Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Карбонат лития
Литий-карбонат-xtal-1979-Mercury-3D-sf.png
2 Структура Li + -ионов Структура карбоната
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 InfoCard100.008.239 Отредактируйте это в Викиданных
КЕГГ
Номер RTECS
  • OJ5800000
UNII
  • InChI = 1S / CH2O3.2Li / c2-1 (3) 4 ;; / ч (H2,2,3,4) ;; / q; 2 * + 1 / p-2 проверитьY
    Ключ: XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L проверитьY
  • InChI = 1 / CH2O3.2Li / c2-1 (3) 4 ;; / ч (H2,2,3,4) ;; / q; 2 * + 1 / p-2
    Ключ: XGZVUEUWXADBQD-NUQVWONBAY
  • [Li +]. [Li +]. [O-] C ([O -]) = O
Характеристики
Ли
2CO
3
Молярная масса73,89 г / моль
ВнешностьБелый порошок без запаха
Плотность2,11  г / см 3
Температура плавления 723 ° С (1333 ° F, 996 К)
Точка кипения1310 ° C (2390 ° F; 1580 K)
Разлагается от ~ 1300 ° C
  • 1,54  г / 100 мл (0  ° С)
  • 1,43  г / 100 мл (10  ° С)
  • 1,29  г / 100 мл (25  ° С)
  • 1,08  г / 100 мл (40  ° С)
  • 0,69  г / 100 мл (100  ° C) [1]
РастворимостьНерастворим в ацетоне , аммиаке , спирте [2]
−27,0 · 10 −6  см 3 / моль
1,428 [3]
Вязкость
  • 4,64  сП (777  ° С)
  • 3,36  сП (817  ° C) [2]
Термохимия
Теплоемкость ( C )
97,4  Дж / моль · К [2]
Стандартная мольная энтропия ( S o 298 )
90,37  Дж / моль · К [2]
Std энтальпия формации (Δ F H ⦵ 298 )
-1215,6  кДж / моль [2]
Свободная энергия Гиббса (Δ f G ˚)
-1132,4  кДж / моль [2]
Опасности
Основные опасностиРаздражающий
Паспорт безопасностиICSC 1109
Пиктограммы GHS[4]
Сигнальное слово GHSПредупреждение
Положения об опасности GHS
H302 , H319 [4]
Меры предосторожности GHS
P305 + 351 + 338 [4]
точка возгоранияНегорючий
Смертельная доза или концентрация (LD, LC):
LD 50 ( средняя доза )
525 мг / кг (перорально, крысы) [5]
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).
☒N проверить  ( что есть   ?)проверитьY☒N
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 лечении расстройств настроения.

Для лечения биполярного расстройства он включен в Список основных лекарственных средств Всемирной организации здравоохранения , наиболее важные лекарства, необходимые в базовой системе здравоохранения . [6]

Использует [ редактировать ]

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 из 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 . [7]

Аккумуляторы [ править ]

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 [ править ]

Основная статья: Литий (лекарство)

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. [8] 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. [9] Свойства карбоната лития контролировать настроение до конца не изучены. [10]

Побочные реакции [ править ]

Прием солей лития имеет риски и побочные эффекты. Известно, что длительное использование лития для лечения различных психических расстройств приводит к приобретенному нефрогенному несахарному диабету . [11] Отравление литием может повлиять на центральную нервную систему и почечную систему и привести к летальному исходу. [12]

Красный пиротехнический краситель [ править ]

Карбонат лития используется для придания красного цвета фейерверкам . [13]

Свойства и реакции [ править ]

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 : [7]

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. [14]

Карбонат лития и другие карбонаты группы 1 плохо декарбоксилируются . Ли
2CO
3 разлагается при температуре около 1300 ° C.

Производство [ править ]

Литий добывается в основном из двух источников: сподумен в пегматитовых месторождениях и соли лития в подземных солевых бассейнах . В 1989 году было произведено около 30 тысяч тонн.

