть лет группы коренного населения борются за недопущение добычи лития из живописного солончака Салинас-Грандес.
«Наши деды учили нас, что это святое место. Это часть Пачамамы», — говорит 26-летняя Нельда Ламас из Сантуарио-де-Трес-Посос, что близ Салинас-Грандес. Пачамама для инков — богиня земли и почитается многими коренными народами. «Вот почему мы не хотим видеть это место разрушенным».
В последнее время интерес к добыче в Салинас-Грандес разгорелся с новой силой. И местное правительство заявило, что намерено в ближайшее время разрешить здесь добычу лития.
ПОДПИСАНО И ОПЛАКАНО
Похоже, многие из местных общин упустили свое в ходе переговоров с добывающими компаниями.
Мы пообщались лидерами общин в шести деревнях, подписавших соглашение с «Минера Эксар».
Иоланда Круз, одна из старост села Катуа, рассказала, что подписала соглашение с «Минера Эксар», но теперь сожалеет об этом. По ее словам, в то время она ценила возможность создания новых рабочих мест для односельчан, однако теперь беспокоится: «Мы можем остаться с носом».
«Дело в том, что компании лгут нам, это очевидно. И мы иногда просто держим язык за зубами, — объясняет она. — Мы молчим, а потом страдаем».
Мальчик играет дома в аргентинской деревне Сускес, крупнейшей из шести общин близ солончаков Олароз-КаучариКарлос Киспе, подписавший договор со стороны Пастос-Чикос, рассказал, что «Минера Эксар» помогла построить дополнительный корпус клуба общины и предложила помощь в других проектах. Однако, считает он, община должна была потребовать от литиевой компании больше. По его словам, несколько лет назад при подписании договора было непонятно, сколько лития станут добывать.
«Мы хотели бы вновь провести переговоры, чтобы получить больше, — говорит Киспе, который работает на «Минера Эксар». — Например, мы могли бы построить систему водоотведения».
В Пуэсто-Сей, другой из шести деревень, Розана Калпанчай сказала, что у нее нет времени на разговоры, когда ее остановил журналист «Вашингтон пост». Но Нестор Ариона, председатель общинной комиссии, рассказал, что Калпанчай подписала соглашение, так как стремилась работать в «Минера Эксар», а не в интересах общины.
«Она работает на “Эксар”, у нее была личная заинтересованность, — говорит Ариона. — В общине теперь злы на нее».
Калпанчай не отвечает на наши запросы.
Шон Паркер: Филантропия для хакеров
«ОНИ ДУРАЧАТ НАС»
Эльва Гузман (слева) и Нативидад Сарапура на встрече в Сускесе «Коллективной Апачеты», группы оппозиции добывающих компанийНа следующий год «Эксар» планирует начать здесь строительство литиевого завода стоимостью 400 млн долл. США. Производство должно начаться в 2019 году и выйти на объемы в 25 тыс. тонн карбоната лития в год. Это эквивалентно 250 млн долл. США в год по нынешним ценам.
В договорах «Эксар» с шестью местными общинами прописано, что, как только стартует производство лития, ежегодные выплаты составят: общине Катуа — около 9000 долл. США, Сускесу — около 12 000, Пуэсто-Сею и Хуанкаре — около 25 000, Олароз-Чико — 47 000, Пастос-Чикос — 59 000 долл. США. Выплаты подлежат индексации с учетом инфляции.
Каждая община также получает небольшие бонусы на определенных этапах, таких как подписание договора.
Женщина возлагает цветы на главном кладбище СускесаК моменту ввода завода в эксплуатацию «Эксар» выплатит коренному населению около 250 000 долл. США. И затем шесть общин ежегодно будут получать в общей сложности около 178 000 долл.
Многие коренные жители и не подозревали о договорах, узнав о них только от «Вашингтон пост», которая смогла ознакомиться с документами в местном департаменте по добыче.
Гектор Лузко, выступавший региональным старостой при подписании соглашений, и не подозревал, что местные общины должны получать деньги с добывающих компаний.
В получатели включили и Хуанкар, родину Лузко.
Хуанкар — это пыльная деревенька, где проживают 400 человек, где одеждой и едой обмениваются так же часто, как и покупают их. И вот, ознакомившись с кратким документом «Вашингтон пост», Лузко откидывается на спинку стула.
«Это шок», – говорит он.
Деревня Олароз-Чико — дом для 250 человекДо конца 2015 года Лузко занимал должность самого высокопоставленного чиновника региона. Он представлял все шесть коренных общин.
И, хотя он не знал, что «Эксар» платит Хуанкару, он заявил, что точно знает, куда направить деньги.
«Мы могли бы провести отопление в школе. Дети мерзнут зимой, — рассуждает Лузко. — Или построить скотобойню, что более практично и гигиенично». Последнее — для того, чтобы можно было продавать мясо лам и коз.
Когда в 2013 году компания «Салес-де-Хухуй» закладывала строительство, Лузко позировал для фотографии на торжественном мероприятии с руководителями и высокопоставленными чиновниками, которые прилетели из Австралии и Японии. Его участие способствовало росту доверия к предприятию, к которому некоторые местные жители поначалу отнеслись с подозрением.
На следующий год Лузко позировал еще для множества фотографий на солончаке, на этот раз во время открытия пилотного завода «Эксар».
Теперь Лузко чувствует себя обманутым.
«Они просто сделали из нас дураков», — говорит он.
БЕСПОКОЙСТВО ВОКРУГ ВОДЫ
Жители Сускеса, ставшего центром сопротивления множащимся литиевым заводам в регионеПо мнению некоторых коренных жителей, возможно, есть проблема похуже, чем оказаться лишним при разделе всех богатств минеральных залежей. Это вероятность того, что литиевые компании усугубят актуальную проблему нехватки воды. Уже сейчас регион страдает от многолетней засухи.
В этом году жители Хуанкара устраивали заграждение на шоссе, когда деревня более чем на 50 дней осталась без водоснабжения. Они жгли костры и держали в руках плакаты. Никто не мог заплатить за ремонт единственного насоса системы подачи воды в Хуанкар. В конце концов правительство провинции установило новый.
26-летняя Ремедио Сарапура в крошечном глинобитном жилище на окраине Сускеса. С потолка свисают кости ламы. Стадо лам, принадлежащее семье, сократилось вдвое из-за осушения пастбищУченые разделились на два лагеря в спорах об экологических последствиях добычи лития, но то, что его переработка требует колоссального количества воды, — это факт. Для концентрации раствора, который изначально содержит лишь следы лития, необходимо выпаривать большое количество воды, и еще больше нужно для промывания готового продукта. Тонна лития обычно требует порядка двух миллионов литров воды.
