ทำความเข้าใจลิเธียมคาร์บอเนตและการใช้งาน

ลิเธียมคาร์บอเนตซึ่งเป็นสารประกอบอนินทรีย์ที่มีสูตรเคมี Li₂CO₃ เป็นผลึกเดี่ยวหรือผงสีขาวไม่มีสี ความหนาแน่น 2.11g/cm³ ละลายได้ในกรดเจือจาง ละลายได้เล็กน้อยในน้ำ ความสามารถในการละลายในน้ำเย็นมากกว่าน้ำร้อน ไม่ละลายในแอลกอฮอล์และอะซิโตน

ลิเธียมคาร์บอเนตเป็นแหล่งสำคัญสำหรับการเตรียมผลิตภัณฑ์ทางกายภาพระดับไฮเอนด์ต่างๆ ตามปัจจัยต่างๆ เช่น ความยากในการประมวลผล ระดับเทคโนโลยี และเนื้อหาทางเทคนิค สามารถแบ่งออกเป็นผลิตภัณฑ์ลิเธียมพื้นฐานและผลิตภัณฑ์ลิเธียมระดับไฮเอนด์ ผลิตภัณฑ์ลิเธียมพื้นฐานส่วนใหญ่ประกอบด้วยลิเธียมคาร์บอเนตเกรดอุตสาหกรรมและลิเธียมไฮดรอกไซด์เกรดอุตสาหกรรม ผลิตภัณฑ์ลิเธียมระดับไฮเอนด์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยลิเธียมไฮดรอกไซด์เกรดแบตเตอรี่ ลิเธียมคาร์บอเนตเกรดแบตเตอรี่ ลิเธียมคาร์บอเนตเกรดยา และลิเธียมคาร์บอเนตที่มีความบริสุทธิ์สูง

วัตถุดิบของลิเธียมคาร์บอเนต

ลิเธียมมีสองประเภทหลักในธรรมชาติ ลิเธียมประมาณ 70% ของโลกมีอยู่ในทะเลสาบเกลือ และประมาณ 30% มาจากแร่ ตามสถิติของ USGS ปริมาณสำรองลิเธียมที่พิสูจน์แล้วของโลกเกิน 13.519 ล้านตัน (โลหะลิเธียม); ในขณะที่ทรัพยากรสูงถึง 39.78 ล้านตัน เทียบเท่ากับ 210 ล้านตันของลิเธียมคาร์บอเนต

ลิเธียมคาร์บอเนตในอุตสาหกรรมส่วนใหญ่หมายถึงลิเธียมไอออนและแร่ลิเธียม ลิเธียมไอออนส่วนใหญ่มีอยู่ในน้ำเกลือทะเลสาบ น้ำเกลือใต้ดิน และน้ำทะเล แร่ลิเธียมส่วนใหญ่หมายถึงแร่ spodumene, spodumene และ lepidolite ปริมาณลิเธียมในเปลือกโลกประมาณ 0.0065% ส่วนใหญ่กระจายในอเมริกาใต้ อเมริกาเหนือ เอเชีย โอเชียเนีย และแอฟริกา

การกระจายของสำรองลิเธียมทั่วโลก

5 อันดับแรกของประเทศที่มีทรัพยากรลิเธียมสำรองคิดเป็น 33.02% ในชิลี 18.57% ในโบลิเวีย 13.42% ในอาร์เจนตินา 11.23% ในสหรัฐอเมริกาและ 10.52% ในประเทศจีน

องค์ประกอบของทรัพยากรลิเธียมทั่วโลก

ผลผลิตจากเหมืองลิเธียมทั่วโลกส่วนใหญ่มาจากชิลีและออสเตรเลีย ผลผลิตของทั้งสองถึง 26,300 ตันในปี 2559 คิดเป็น 75.14% ของผลผลิตทั้งหมดทั่วโลก

ผลผลิตเหมืองลิเธียมของชิลี (ลิเธียมบริสุทธิ์) ระหว่างปี 2550 ถึง 2559 หน่วย: ตัน

การผลิตลิเธียมของจีนค่อนข้างต่ำ แต่เป็นผู้บริโภคลิเธียมที่ใหญ่ที่สุด ส่วนใหญ่นำเข้าทรัพยากรลิเธียมที่จำเป็นส่วนใหญ่จากออสเตรเลีย ผลผลิตเหมืองลิเธียมของออสเตรเลียในช่วงสิบปีที่ผ่านมามีดังนี้ (หน่วย: ตัน):

