Карбонат лития - Lithium carbonate
Имена | |
---|---|
Название ИЮПАК
Карбонат лития
|
|
Другие имена
Карбонат Дилитий, Carbolith, Cibalith-S, Duralith, Eskalith, Lithane, Lithizine, Lithobid, Lithonate, Lithotabs Priadel, Zabuyelite
|
|
Идентификаторы | |
3D модель ( JSmol )
|
|
ЧЭБИ | |
ЧЭМБЛ | |
ChemSpider | |
ECHA InfoCard | 100.008.239 |
КЕГГ | |
PubChem CID
|
|
Номер RTECS | |
UNII | |
Панель управления CompTox ( EPA )
|
|
|
|
|
|
Характеристики | |
Ли 2CO 3 |
|
Молярная масса | 73,89 г / моль |
Появление | Белый порошок без запаха |
Плотность | 2,11 г / см 3 |
Температура плавления | 723 ° С (1333 ° F, 996 К) |
Точка кипения | 1310 ° C (2390 ° F; 1580 K) Разлагается от ~ 1300 ° C |
Произведение растворимости ( K уд )
|
8,15 × 10 −4 |
Растворимость | Нерастворим в ацетоне , аммиаке , спирте. |
−27,0 · 10 −6 см 3 / моль | |
Показатель преломления ( n D )
|
1,428 |
Вязкость | |
Термохимия | |
Теплоемкость ( C )
|
97,4 Дж / моль · К |
Стандартная мольная
энтропия ( S |
90,37 Дж / моль · К |
Std энтальпия
формации (Δ F H ⦵ 298 ) |
−1215,6 кДж / моль |
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
|
−1132,4 кДж / моль |
Опасности | |
Основные опасности | Раздражающий |
Паспорт безопасности | ICSC 1109 |
Пиктограммы GHS | |
Сигнальное слово GHS | Предупреждение |
H302 , H319 | |
P305 + 351 + 338 | |
точка возгорания | Не воспламеняется |
Смертельная доза или концентрация (LD, LC): | |
LD 50 ( средняя доза )
|
525 мг / кг (перорально, крысы) |
Родственные соединения | |
Другие катионы
|
Карбонат натрия Карбонат калия Карбонат рубидия Карбонат цезия |
Если не указано иное, данные приведены для материалов в их стандартном состоянии (при 25 ° C [77 ° F], 100 кПа). |
|
проверить ( что есть ?) | |
Ссылки на инфобоксы | |
Литий карбонат представляет собой неорганическое соединение , то литию соль из карбоната с формулой Li
2CO
3. Эта белая соль широко используется при обработке оксидов металлов и в качестве лекарства для лечения расстройств настроения.
Для лечения биполярного расстройства он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения , наиболее важные лекарства, необходимые в базовой системе здравоохранения .
Использует
Карбонат лития является важным промышленным химическим веществом . Его основное применение - в качестве прекурсора для соединений, используемых в литий-ионных батареях. Стаканы, полученные из карбоната лития, можно использовать в посуде. Карбонат лития является обычным ингредиентом керамической глазури как слабого, так и сильного горения . Образует легкоплавкие флюсы с кремнеземом и другими материалами. Его щелочные свойства способствуют изменению состояния красителей оксидов металлов в глазури, особенно красного оксида железа ( Fe
2О
3). Цемент схватывается быстрее, если он приготовлен с использованием карбоната лития, и его можно использовать для клея для плитки . При добавлении к трифториду алюминия он образует LiF, который дает превосходный электролит для обработки алюминия .
Аккумуляторы
Основное применение карбоната лития (и гидроксида лития ) - это предшественник литиевых соединений, используемых в литий-ионных батареях . На практике два компонента батареи сделаны из соединений лития: катод и электролит .
Электролит представляет собой раствор гексафторфосфата лития , а в катоде используется одна из нескольких литиированных структур, наиболее популярными из которых являются оксид лития-кобальта и фосфат лития-железа . Карбонат лития можно превратить в гидроксид лития перед превращением в указанные выше соединения.
Медицинское использование
В 1843 году карбонат лития был использован в качестве нового растворителя для камней в мочевом пузыре . В 1859 году некоторые врачи рекомендовали терапию солями лития для лечения ряда заболеваний , включая подагру , мочевые камни , ревматизм , манию , депрессию и головную боль . В 1948 году Джон Кейд открыл антиманиакальный эффект ионов лития. Это открытие привело к тому, что литий, в частности карбонат лития, стали использовать для лечения мании, связанной с биполярным расстройством .
Карбонат лития используется в качестве психиатрического препарата для лечения мании, повышенной фазы биполярного расстройства. Ионы лития мешают процессам переноса ионов (см. « Натриевый насос »), которые передают и усиливают сообщения, передаваемые в клетки мозга. Мания связана с нерегулярным повышением активности протеинкиназы C (PKC) в головном мозге. Карбонат лития и вальпроат натрия , другое лекарство, традиционно используемое для лечения заболевания, действуют на мозг, подавляя активность PKC и помогая производить другие соединения, которые также ингибируют PKC. Свойства карбоната лития контролировать настроение до конца не изучены.
Неблагоприятные реакции
Прием солей лития имеет риски и побочные эффекты. Известно, что длительное использование лития для лечения различных психических расстройств приводит к приобретенному нефрогенному несахарному диабету . Отравление литием может повлиять на центральную нервную систему и почечную систему и может быть смертельным.
Красный пиротехнический краситель
Карбонат лития используется для придания красного цвета фейерверкам .