К примеру, завод «Салес-де-Хухуй» ежедневно выкачивает из скважин около девяти миллионов литров в день.
В скважины вставлены толстые черные шланги, которые простираются, как щупальца, на многие мили по всей корке солончака. Выкачивая воду с глубины в десятки метров, переливают ее в прямоугольные пруды-испарители, окружающие завод. Водоемы занимают примерно 500 га и заполнены водой, которая по цвету варьируется от бирюзового до лазурного, а по виду напоминает картинки тропических пляжей.
У дома на окраине Сускеса Хиполито Гузман кормит коз молочной смесью. Он и другие скотоводы обвиняют литиевые заводы в снижении уровня грунтовых вод и сокращении пастбищных площадейДобыча лития является «на самом деле добычей огромного количества воды», сообщил профессор Даниэль Галли, аргентинский ученый в области термодинамики, выступая на научной конференции в Сан-Сальвадор-де-Хухуе, столице провинции.
Ученые, исследующие проблемы водоснабжения на богатых литием землях Атакамы вдоль границы Аргентины с Чили, предупреждают, что последствия добычи лития для местных водных ресурсов до конца неясны.
Передвижной универмаг делает остановку в Хуанкаре для обмена и продажи товаровВ Чили, где добыча раствора лития началась еще в 1980-х годах, есть признаки как минимум сокращения площади некоторых соленых озер.
Как сообщается в статье Дэвида Ф. Баутта (и коллег), профессора геофизики Университета Массачусетса в Амхерсте, дистанционное зондирование показывает, что площадь двух соленых лагун в Салар-де-Атакаме постепенно уменьшалась в период между 2003 и 2015 годами.
Баутт, чья работа была частично спонсирована компанией «Албемарл», заявил, что причина уменьшения неизвестна. По его словам, спровоцировать такое могло, например, снижение количества осадков в рассматриваемом периоде. Однако, если площадь лагун продолжит сокращаться, это может повлиять на дикую природу.
«Совершенно очевидно, что обе компании [SQM и «Албемарл»] нарушают правила использования водных ресурсов при извлечении лития», — заявил в ноябре местным СМИ депутат Маркос Эспиноса. Если бы соблюдались общепризнанные нормы, сказал он, «не было бы экологических проблем, которые сейчас имеют в Салар-де-Атакаме».
Со стороны Аргентины Виктория Флексер, возглавляющая новый государственный научно-исследовательский центр по изучению добычи лития и технологии литий-ионных аккумуляторов с головным офисом в провинции Хухуй, заявила, что ученые, обсуждая последствия добычи лития, разделились на два лагеря. Одни, по ее словам, считают, что выкачивание пластовых вод не будет иметь никаких последствий. Согласно этой точке зрения, подземные литиевые месторождения совершенно изолированы от других источников воды, благодаря которым существуют жители Атакамы и их стада, так что извлечение литиевых вод не нанесет никакого вреда живым существам. Кроме того, утверждают они, пластовая вода бесполезна, она в 10 раз солонее океана.
«Поэтому некоторые успокаиваются, — говорит Флексер. — Однако на самом деле вопрос действительно остается открытым».
Другие ученые предполагают, что подземные литиевые воды могут быть как-то связаны с иными источниками воды. А если это так, то пресная вода, заполнив отдаленные участки, опустошенные в результате выкачивания литиевых вод, сократит водные ресурсы, доступные жителям региона.
«Нет никаких доказательств, что это произойдет, но также нет и доказательств обратного, — объясняет Флексер. — Таким образом, мы не можем сказать, что это не нанесет урона нашей окружающей среде, если продолжим в том же духе».
Вызвав еще больше подозрений среди местных жителей, литиевые компании были оштрафованы за нарушение экологического законодательства.
В августе Солер, секретарь ведомства добывающей промышленности, оштрафовал «Салес-де-Хухуй» на 1,4 млн долл. США за изменение процедуры бурения на солончаке без согласования с властями. Часть штрафа была также наложена за разлив сточных вод на белой соленой корке. В «Орокобре», управляющей компании «Салес-де-Хухуй», заявляют, что пытаются оспорить штраф, и отрицают нарушение каких-либо законов.
В октябре департамент Солера оштрафовал «Эксар» на сумму около 190 тыс. долл. США за непроведение требуемого квартального отбора проб из окружающей среды — испытаний, в ходе которых изучается качество раствора и состояние солончака.
В «Эксар» отказались от комментариев по этому поводу.
БОРЬБА ОБОСТРИЛА ОТНОШЕНИЯ
Эльва Гузман обеспокоена ситуацией вокруг запасов воды.
«Количество воды, использующейся в добывающей промышленности, пугает нас», — говорит она.
Она живет в Сускесе, самом крупном поселении вблизи солончаков Олароз-Каучари. Это столицы региона, здесь есть своя небольшая больница, несколько кафе, один банкомат и старая церковь Богоматери Вифлеемской, построенная в 1598 году из кактусовых балок.
В Сускесе, расположенном всего в 40 км от солончака, обосновалась и группа противников добычи «Коллективная Апачета» (Colectivo Apacheta). Название восходит к традиции инков сооружать «апачету» — небольшую горку из камней в честь Пачамамы. В группу входят скотоводы, которые настаивают на том, что вода исчезла в последние годы.
Они наняли адвоката Хорхе Иглесиаса, который узнал о том, что происходит на солончаках, когда набрел на Сускес, будучи туристом.
«Добычу нельзя было разрешать, — заявил недавно Иглесиас. — Мы считаем, что они пользуются безграмотностью коренных народов в этом вопросе».
В 2014 году Иглесиас и «Коллективная Апачета» обратились в суд, чтобы оспорить разрешение правительства на добычу лития, заявив о «катастрофических нарушениях» в процессе выдачи разрешения и о том, что местные общины не были надлежащим образом уведомлены о происходящем. В прошлом году суд отклонил иск.
Иглесиас хотел подать апелляцию, но у «Коллективной Апачеты» не хватило денег.
В Сускесе и других районах проживания коренных народов борьба обострила отношения там, где доминирует общинный образ жизни, который распространяется даже на земельные права. В семьях также произошел разлад. Половина семьи Гузманов — за месторождения, остальные же являются членами «Коллективной Апачеты».
«В обществе произошел раскол, — рассказывает Карлос Гузман. — Появились сомнения, недоверие, потеря уважения».
