فهم كربونات الليثيوم وتطبيقاتها

كربونات الليثيوم ، مركب غير عضوي مع الصيغة الكيميائية Li₂CO₃، عبارة عن بلورة أحادية الميل عديمة اللون أو مسحوق أبيض. الكثافة 2.11 جم / سم ³ ، قابل للذوبان في حمض مخفف ، قليل الذوبان في الماء ، الذوبان في الماء البارد أكبر من الماء الساخن ، غير قابل للذوبان في الكحول والأسيتون.

تعتبر كربونات الليثيوم مصدرًا مهمًا لإعداد العديد من المنتجات الفيزيائية المتطورة. وفقًا لعوامل مثل صعوبة المعالجة والمستوى التكنولوجي والمحتوى التقني ، يمكن تقسيمها إلى منتجات الليثيوم الأساسية ومنتجات الليثيوم المتطورة. تشتمل منتجات الليثيوم الأساسية بشكل أساسي على كربونات الليثيوم الصناعية وهيدروكسيد الليثيوم الصناعي ؛ تشتمل منتجات الليثيوم المتطورة بشكل أساسي على هيدروكسيد الليثيوم من فئة البطاريات ، وكربونات الليثيوم من فئة البطارية ، وكربونات الليثيوم من الدرجة الصيدلانية ، وكربونات الليثيوم عالية النقاء.

مادة خام من كربونات الليثيوم

هناك نوعان رئيسيان من الليثيوم في الطبيعة. يوجد حوالي 70٪ من الليثيوم في العالم في البحيرات المالحة ، وحوالي 30٪ يأتي من الخام. وفقًا لإحصاءات هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية ، تتجاوز احتياطيات الليثيوم المؤكدة في العالم 13.519 مليون طن (معدن الليثيوم) ؛ بينما الموارد تصل إلى 39.78 مليون طن أي ما يعادل 210 مليون طن من كربونات الليثيوم.

تشير كربونات الليثيوم في الصناعة بشكل أساسي إلى أيونات الليثيوم وخام الليثيوم. توجد أيونات الليثيوم بشكل رئيسي في محلول ملحي بالبحيرة المالحة ومحلول ملحي تحت الأرض ومياه البحر. يشير خام الليثيوم بشكل أساسي إلى خام الإسبودومين ، الإسبودومين ، وخام الليبيدوليت. يبلغ محتوى الليثيوم في القشرة الأرضية حوالي 0.0065٪ ، موزعة بشكل رئيسي في أمريكا الجنوبية وأمريكا الشمالية وآسيا وأوقيانوسيا وأفريقيا.

تمثل البلدان الخمسة الأولى التي لديها احتياطيات من موارد الليثيوم 33.02٪ في تشيلي ، و 18.57٪ في بوليفيا ، و 13.42٪ في الأرجنتين ، و 11.23٪ في الولايات المتحدة ، و 10.52٪ في الصين.

تكوين موارد الليثيوم العالمية

يساهم الإنتاج العالمي لمناجم الليثيوم بشكل رئيسي من قبل تشيلي وأستراليا. بلغ إنتاج الاثنين 26300 طن في عام 2016 ، وهو ما يمثل 75.14 ٪ من إجمالي الإنتاج العالمي.

إنتاج منجم الليثيوم في تشيلي (الليثيوم النقي) بين 2007 و 2016 الوحدة: طن

يعتبر إنتاج الصين من الليثيوم منخفضًا نسبيًا ، لكنها أكبر مستهلك للليثيوم. تستورد بشكل رئيسي معظم موارد الليثيوم المطلوبة من أستراليا. كان إنتاج منجم الليثيوم في أستراليا في السنوات العشر الماضية كما يلي (الوحدة: طن):