Из подземных резервуаров с рассолом [ править ]

Например, в Салар-де-Атакама в пустыне Атакама на севере Чили компания SQM производит карбонат и гидроксид лития из рассола. [15] [16]

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 удаляются бор и магний (обычно остаточный бор удаляется экстракцией растворителем и / или ионным обменом, а магний - повышением pH выше 10 с помощью гидроксида натрия ).[17] затем на заключительной стадии путем добавления карбоната натрия желаемый карбонат лития осаждается, отделяется и обрабатывается.

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 в среднем при производстве основного рудного процесса с использованием сподумена . Более общая оценка жизненного цикла предполагает обратное для добычи из пластов в целом. [18]

Большая часть производства на основе рассола находится в « литиевом треугольнике » в Южной Америке.

Из «геотермального» рассола [ править ]

Еще один потенциальный источник лития - это продукты выщелачивания геотермальных скважин , выносимые на поверхность. [19] Восстановление лития было продемонстрировано в полевых условиях; литий отделяют простым осаждением и фильтрацией. [20] Технологические и экологические затраты - это в первую очередь затраты на уже действующую скважину; Таким образом, чистое воздействие на окружающую среду может быть положительным. [21]

Корпорация Cornish Lithium утверждает, что рассол месторождения Deep Geothermal Power Project в Юнайтед-Даунс около 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. [22] и расход 40 л / с. [18]

Из руды [ править ]

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. [23] [15]

По состоянию на 2020 год Австралия была крупнейшим в мире производителем промежуточных продуктов лития [24], 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 поставки карбоната лития онлайн для удовлетворения растущего спроса на этот продукт.[25]

Из глины [ править ]

Tesla Motors объявила о революционном процессе извлечения лития из глины в Неваде с использованием только соли и без кислоты. Это было встречено скептически. [26]

От батарей с истекшим сроком службы [ править ]

Несколько небольших компаний активно перерабатывают отработанные батареи, в основном уделяя особое внимание извлечению меди и кобальта. Некоторые также восстанавливают литий. [27]

Другое [ править ]

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 .[28]


Электродиализ был предложен для извлечения лития из морской воды , но это коммерчески нецелесообразно. [29]

Естественное явление [ править ]

Природный карбонат лития известен как забуелит . [30] Этот минерал связан с отложениями некоторых соленых озер и некоторых пегматитов . [31]

Ссылки [ править ]