По словам 66-летнего Нативидада Сарапуры (в шляпе), с приходом добывающих компаний роскошные пастбища на окраине Сускеса превратились в пустынюroem.ru
Литий
Литий находит очень широкое применение в современной промышленности. Термоэлектрические материалы - сплав сульфида лития и сульфида меди — эффективный полупроводник для термоэлектропреобразователей (ЭДС около 530 мкВ/К). Химические источники тока - из лития изготовляют аноды химических источников тока (аккумуляторов, например литий-хлорных аккумуляторов) и гальванических элементов с твёрдым электролитом (например, литий-хромсеребряный, литий-висмутатный, литий-окисномедный, литий-двуокисномарганцевый, литий-иодсвинцовый, литий-иодный, литий-тионилхлоридный, литий-оксидванадиевый, литий-фторомедный, литий-двуокисносерный элементы), работающих на основе неводных жидких и твёрдых электролитов (тетрагидрофуран, пропиленкарбонат, метилформиат, ацетонитрил). Кобальтат лития и молибдат лития показали лучшие эксплуатационные свойства и энергоёмкость в качестве положительного электрода литиевых аккумуляторов. Гидроксид лития используется как один из компонентов для приготовления электролита щелочных аккумуляторов. Добавление гидроксида лития к электролиту тяговых железо-никелевых, никель-кадмиевых, никель-цинковых аккумуляторных батарей повышает их срок службы в 3 раза и ёмкость на 21 % (за счёт образования никелатов лития). Алюминат лития — наиболее эффективный твёрдый электролит (наряду с цезий-бета-глинозёмом). Лазерные материалы - монокристаллы фторида лития используются для изготовления высокоэффективных (КПД 80 %) лазеров на центрах свободной окраски, и для изготовления оптики с широкой спектральной полосой пропускания. Окислители - перхлорат лития используют в качестве окислителя. Дефектоскопия - сульфат лития используют в дефектоскопии. Пиротехника - нитрат лития используют в пиротехнике. Сплавы - лития с серебром и золотом, а также медью являются очень эффективными припоями. Сплавы лития с магнием, скандием, медью, кадмием и алюминием — новые перспективные материалы в авиации и космонавтике. На основе алюмината и силиката лития создана керамика, затвердевающая при комнатной температуре и используемая в военной технике, металлургии, и, в перспективе, в термоядерной энергетике. Огромной прочностью обладает стекло на основе литий-алюминий-силиката, упрочняемого волокнами карбида кремния. Литий очень эффективно упрочняет сплавы свинца и придает им пластичность и стойкость против коррозии. Электроника - триборат лития-цезия используется как оптический материал в радиоэлектронике. Кристаллические ниобат лития LiNbO3 и танталат лития LiTaO3 являются нелинейными оптическими материалами и широко применяются в нелинейной оптике, акустооптике и оптоэлектронике. Литий также используется при наполнении осветительных газоразрядных металлогалогеновых ламп. Металлургия - в чёрной и цветной металлургии литий используется для раскисления и повышения пластичности и прочности сплавов. Литий иногда применяется для восстановления методами металлотермии редких металлов. Металлургия алюминия - карбонат лития является важнейшим вспомогательным веществом (добавляется в электролит) при выплавке алюминия, и его потребление растет с каждым годом пропорционально объёму мировой добычи алюминия (расход карбоната лития 2,5-3,5 кг на тонну выплавляемого алюминия. Легирование алюминия - введение лития в систему легирования позволяет получить новые сплавы алюминия с высокой удельной прочностью. Добавка лития снижает плотность сплава и повышает модуль упругости. При содержании лития до 1,8 % сплав имеет низкое сопротивление коррозии под напряжением, а при 1,9 % сплав не склонен к коррозионному растрескиванию. Увеличение содержания лития до 2,3 % способствует возрастанию вероятности образования рыхлот и трещин. Механические свойства при этом изменяются: пределы прочности и текучести возрастают, а пластические свойства снижаются. Наиболее известны системы легирования Al-Mg-Li (пример — сплав 1420, применяемый для изготовления конструкций летательных аппаратов) и Al-Cu-Li (пример — сплав 1460, применяемый для изготовления емкостей для сжиженных газов). Ядерная энергетика - Изотопы 6Li и 7Li обладают разными ядерными свойствами (сечение поглощения тепловых нейтронов, продукты реакций) и сфера их применения различна. Гафниат лития входит в состав специальной эмали, предназначенной для захоронения высокоактивных ядерных отходов, содержащих плутоний. Литий-6 (термояд) применяется в термоядерной энергетике. При облучении нуклида 6Li тепловыми нейтронами получается радиоактивный тритий 3H. Благодаря этому литий-6 может применяться как замена радиоактивного, нестабильного и неудобного в обращении трития как в военных (термоядерное оружие), так и в мирных (управляемый термоядерный синтез) целях. В термоядерном оружии обычно применяется дейтерид лития-6 6LiD. Перспективно также использование лития-6 для получения гелия-3 (через тритий) с целью дальнейшего использования в дейтерий-гелиевых термоядерных реакторах. Литий-7 (теплоноситель) - применяется в ядерных реакторах, использующих реакции с участием тяжёлых элементов, таких как уран, торий или плутоний. Благодаря очень высокой удельной теплоёмкости и низкому сечению захвата тепловых нейтронов, жидкий литий-7 (часто в виде сплава с натрием или цезием) служит эффективным теплоносителем. Фторид лития-7 в сплаве с фторидом бериллия (66 % LiF + 34 % BeF2) носит название «флайб» (FLiBe) и применяется как высокоэффективный теплоноситель и растворитель фторидов урана и тория в высокотемпературных жидкосолевых реакторах, и для производства трития. Сушка газов - высокогигроскопичные соединения с бромом и хлором - бромид LiBr и хлорид лития LiCl - применяются для осушения воздуха и других газов. Медицина - Соли лития обладают нормотимическими и другими лечебными свойствами. Поэтому они находят применение в медицине. Смазочные материалы - стеарат лития («литиевое мыло или литол») используется в качестве высокотемпературной смазки. Регенерация кислорода в автономных аппаратах - гидроксид лития LiOH, пероксид Li2O2 и супероксид LiO2 применяются для очистки воздуха от углекислого газа; при этом последние два соединения реагируют с выделением кислорода (например, 4LiO2 + 2CO2 → 2Li2CO3 + 3O2), благодаря чему они используются в изолирующих противогазах, в патронах для очистки воздуха на подлодках, на пилотируемых космических аппаратах и т. д. Силикатная промышленность - литий и его соединения широко применяют в силикатной промышленности для изготовления специальных сортов стекла и покрытия фарфоровых изделий. Прочие области применения - Соединения лития используются в текстильной промышленности (отбеливание тканей), пищевой (консервирование) и фармацевтической (изготовление косметики).