وفقًا للبيانات الصادرة عن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية في عام 2015 ، تمثل احتياطيات موارد الليثيوم المؤكدة في الصين حوالي 13 ٪ من إجمالي الاحتياطيات المؤكدة في العالم. من بينها ، تمثل موارد البحيرات المالحة حوالي 85 ٪ من إجمالي احتياطيات البلاد ، وتمثل موارد الخام حوالي 15 ٪. يتم توزيع موارد الليثيوم في الصين بشكل رئيسي في تشينغهاي. التبت وشينجيانغ وسيشوان وجيانغشي وهونان ومقاطعات أخرى. التبت وتشينغهاي من النوع المالح للبحيرات المالحة ، في حين أن شينجيانغ وسيشوان وجيانغشي وهونان من نوع البجماتيت الجرانيت أو الجرانيت المعدني.

تنقسم طرق تحضير كربونات الليثيوم بشكل أساسي إلى فئتين: طريقة استخراج خام الليثيوم وطريقة محلول ملحي. تتضمن طرق استخلاص الليثيوم من الخام أساسًا تحميص الحجر الجيري وطريقة حامض الكبريتيك وطريقة الكبريتات. تتضمن طرق المحلول الملحي في بحيرة الملح بشكل أساسي طريقة امتصاص المسحوق وتركيز الأحواض الشمسية وطريقة استخلاص المذيبات وطريقة الترشيح التكليس وطريقة ترسيب التبخر.

تطبيق كربونات الليثيوم والسوق

• مجال الزجاج

في صناعة الزجاج ، تستخدم كربونات الليثيوم بشكل أساسي في عملية إنتاج أنابيب صور الكاثود ، والزجاج المقاوم للحرارة ، والألياف الزجاجية ، والزجاج البصري. لا تقلل كربونات الليثيوم من نضج الزجاج ودرجة حرارة انصهاره فحسب ، بل تزيد من كثافة وقوة الزجاج فحسب ، بل تحسن أيضًا اللزوجة والتمدد الحراري للزجاج والعديد من الخصائص المهمة الأخرى.

• مجال السيراميك

في عملية تصنيع السيراميك ، لا يؤدي إضافة كمية مناسبة من كربونات الليثيوم إلى زيادة الشفافية ومقاومة التآكل للمنتج فحسب ، بل يقلل أيضًا من معامل التمدد ودرجة حرارة الانصهار ، وبالتالي تقليل استهلاك الوقود وإطالة عمر الفرن.

• مجال الطب

في مجال الطب ، يمكن استخدام كربونات الليثيوم كحبوب نوم ومهدئ ، وكذلك فقدان الشهية العصبي ، الصعر ، التهاب المفاصل ، الصرع ، وما إلى ذلك ، وقد أصبح الدواء المفضل للهوس.

• المعادن غير الحديدية

في صناعة صهر الألمنيوم ، تستخدم المواد الكربونية التي تحتوي على 0.4٪ إلى 1.5٪ من كربونات الليثيوم كأنودات بدلاً من مواد الكربون المنشط العادية ، والتي يمكن أن توفر 300 إلى 600 كيلوواط / ساعة من الكهرباء لكل طن من الألومنيوم المنتج.

• مادة القطب

تعتبر كربونات الليثيوم أهم منتج في مركبات الليثيوم. إنها المادة الخام الرئيسية لتحضير المعادن Li و LiOH و LiBr وما إلى ذلك ، ليس فقط لبطاريات الليثيوم أيون ، ولكن أيضًا لمواد مكون الموجة المرنة السطحية ، و tantalate الليثيوم ونيوبات الليثيوم.

كربونات الليثيوم مادة خام صناعية لا غنى عنها. تطبيقات المصب هي: السيراميك والزجاج 31٪ ، البطاريات 23٪ ، الشحوم 9٪ ، صهر الألومنيوم 6٪ ، المبردات 6٪ ، المسبوكات 4٪ ، المطاط 4٪ ، الأدوية 2٪ ، الباقية 15٪.

مصدر المقال: شبكة مسحوق الصين