ตามข้อมูลที่ออกโดยการสำรวจทางธรณีวิทยาของสหรัฐอเมริกาในปี 2558 แหล่งสำรองทรัพยากรลิเธียมที่ได้รับการพิสูจน์แล้วของจีนคิดเป็น 13% ของปริมาณสำรองที่พิสูจน์แล้วทั้งหมดของโลก ในหมู่พวกเขา ทรัพยากรทะเลสาบเค็มคิดเป็นประมาณ 85% ของปริมาณสำรองทั้งหมดของประเทศ และทรัพยากรแร่คิดเป็นประมาณ 15% ทรัพยากรลิเธียมของจีนส่วนใหญ่แจกจ่ายในชิงไห่ ทิเบต ซินเจียง เสฉวน เจียงซี หูหนาน และจังหวัดอื่นๆ ทิเบตและชิงไห่เป็นประเภทน้ำเกลือทะเลสาบ ขณะที่ซินเจียง เสฉวน เจียงซี และหูหนานเป็นหินแกรนิตเพกมาไทต์หรือแร่หินแกรนิต

วิธีการเตรียมลิเธียมคาร์บอเนตส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: วิธีการสกัดแร่ลิเธียมและวิธีเกลือทะเลสาบน้ำเกลือ วิธีการสกัดลิเทียมจากแร่ส่วนใหญ่ประกอบด้วยการคั่วด้วยหินปูน วิธีกรดซัลฟิวริก และวิธีซัลเฟต วิธีการทำน้ำเกลือในทะเลสาบส่วนใหญ่ประกอบด้วยวิธีการดูดซับแบบผง ความเข้มข้นของบ่อโซลาร์เซลล์ วิธีการสกัดด้วยตัวทำละลาย วิธีการชะชะด้วยปูน และวิธีการตกตะกอนด้วยการระเหย

การประยุกต์ใช้ลิเธียมคาร์บอเนตและการตลาด

• ทุ่งแก้ว

ในการผลิตแก้ว ลิเธียมคาร์บอเนตส่วนใหญ่จะใช้ในกระบวนการผลิตหลอดภาพแคโทด แก้วทนความร้อน ใยแก้ว และแก้วแสง ลิเธียมคาร์บอเนตไม่เพียงแต่ช่วยลดการสุกและอุณหภูมิหลอมเหลวของแก้ว เพิ่มความหนาแน่นและความแข็งแรงของแก้ว แต่ยังปรับปรุงความหนืดและการขยายตัวทางความร้อนของแก้วและคุณสมบัติที่สำคัญอื่นๆ อีกมากมาย

• สนามเซรามิก

ในกระบวนการผลิตเซรามิก การเพิ่มลิเธียมคาร์บอเนตในปริมาณที่เหมาะสมไม่เพียงเพิ่มความโปร่งใสและความต้านทานการสึกหรอของผลิตภัณฑ์เท่านั้น แต่ยังช่วยลดค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวและอุณหภูมิหลอมเหลว ซึ่งจะช่วยลดการใช้เชื้อเพลิงและยืดอายุของเตาเผา

• สาขาแพทยศาสตร์

ในด้านการแพทย์ ลิเธียมคาร์บอเนตสามารถใช้เป็นยานอนหลับและยากล่อมประสาท รวมไปถึงอาการเบื่ออาหาร nervosa, torticollis, โรคไขข้อ, โรคลมบ้าหมู ฯลฯ และได้กลายเป็นยาทางเลือกสำหรับความบ้าคลั่ง

• โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก

ในอุตสาหกรรมถลุงอะลูมิเนียม วัสดุคาร์บอนที่มีลิเธียมคาร์บอเนต 0.4% ถึง 1.5% ถูกใช้เป็นแอโนดแทนวัสดุถ่านกัมมันต์ธรรมดา ซึ่งสามารถประหยัดพลังงานไฟฟ้าได้ 300 ถึง 600 กิโลวัตต์·ชั่วโมงต่อตันของอะลูมิเนียมที่ผลิตได้

• วัสดุอิเล็กโทรด

ลิเธียมคาร์บอเนตเป็นผลิตภัณฑ์ที่สำคัญที่สุดในสารประกอบลิเธียม เป็นวัตถุดิบหลักในการเตรียมโลหะ Li, LiOH, LiBr ฯลฯ ไม่เพียงแต่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัสดุส่วนประกอบที่เป็นคลื่นยืดหยุ่นของพื้นผิว ลิเธียมแทนทาเลต และลิเธียมไนโอเบตด้วย

ลิเธียมคาร์บอเนตเป็นวัตถุดิบทางอุตสาหกรรมที่ขาดไม่ได้ การใช้งานขั้นปลาย ได้แก่ เซรามิกและแก้ว 31% แบตเตอรี่ 23% จาระบี 9% การหลอมอะลูมิเนียม 6% สารทำความเย็น 6% การหล่อ 4% ยาง 4% ยา 2% อื่นๆ 15%

ที่มาของบทความ: China Powder Network