30school.ru
ЛИТИЙ | Энциклопедия Кругосвет
ЛИТИЙ (Lithium) Li, химический элемент 1-й (Ia) группы Периодической системы, относится к щелочным элементам. Атомный номер 3, относительная атомная масса 6,941. Состоит из двух стабильных изотопов 6Li (7,52%) и 7Li (92,48%). Искусственным путем получены еще два изотопа лития: у 8Li период полураспада равен 0,841 с, а у 9Li 0,168 с.
Степень окисления +1.
Литий был открыт в 1817 шведским химиком и минералогом Августом Арфведсоном (Arfvedson August) (1792–1841), когда он работал в качестве ассистента в лаборатории Йёнса Якоба Берцелиуса. На основании химического анализа петалита (LiAlSi4O10) Арфведсон предположил, что в этом слоистом силикатном минерале есть некий щелочной элемент. Он отметил, что его соединения похожи на соединения натрия и калия, однако карбонат и гидроксид менее растворимы в воде. Арфведсон предложил для нового элемента название литий (от греческого liqoz – камень), указывающее на его происхождение. Он показал также, что этот элемент содержится в сподумене (силикатный пироксен) LiAlSi2O6 и в лепидолите (слюда), который имеет примерный состав K2Li3Al4Si7O21(OH,F)3.
В 1818 английский химик и физик Гемфри Дэви выделил металлический литий электролизом расплавленного гидроксида лития.
Распространение лития в природе и его промышленное извлечение.
Содержание лития в кристаллических горных породах составляет 1,8·10–3% по массе, что косвенно отражает относительное малую распространенность элемента во Вселенной. На Земле он имеет почти такую же распространенность как галлий (1,9·10–3%) и ниобий (2,0·10–3%). Промышленные месторождения минералов лития есть на всех континентах. Наиболее важным минералом является сподумен, большие месторождения которого имеются в США, Канаде, Бразилии, Аргентине, странах СНГ, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве и Конго.
Почти всю мировую добычу минералов лития контролируют три главных компании – Sons of Gwalia (Австралия), Tanco (Канада) и Bikita Minerals (Зимбабве). Добыча минералов лития за период 1994–2000 увеличилась с 6300 до 11 900 т. в год. При этом 50% мировых мощностей по добыче сподумена, лепидолита и других литиевых минералов в последние годы простаивает. Таким образом, есть необходимые резервы для наращивания объемов выпуска литиевой продукции и дефицит лития потребителям не грозит.
Содержание лития в большинстве коммерческих руд составляет 1–3%. Оно может быть увеличено флотацией до 4–6%.
Для получения нужных соединений лития сподумен нагревают до ~1100° С, а затем промывают серной кислотой при 250° С и выщелачивают образовавшийся сульфат лития водой. Действием карбоната натрия или хлороводорода его переводят в карбонат или хлорид, соответственно. Другим способом хлорид может быть получен прокаливанием промытой руды с известняком (карбонатом кальция) при 1000° С с последующим выщелачиванием водой в виде гидроксида лития и действием хлороводорода. В США также широко используется добыча соединений лития из природных рассолов.
Потребление минералов лития распределяется следующим образом: 25% используют заводы по производству огнеупорных изделий, 20% идет в производство специальных сортов стекол, столько же – на изготовление керамических изделий и глазурей, 12% потребляет собственно химическая промышленность, 10% – металлургическая, 5% литиевых минералов используется в производстве стекловолокна и 8% идет на нужды других отраслей. К областям специального применения относится растущий рынок сегнетоэлектриков, таких как танталат лития, для модулирования лазерных лучей. Предполагается, что в будущем будет резко расти спрос на металл и его соли в производстве литиевых батарей, используемых в мобильных телефонах и переносных компьютерах (в 1990-х темпы роста составляли 20–30% в год). В то же время будет падать потребление карбоната лития в алюминиевой промышленности, где новые технологии вообще не предусматривают использование этой соли.
Характеристика простого вещества и промышленное получение металлического лития.
Литий – серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, тверже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой.
При комнатной температуре металлический литий имеет кубическую объемноцентрированную решетку (координационное число 8), которая при холодной обработке переходит в кубическую плотноупакованную решетку, где каждый атом, имеющий двойную кубооктаэдрическую координацию, окружен 12 другими. Ниже 78 К устойчивой кристаллической формой является гексагональная плотноупакованная структура, в которой каждый атом лития имеет 12 ближайших соседей, расположенных в вершинах кубооктаэдра.
Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1340° С, соответственно), у него самая низкая плотность при комнатной температуре среди всех металлов (0,533 г/см3).
В 1818 немецкий химик Леопольд Гмелин (Gmelin Leopold) (1788–1853) установил, что соли лития окрашивают бесцветное пламя в карминово-красный цвет.
Маленькие размеры атома лития приводят к появлению особых свойств металла. Например, он смешивается с натрием только ниже 380° С и не смешивается с расплавленными калием, рубидием и цезием, в то время как другие пары щелочных металлов смешиваются друг с другом в любых соотношениях.
В целом, литий менее реакционноспособен, чем его аналоги. В то же время он намного легче других щелочных металлов реагирует с азотом, углеродом, кремнием и этим напоминает магний. Литий легко вступает в прямую реакцию с азотом с образованием нитрида Li3N (ни один другой щелочной металл не обладает этим свойством). Эта реакция, хотя и медленно, идет уже при комнатной температуре, а при 250° C ход ее значительно ускоряется. При сжигании литий образует оксид Li2O (с примесью пероксида Li2O2),
С водой литий реагирует с образованием гидроксида и выделением водорода. Литий растворяется в жидком аммиаке, образуя синий раствор с металлической проводимостью. Если сравнить молярные отношения, то он почти на 50% более растворим, чем натрий (15,66 и 10,93 моль на килограмм Nh4, соответственно). В таком растворе литий медленно реагирует с аммиаком с выделением водорода и образованием амида LiNh3.
Потенциал восстановления для лития (–3,045 В) на первый взгляд кажется аномальным, так как он ниже, чем у других щелочных элементов. Это связано с тем, что катиону лития, имеющему наименьший радиус, соответствует максимальная энергия гидратации, что делает образование гидратированного катиона энергетически более выгодным по сравнению с другими щелочными металлами.
В значительных количествах металлический литий первыми выделили в 1855 (независимо друг от друга) немецкий химик Роберт Бунзен и англичанин О.Матиссен. Как и Дэви, они получали литий электролизом, только электролитом в их опытах служил расплав хлорида лития. Первое промышленное производство лития было налажено в Германии в 1923. Металлический литий и сейчас получают электролизом расплавленной смеси 55% хлорида лития и 45% хлорида калия при ~450° С. Выделяющийся на аноде хлор – ценный побочный продукт.
Для получения лития иногда применяют и восстановление другими элементами, образующими устойчивые оксиды:
2Li2O + Si = SiO2 + 4Li
Сегодня в мире производится более 1000 т лития в год.