Свойства и реакции
В отличие от карбоната натрия , который образует по крайней мере три гидрата , карбонат лития существует только в безводной форме. Его растворимость в воде низкая по сравнению с другими солями лития. Выделение лития из водных экстрактов литиевых руд извлекает выгоду из этой плохой растворимости. Его кажущаяся растворимость увеличивается в 10 раз при умеренном давлении углекислого газа ; этот эффект связан с образованием более растворимого метастабильного бикарбоната :
-
Ли
2CO
3+ CO
2+ H
2O ⇌ 2 LiHCO
3
Извлечение карбоната лития при высоких давлениях CO
2 и его осаждение при разгерметизации является основой Квебекского процесса.
Карбонат лития также можно очистить, используя его пониженную растворимость в горячей воде. Таким образом, нагревание насыщенного водного раствора вызывает кристаллизацию Li
2CO
3.
Карбонат лития и другие карбонаты группы 1 плохо декарбоксилируются . Ли
2CO
3 разлагается при температуре около 1300 ° C.
Производство
Литий добывается в основном из двух источников: сподумен в пегматитовых месторождениях и соли лития в подземных солевых бассейнах . В 2020 году было произведено около 82000 тонн, демонстрируя значительный и стабильный рост.
Из подземных резервуаров с рассолом
Например, в Салар-де-Атакама в пустыне Атакама на севере Чили компания SQM производит карбонат и гидроксид лития из рассола.
Процесс включает перекачку насыщенного литием рассола из-под земли в неглубокие поддоны для испарения. Рассол содержит много различных растворенных ионов, и по мере увеличения концентрации соли выпадают из раствора и оседают. Оставшаяся жидкость (супернатант) используется на следующем этапе. Точная последовательность кастрюль может варьироваться в зависимости от концентрации ионов в конкретном источнике рассола.
В первой кастрюле кристаллизуется галит (хлорид натрия или поваренная соль). Это имеет недостаточную экономическую ценность и отбрасывается. Супернатант со все возрастающей концентрацией растворенных твердых веществ последовательно переносится в поддон сильвинита (хлорид натрия-калия), поддон карналита (хлорид калия-магния) и, наконец, поддон, предназначенный для максимального увеличения концентрации хлорида лития. Процесс занимает около 15 месяцев. Концентрат (30-35% раствор хлорида лития) доставляется автотранспортом на Салар-дель-Кармен. Здесь удаляют бор и магний (обычно остаточный бор удаляют экстракцией растворителем и / или ионным обменом, а магний - повышением pH выше 10 с помощью гидроксида натрия ), затем на заключительной стадии путем добавления карбоната натрия желаемый карбонат лития осаждают, отделяют и обрабатывают.
Некоторые побочные продукты процесса выпаривания также могут иметь экономическую ценность.
В этом бедном водными ресурсами регионе большое внимание уделяется использованию воды. SQM заказала анализ жизненного цикла, который пришел к выводу, что потребление воды для гидроксида и карбоната лития SQM значительно ниже, чем среднее потребление при производстве основного рудного процесса с использованием сподумена . Более общая оценка жизненного цикла предполагает обратное для добычи из пластов в целом.
Большая часть производства на основе рассола находится в « литиевом треугольнике » в Южной Америке.
Из «геотермального» рассола
Еще один потенциальный источник лития - это продукты выщелачивания геотермальных скважин , которые выносятся на поверхность. Восстановление лития было продемонстрировано в полевых условиях; литий отделяют простым осаждением и фильтрацией. Затраты на технологические процессы и охрану окружающей среды в первую очередь связаны с затратами на уже работающую скважину; Таким образом, чистое воздействие на окружающую среду может быть положительным.
Корпорация Cornish Lithium утверждает, что рассол проекта United Downs Deep Geothermal Power близ Редрута является ценным из-за его высокой концентрации лития (220 мг / л) с низким содержанием магния (<5 мг / л) и общим содержанием растворенных твердых веществ <29 г / л. , и расход 40-60 л / с.
Из руды
α-сподумен обжигают при 1100 ° C в течение 1 часа для получения β-сподумена, затем обжигают при 250 ° C в течение 10 минут с серной кислотой.
По состоянию на 2020 год Австралия была крупнейшим в мире производителем промежуточных продуктов лития, все на основе сподумена.
В последние годы многие горнодобывающие компании начали разведку литиевых проектов по всей Северной Америке , Южной Америке и Австралии, чтобы определить экономические месторождения, которые потенциально могут принести новые запасы карбоната лития онлайн для удовлетворения растущего спроса на этот продукт.
Из глины
Tesla Motors объявила о революционном процессе извлечения лития из глины в Неваде с использованием только соли и без кислоты. Это было встречено скептически.
От батарей с истекшим сроком службы
Несколько небольших компаний активно перерабатывают отработанные батареи, в основном уделяя особое внимание восстановлению меди и кобальта. Некоторые также восстанавливают литий.
Другой
В апреле 2017 года MGX Минералы сообщили , что он получил независимое подтверждение его быстрого лития процесса экстракции для восстановления лития и других ценных минералов из нефти и газа сточных вод рассолом .
Электродиализ был предложен для извлечения лития из морской воды , но это коммерчески нецелесообразно.
Естественное явление
Природный карбонат лития известен как забуелит . Этот минерал связан с отложениями некоторых соленых озер и некоторых пегматитов .
использованная литература
внешние ссылки
- Официальная информация FDA, опубликованная Drugs.com