Металлический литий был впервые использован в коммерческих целях в 1920-е в виде сплава со свинцом для изготовления подшипников. Сейчас он применяется в производстве высокопрочных легких алюминиевых сплавов для строительства самолетов. С магнием литий образует чрезвычайно легкие сплавы, используемые для изготовления бронированных пластин и элементов космических объектов. Например, сплав, содержащий 14% лития, 1% алюминия и 85% магния, имеет плотность 1,35 г см–3.
Литий стал эффективным средством для удаления из расплавленных металлов растворенных в них газов. Небольшими добавками лития легируют чугун, бронзы, монель-металл (сплав, выплавляемый из медно-никелевых руд), а также сплавы на основе магния, алюминия, цинка, свинца и некоторых других металлов.
Мелкодисперсный элементарный литий намного ускоряет реакцию полимеризации изопрена. Расплавленный металлический литий-7, имеющий малое сечение захвата тепловых нейтронов, используется в качестве теплоносителя в ядерных реакторах.
В будущем, возможно, перспективными источниками электроэнергии станут системы из батарей Li/FeSx. Эти батареи похожи на обычные свинцовые кислотные батареи наличием твердых электродов (отрицательный из сплава Li/Si, положительный из FeSx) и жидкого электролита (расплав LiCl/KCl при 400° С).
Соединения лития.
Литий большее сходен с магнием, чем со своими соседями по группе. Эта так называемая диагональная периодичность является следствием близости ионных радиусов элементов: R(Li+) 76 пм, R(Mg2+) 72 пм; для сравнения R(Na+) 102 пм. Арфведсон первым отметил при открытии лития как нового элемента, что его гидроксид и карбонат значительно менее растворимы, чем соответствующие соединения натрия и калия, и что карбонат (подобно карбонату магния) легче разлагается при нагревании. Подобным образом, фторид лития (как и фторид магния) гораздо менее растворим в воде, чем фториды других щелочных элементов. Это связано с высокой энергией кристаллической решетки, образованной катионами и анионами малых размеров. Напротив, соли лития с большими неполяризуемыми анионами, такими как перхлорат-ион, значительно более растворимы, чем соли других щелочных элементов, вероятно, из-за высокой энергии сольватации катиона лития. По той же причинам безводные соли очень гигроскопичны.
Соли лития склонны к образованию гидратов, обычно тригидратов, например LiX·3h3O (X = Cl, Br, I, ClO3, ClO4, MnO4, NO3, BF4 и т.д.). В большинстве этих соединений литий координирует шесть молекул Н2О, образуя цепочки из октаэдров с общими гранями. Сульфат лития, в отличие от сульфатов других щелочных элементов, не образует квасцы, так как гидратированный катион лития слишком мал, чтобы занять соответствующее место в структуре квасцов.
Оксид лития Li2O – единственный среди оксидов щелочных элементов, образующихся в качестве основного продукта при нагревании металла выше 200° С (на воздухе). Его получают и прокаливанием нитрата при 600° С (в присутствии меди):
4LiNO3 = 2Li2O + 4NO2 + O2
Он образуется при нагревании нитрита лития выше 190° С или карбоната лития выше 700° С в токе высушенного водорода.
Оксид лития добавляют к смесям реагентов при твердофазном синтезе двойных и тройных оксидов для понижения температуры процесса. Он является компонентом рентгенопрозрачных стекол и стекол с небольшим температурным коэффициентом линейного расширения. Оксид лития добавляют в глазури и эмали. Он повышает их химическую и термическую стойкость и прочность, снижает вязкость расплавов.
Пероксид лития Li2O2 в промышленности получают реакцией LiOH·h3O с пероксидом водорода с последующей дегидратацией гидропероксида острожным нагреванием при пониженном давлении. Это белое кристаллическое вещество разлагается до оксида лития при нагревании выше 195° С. Его используют в космических аппаратах для получения кислорода:
2Li2O2 + 2CO2 = 2Li2CO3 +O2
Гидроксид лития LiOH плавится при 470° С, при более высокой температуре испаряется и частично диссоциирует на оксид лития и воду:
2LiOH = Li2O + h3O
В парах при 820–870° С содержится 90% димера (LiOH)2.
Растворимость гидроксида лития в воде составляет 12,48 г на 100 г при 25° С. При выпаривании водных растворов гидроксида лития образуется моногидрат, который легко теряет воду при нагревании в инертной атмосфере или при пониженном давлении.
Гидроксид лития используется в производстве смазок на основе стеарата лития и для поглощения диоксида углерода в закрытых помещениях, например, в космических кораблях и на подводных лодках. Его преимущество по сравнению с другими щелочами – малая атомная масса. Добавка гидроксида лития к электролиту щелочных аккумуляторов примерно на одну пятую увеличивает их емкость и в 2–3 раза – срок службы.
Карбонат лития Li2CO3 – наиболее промышленно важное соединение лития и исходное вещество для получения большинства других его соединений. В отличие от других солей лития, Li2CO3 является безводным. Он мало растворим в воде, причем растворимость карбоната лития понижается с повышением температуры. При 25° С она равна 1,27 г на 100 г воды, а при 75° С – 0,85 г на 100 г воды.
Термическая устойчивость карбоната лития существенно ниже, чем аналогичных соединений других щелочных элементов. Выше температуры плавления (732° С) он разлагается:
Li2CO3 = Li2O + CO2
Карбонат лития используется в качестве флюса при нанесении фарфоровой эмали и в производстве специальных закаленных стекол, при этом ионы лития замещают более крупные ионы натрия. Соединение лития либо вводят в состав стеклянной шихты, либо натриевое стекло обрабатывают расплавом солей, содержащих ионы лития, чтобы вызвать обмен катионов на его поверхности.
Еще одна область применения карбоната лития – в производстве алюминия. Он на 7–10% увеличивает качество продукции за счет снижение температуры плавления электролита и увеличения силы тока. Кроме того, на 25–50% уменьшается нежелательное выделение фтора.
В 1949 было обнаружено, что небольшие (1–2 г) дозы карбоната лития при приеме через рот приводят к эффективному воздействию на маниакально-депрессивные психозы. Механизм воздействия еще не совсем понятен, однако побочные явления пока не обнаружены. Такие дозы поддерживают концентрацию лития в крови около 1 ммоль л–1, и его действие может быть связано с влиянием лития на баланс Na/K и (или) Mg/Ca.
Нитрат лития LiNO3 гигроскопичен и хорошо растворим в воде (45,8 масс. % при 25° С, то есть 6,64 моль л–1). Из водных растворов кристаллизуется в виде тригидрата.
Нитрат лития используется в виде низкотемпературных расплавов в лабораторных термостатах. Например смесь LiNO3:KNO3 (1:1) плавится при 125° С. Кроме того, нитрат лития применяют в пиротехнических смесях.
Фторид лития LiF мало растворим в воде (1,33 г/л при 25° С). Его получают взаимодействием гидроксида лития или солей лития с фтороводородом, фторидом аммония, гидродифторидом аммония или их водными растворами.
Еще в прошлом веке это вещество начали применять в металлургии как компонент многих флюсов. Фторид лития обладает термолюминесцентными свойствами. Он используется в рентгеновской и g-дозиметрии. Кристаллы фтористого лития, прозрачные для ультракоротких волн длиной до 100 нм, применяют в производстве оптических приборов, кроме того, фторид лития является компонентом электролитов при получении алюминия и фтора. Он входит в состав эмалей, глазурей, керамики, люминофоров и лазерных материалов.
Для атомной техники важно моноизотопное соединение пития – 7LiF, применяемое для растворения соединений урана и тория непосредственно в реакторах.
Хлорид лития LiCl хорошо растворим в воде (84,67 г на 100 г при 25° С) и многих органических растворителях. Большое сродство к воде служит основой для широкого применения рассолов хлорида (и бромида) лития в осушителях и воздушных кондиционерах.
Хлорид лития является сырьем для получения металлического лития. Другая область применения этого соединения – в качестве флюса при пайке алюминиевых частей автомобиля. Его используют и в производстве флотационных жидкостей, как катализатор органического синтеза. Хлорид лития служит средством против обледенения самолетов. Он является твердым электролитом в химических источниках тока для имплантированных кардиостимуляторов.
Гидрид лития LiH получают взаимодействием расплавленного лития с водородом при 630–730° С в сосуде из железа, не содержащего углерод. Он образует бесцветные кристаллы с кубической решеткой типа хлорида натрия. Гидрид лития имеет плотность 0,776 г/см3, температуру плавления 692° С (в инертной атмосфере). При электролизе в расплаве проводит электрический ток с выделением водорода на аноде. Под действием электромагнитного излучения в видимой, ультрафиолетовой или рентгеновской области окрашивается в голубой цвет благодаря образованию коллоидного раствора лития в гидриде лития.
Гидрид лития относительно устойчив в сухом воздухе, быстро гидролизуется парами воды. Реагирует с водой, кислотами и спиртами с выделением водорода. Из 1 кг гидрида лития можно получить 2,82 м3 этого газа. Гидрид лития используется для получения водорода, которым наполняют метеорологические шары-зонды в полевых условиях. Кроме того, он служит восстановителем в органическом синтезе, а также для получения бороводородов, алюмогдидрида лития LiAlh5 и других гидридных соединений.
Дейтерид лития-6 применяется в термоядерном оружии. Будучи твердым веществом, он позволяет хранить дейтерий при плюсовых температурах, кроме того, второй его компонент (литий-6) – это единственный промышленный источник получения трития:
63Li +10n ®31H + 42He
Стеарат лития Li(C17h45COO) легко образуется из гидроксида лития и животного или другого природного жира, применяется как загуститель и желирующий агент при превращении масел в консистентные смазки. Эти многоцелевые смазки сочетают высокую устойчивость к действию воды, хорошие свойства при низких температурах (–20° С) и отличную стабильность при высоких температурах (более 150° С). Они занимают почти половину общего рынка автомобильных смазок в США.
Комплексные соединения. Из всех щелочных элементов литий наиболее склонен к образованию комплексов, образует стабильный комплекс с ЭДТА (натриевой солью этилендиаминтетрауксусной кислоты). Устойчивыми являются комплексы лития с краун-эфирами.
Литиеорганические соединения легко получаются непосредственным взаимодействием лития с алкилгалогенидами (обычно используют хлориды) в петролейном эфире, циклогексане, бензоле или диэтиловом эфире:
2Li + RX ® LiR + LiX
Из-за высокой химической активности как реагентов, так и продуктов реакции нужно использовать инертную атмосферу, исключающую воздух и влагу. Выход продукта существенно увеличивается в присутствии 0,5–1% натрия в металлическом литии. Арильные производные лития получают из бутиллития (LiBu) и арилиодида:
LiBu + ArI ® LiAr + BuI
Наиболее удобный путь для получения винильных, аллильных и других ненасыщенных производных – реакция фениллития с тетравинилоловом:
4LiPh + Sn(CH=Ch3)4® 4LiCH=Ch3 + SnPh5
Если важнее выделить продукт реакции, чем использовать его в дальнейшем синтезе, используют реакцию между избытком лития и ртутьорганическим соединением:
2Li + HgR2® 2LiR + Hg
Литиеорганические соединения термически неустойчивы, и большинство из них постепенно разлагается до гидрида лития и алкена при комнатной или более высокой температуре. Среди наиболее устойчивых соединений – бесцветные кристаллические LiСН3 (разлагается выше 200° С) и LiС4Н9 (разлагается в небольшой степени при выдерживании в течение нескольких дней при 100° С). Обычно алкильные производные лития имеют тетрамерное или гексамерное строение.
Металлоорганические соединения лития (в частности, LiСН3 и LiС4Н9) являются ценными реактивами. Последние десятилетия они все более используются в промышленном и лабораторном органическом синтезе. Ежегодное производство одного только LiС4Н9 подскочило от нескольких килограммов до 1000 т. В большом количестве он применяется как катализатор полимеризации, алкилирующий агент и предшественник металлированных органических реагентов. Многие синтезы, подобные реакциям с участием реактивов Гриньяра, имеют явные преимущества по сравнению с ними по скорости реакции, отсутствию усложняющих процесс побочных реакций или удобству работы.
В реакциях литиеорганических соединений с алкилиодидами или, что более полезно, с карбонилами металлов образуются новые связи С–С. В последнем случае продуктами являются альдегиды или кетоны. Термическое разложение LiR приводит к удалению b-водородного атома с образованием олефина и LiH, этот процесс промышленно значим для получения алкенов с длинной концевой цепью. Арилпроизводные лития в неполярных растворителях дают карбоновые кислоты с диоксидом углерода и третичные спирты – с ароматическими кетонами. Литиеорганические соединения являются также ценными реагентами в синтезе других металлоорганических соединений путем обмена металл – галоген.
Наиболее ионными из металлоорганических соединений лития являются карбиды, образующиеся при взаимодействии лития с алкинами в жидком аммиаке. Самая крупная область промышленного применения LiHC2 – производство витамина А. Он влияет на этинилирование метилвинилкетона, приводящего к образованию ключевого промежуточного карбинольного соединения.
Елена Савинкина
www.krugosvet.ru
Золотая кладовая. Как электромобили превращают литий в драгметал. Новости экономики
В Украине лития много, но добывать его пока никто не собирается и зря
Производители лития громче всех аплодировали Илону Маску, объявившему, что очередь из желающих купить новый электромобиль Tesla Model 3 растянулась до конца 2018 г., а количество предзаказов уже превысило 500 тыс. авто. Спрос на электромобили в разы превышает предложение, и этот перекос сохранится еще несколько лет до тех пор, пока классические автопроизводители не наладят массовый выпуск собственных моделей экологических авто. По прогнозам Morgan Stanley, в 2020 г. 2,9% из прогнозируемых 99 млн новых авто мирового рынка придется на долю электрокаров. В 2025 г. показатель составит 9,4% из 102 млн новых авто.
Большой куш
Весь этот будущий наплыв электромобилей требует новых мощных батарей, а точнее лития - щелочного металла - для их создания. Ожидаемое стремительное увеличение спроса на литий в ближайшие несколько лет изменит весь глобальный сегмент его добычи и переработки.
По расчетам аналитического агентства Benchmark, стоимость тонны карбоната лития в период 2017-2020 гг. вырастет до $13 тыс. с сегодняшних $9 тыс.
А цена гидроксида лития, обеспечивающего большую продолжительность жизни и мощность батареи, повысится с текущих $14 тыс. за тонну до $18 тыс. в ближайшие три года.
Залежей лития в мире предостаточно: по оценкам базирующейся в Германии химической группы Chemetall, глобальные запасы лития составляют 28 млн т (эквивалент 150 млн т карбоната лития). В прошлом году было добыто 35 тыс. т лития. Этого недостаточно, чтобы удовлетворить растущий спрос на металл.
Добывающие литий компании осознают, что будущие прибыли пока существуют лишь на бумаге, а чтобы их материализовать, необходимо меняться самим и изменять правила игры на литиевом рынке. Первое, что компании уже начали делать, - заключать долгосрочные контракты на поставки лития, чтобы иметь основания для привлечения дополнительных инвестиций для развития добывающих мощностей.
"Мы только утвердили среднесрочную стратегию по увеличению наших мощностей, которая основывается на росте будущих потребностей наших клиентов в сырье, - цитирует Reuters Тома Шнебергера, руководителя четвертой крупнейшей в мире литиевой компании FMC Lithium (США). - Приоритет номер один - добывать сырье в нужном количестве и высокого качества". В другой компании, входящей в топ-четверку, - чилийской Sociedad Quimica Y Minera (SQM) - также сообщили, что со следующего года переходят на долгосрочные контракты.
Большой бум
На глобальном литиевом рынке доминируют четыре компании, обеспечивающие 68% (или 78%, по оценкам Wood Mackenzie) производства эквивалента карбоната лития. "Топ-четверка сохранит свое доминирование еще лет пять, пока не появятся другие крупные игроки", - прогнозирует Джереми Кент из Allianz Global Investors, добавляя, что все они начинают активно наращивать мощности.
Американская FMC утверждает, что до конца 2017 г. ее мощности по производству гидроксида лития увеличатся на 80%, до 18 тыс. т в год. В следующие два года объем производства будет доведен до 30 тыс. т в год, а "...последующее наращивание мощностей будет происходить по мере роста спроса на сырье", - поясняет Шнебергер.Albermarle (США) озвучила свои планы расширить производственные мощности эквивалента карбоната лития с 89 тыс. до 165 тыс. т в год к 2021 г.
"Компания инвестирует в наращивание мощностей $700 млн - $1 млрд в ближайшие пять лет", - говорится в заявлении Albermarle.
Объем инвестиций чилийской SQM в производство составит $50 млн в ближайший год. Это позволит увеличить добычу эквивалента карбоната лития до 63 тыс. т в 2018 г. (с 48 тыс. т в 2017 г.). Также компания начала юридическую подготовку к созданию совместных добывающих предприятий в Аргентине и Австралии, где расположены крупные залежи металла.
Последний участник глобальной литиевой топ-четверки - китайская Tianqi Lithuim - не комментирует свои инвестиционные планы. По информации из внешних источников, Tianqi рассматривает возможность приобретения доли в чилийской SQM или создать с ней несколько совместных предприятий. По этой схеме китайская компания уже создала совместную компанию с американской Albermarle для добычи в Австралии. В рамках проекта будет построен новый перерабатывающий завод стоимостью $578 млн.
За крупными игроками подтягиваются и мелкие. Австралийская Orocobre (11 тыс. т карбоната лития в 2017 г.) заявила о планах увеличения добычи до 17 тыс. т в следующем году. Еще одна австралийская компания - Force Commodities - купила лицензию на добычу лития на месторождениях в Демократической Республике Конго. Однако меньшие компании не в состоянии обеспечить технологический процесс переработки лития в больших объемах и, скорее всего, в прогнозируемом будущем будут поглощены крупными добывающими корпорациями.
Батарейные заводы
Наращивание объемов добычи проходит параллельно с увеличением мощностей по непосредственному производству батарей. В этом году Tesla уже начала строительство специализированного завода в Австралии Gigafactory 1, который в год будет производить батареи общей мощностью 35 Гвт/ч. Аналогичный по объемам производства проект реализовывается в Германии местными компаниями. Объем инвестиций в строительство немецкого завода составит $1 млрд. Деньги на проект собирает франкфуртский стартап TerraE Holding.
Дальше всех, как обычно, идут китайцы. Согласно отчету Bloomberg к 2021 г. в Китае будет построено несколько заводов по производству литиевых батарей общей мощностью в 120 Гвт/ч. Этого достаточно, чтобы обеспечить батареями 1,5 млн электромобилей.
Литиевый бунт
Пока спрос на литий не достиг прогнозируемого пика, международные компании начали скупать по дешевке лицензии и права на разработку месторождений в странах, где есть залежи, но не производится добыча. Иногда такая хитрость проходит, как в Конго, иногда - нет, как в Чехии.
Австралийская компания European Metals обратилась к чешскому правительству с предложением начать разведку и последующую разработку месторождения возле города Чиновец. По оценкам компании, залежи лития в Чехии составляют 3% от мировых запасов. European Metals готова произвести 6 млн т эквивалента карбоната лития. Однако против планов компании восстали чешские коммунисты и несколько других политических партий, которые считают, что нельзя отдавать чешский литий в частные руки. По подсчетам активистов, австралийская компания заработает $80 млрд, если ей удастся реализовать проект в полном объеме, а из этих денег в бюджет страны попадут копейки.
Правительство Чехии прислушалось к возмущениям коммунистов и предложило European Metals пересмотреть условия сотрудничества.
По словам министра промышленности и торговли Иржи Гавличека, будет создано государственно-частное предприятие на базе компании Geomet, которая является чешским подразделением австралийской European Metals.
Украина и литий
По данным отечественной геологоразведки, запасы руды, содержащей литий, составляют около 500 млн т, и по этому показателю Украина лидирует среди европейских стран. У нас есть три крупных месторождения: в Донецкой, Кировоградской и Закарпатской областях. Но в стране не ведется промышленная добыча лития, а потребность в металле удовлетворяется за счет импорта из России.
Кстати, в России долгое время велись разработки месторождения в Мурманской области, но в последнее время добыча там прекратилась.
Интерес украинских предпринимателей к литию существует, и уже были попытки начать коммерческую добычу в Закарпатье и на Полоховском месторождении (Кировоградская обл.). В обоих случаях компании, заявившие о желании начать добычу, имели сомнительное происхождение и их связывали с лицами с коррупционным прошлым и настоящим. Дальше попыток получить лицензию на разработку дело не пошло. При растущем спросе на литий на мировых рынках украинские залежи не останутся без внимания иностранных компаний, и рано или поздно следует ожидать заманчивых предложений с их стороны. Но Украина не опоздает, начав разработку месторождений своими силами в ближайшие несколько лет.
www.dsnews.ua
Литий
Ли́тий (лат. Lithium; обозначается символом Li) — элемент главной подгруппы первой группы, второго периода периодической системы химических элементов таблицы Менделеева, с атомным номером 3. Простое вещество литий (CAS-номер: 7439-93-2) — мягкий щелочной металл серебристо-белого цвета.
История и происхождение названия
Литий был открыт в 1817 году шведским химиком и минералогом А. Арфведсоном сначала в минерале петалите (Li,Na)[Si4AlO10], а затем в сподумене LiAl[Si2O6] и в лепидолите KLi1.5Al1.5[Si3AlO10](F,OH)2. Металлический литий впервые получил Гемфри Дэви в 1825 году. Своё название литий получил из-за того, что был обнаружен в «камнях» (греч. λίθος — камень). Первоначально назывался «литион», современное название было предложено Берцелиусом.
Нахождение в природе
Геохимия лития Литий по геохимическим свойствам относится к крупноионным литофильным элементам, в числе которых калий, рубидий и цезий. Содержание лития в верхней континентальной коре составляет 21 г/т, в морской воде 0,17 мг/л. Основные минералы лития — слюда лепидолит — KLi1.5Al1.5[Si3AlO10] (F, OH)2 и пироксен сподумен — LiAl [Si2O6]. Когда литий не образует самостоятельных минералов, он изоморфно замещает калий в широко распространенных породообразующих минералах. Месторождения лития приурочены к редкометалльным гранитным интрузиям, в связи с которыми развиваются литиеносные пегматиты или гидротермальные комплексные месторождения, содержащие также олово, вольфрам, висмут и другие металлы. Стоит особо отметить специфические породы онгониты — граниты с магматическим топазом, высоким содержанием фтора и воды, и исключительно высокими концентрациями различных редких элементов, в том числе и лития. Другой тип месторождений лития — рассолы некоторых сильносоленых озёр. Месторождения Месторождения лития известны в России (более 50% запасов страны сосредоточено в редкометальных месторождениях Мурманской области), Боливии, Аргентине, Мексике, Афганистане, Чили, США, Канаде, Бразилии, Испании, Швеции, Китае, Австралии, Зимбабве, Конго.
Получение
В настоящее время для получения металлического лития его природные минералы или разлагают серной кислотой (кислотный способ), или спекают с CaO или CaCO3 (щелочной способ), или обрабатывают K2SO4 (солевой способ), а затем выщелачивают водой. В любом случае из полученного раствора выделяют плохо растворимый карбонат лития Li2CO3, который затем переводят в хлорид LiCl. Электролиз расплава хлорида лития проводят в смеси с KCl или BaCl2 (эти соли служат для понижения температуры плавления смеси). 2LiCl = 2Li + Cl2 В дальнейшем полученный литий очищают методом вакуумной дистилляции.
Физические свойства
Литий — серебристо-белый металл, мягкий и пластичный, твёрже натрия, но мягче свинца. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой. Из всех щелочных металлов литий характеризуется самыми высокими температурами плавления и кипения (180,54 и 1340 °C, соответственно), у него самая низкая плотность при комнатной температуре среди всех металлов (0,533 г/см³, почти в два раза меньше плотности воды). Маленькие размеры атома лития приводят к появлению особых свойств металла. Например, он смешивается с натрием только при температуре ниже 380 °C и не смешивается с расплавленными калием, рубидием и цезием, в то время как другие па́ры щелочных металлов смешиваются друг с другом в любых соотношениях.
Химические свойства
Литий является щелочным металлом, однако относительно устойчив на воздухе. Литий является наименее активным щелочным металлом, с сухим воздухом (и даже с сухим кислородом) при комнатной температуре практически не реагирует. По этой причине литий является единственным щелочным металлом, который не хранится в керосине (к тому же плотность лития столь мала, что он будет в нём плавать) и может непродолжительное время храниться на воздухе. Во влажном воздухе медленно реагирует с азотом, находящимся в воздухе, превращаясь в нитрид Li3N, гидроксид LiOH и карбонат Li2CO3. В кислороде при нагревании горит, превращаясь в оксид Li2O. Есть интересная особенность, что в интервале температур от 100 °C до 300 °C литий покрывается плотной оксидной плёнкой, и в дальнейшем не окисляется. В 1818 немецкий химик Леопольд Гмелин установил, что литий и его соли окрашивают пламя в карминово-красный цвет, это является качественным признаком для определения лития. Температура возгорания находится около 300 °C. Продукты горения раздражают слизистую оболочку носоглотки. Спокойно, без взрыва и возгорания, реагирует с водой, образуя LiOH и h3. Реагирует также с этиловым спиртом (с образованием алкоголята), с водородом (при 500—700 °C) с образованием гидрида лития, с аммиаком и с галогенами (с иодом — только при нагревании). При 130 °C реагирует с серой с образованием сульфида. В вакууме при температуре выше 200 °C реагирует с углеродом (образуется ацетиленид). При 600—700 °C литий реагирует с кремнием с образованием силицида. Химически растворим в жидком аммиаке (−40 °C), образуется синий раствор. Литий хранят в петролейном эфире, парафине, газолине и/или минеральном масле в герметически закрытых жестяных коробках. Металлический литий вызывает ожоги при попадании на влажную кожу, слизистые оболочки и в глаза.
Источник: Википедия
Другие заметки по химии
edu.glavsprav.ru