  1. ^ Seidell, Atherton; Линке, Уильям Ф. (1952). Растворимость неорганических и органических соединений . Ван Ностранд.
  2. ^ a b c d e f "карбонат лития" . Chemister.ru . 2007-03-19 . Проверено 2 января 2017 .
  3. ^ Прадёт Патнаик. Справочник неорганических химикатов . Макгроу-Хилл, 2002, ISBN 0-07-049439-8 
  4. ^ a b c Sigma-Aldrich Co. , Карбонат лития . Проверено 3 июня 2014.
  5. ^ Майкл Чемберс. «ChemIDplus - 554-13-2 - XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L - Карбонат лития [USAN: USP: JAN] - Поиск похожих структур, синонимов, формул, ссылок на ресурсы и другой химической информации» . Chem.sis.nlm.nih.gov . Проверено 2 января 2017 .
  6. ^ «Примерный перечень основных лекарственных средств ВОЗ» (PDF) . Всемирная организация здравоохранения . Октябрь 2013 . Проверено 22 апреля 2014 года .
  7. ^ a b Ульрих Вительманн, Ричард Дж. Бауэр (2005). «Литий и литиевые соединения». Энциклопедия промышленной химии Ульмана . Вайнхайм: Wiley-VCH. DOI : 10.1002 / 14356007.a15_393 .CS1 maint: использует параметр авторов ( ссылка )
  8. ^ «литий, Lithobid: факты о лекарствах, побочные эффекты и дозировка» . Medicinenet.com . 2016-06-17 . Проверено 2 января 2017 .
  9. ^ Йылдыз, А; Гулерьёз, С; Анкерст, Д.П .; Ongür, D; Реншоу, П.Ф. (2008). «Ингибирование протеинкиназы С при лечении мании: двойное слепое плацебо-контролируемое испытание тамоксифена» (PDF) . Архив общей психиатрии . 65 (3): 255–63. DOI : 10.1001 / archgenpsychiatry.2007.43 . PMID 18316672 .  
  10. ^ Карбонат лития в PubChem
  11. ^ Ричард Т. Тиммер; Джефф М. Сэндс (1999-03-01). «Литиевая интоксикация» . Jasn.asnjournals.org . Проверено 2 января 2017 .
  12. ^ Simard, M; Гумбинер, Б; Ли, А; Льюис, Н; Норман Д. (1989). «Отравление карбонатом лития. Случай из практики и обзор литературы» (PDF) . Архивы внутренней медицины . 149 (1): 36–46. DOI : 10,1001 / archinte.149.1.36 . PMID 2492186 . Архивировано из оригинального (PDF) 26 июля 2011 года . Проверено 11 сентября 2010 .  
  13. ^ «Химия фейерверков» .
  14. ^ Кейли, ER; Эльвинг, П.Дж. (1939). «Очистка карбоната лития». Неорганические синтезы . 1 : 1-2. DOI : 10.1002 / 9780470132326.ch1 .
  15. ^ a b «Устойчивое производство лития в Чили» (PDF) . Кв . М. Кв . М. Дата обращения 1 декабря 2020 .
  16. ^ Тельсниг, Томас; Потц, Кристиан; Хаас, Янник; Элтроп, Людгер; Пальма-Бенке, Родриго (2017). «Возможности интеграции солнечных технологий в чилийскую литиевую промышленность - сокращение выбросов парниковых газов, связанных с производственными процессами, в результате использования стратегических ресурсов хранения» : 110017. doi : 10.1063 / 1.4984491 . Цитировать журнал требует |journal=( помощь )
  17. ^ Сухой, Майк. «Извлечение лития из рассола - старая и новая химия» (PDF) . Симпозиум по критическим материалам, ЭКСТРАКЦИЯ 2018, Оттава, 26-29 августа . Дата обращения 1 декабря 2020 .
  18. ^ a b Рано, Екатерина (25 ноября 2020 г.). «Новая« золотая лихорадка »зеленого лития» . Планета будущего . BBC . Дата обращения 2 декабря 2020 .
  19. ^ Паркер, Энн. Добыча геотермальных ресурсов. Архивировано 17 сентября 2012 года на Wayback Machine . Национальная лаборатория Лоуренса Ливермора
  20. ↑ Patel, P. (16 ноября 2011 г.) Запуск по улавливанию лития из геотермальных растений . technologyreview.com
  21. ↑ Wald, M. (28 сентября 2011 г.) Стартап в Калифорнии планирует захват лития и долю рынка. Архивировано 8 апреля 2017 г. в Wayback Machine . Нью-Йорк Таймс
  22. ^ "Корнуоллский литий выпускает глобально значимые литиевые сорта" . Корнуоллский литий . 17 сен 2020 . Дата обращения 1 декабря 2020 .
  23. ^ Мешрам, Пратима; Pandey, BD; Манханд, TR (1 декабря 2014 г.). «Извлечение лития из первичных и вторичных источников путем предварительной обработки, выщелачивания и разделения: всесторонний обзор» . Гидрометаллургия . 150 : 192–208. DOI : 10.1016 / j.hydromet.2014.10.012 . Дата обращения 2 декабря 2020 .
  24. ^ Jaskula, Brian W. (январь 2020). «Обзор минерального сырья за 2020 год» (PDF) . Геологическая служба США . Проверено 29 июня 2020 .
  25. ^ "Младшие горнодобывающие компании, исследующие литий" . www.juniorminingnetwork.com . Проверено 30 марта 2017 .
  26. ^ Scheyder, Эрнест (24 сентября 2020). «Литиевый план Tesla в Неваде сталкивается с серьезными препятствиями на пути к производству» . Рейтер . Дата обращения 2 декабря 2020 .
  27. ↑ Серна-Герреро, Родриго (5 ноября 2019 г.). «Критический обзор процессов переработки литий-ионных батарей с точки зрения экономики замкнутого цикла» . Аккумуляторы . п. 68. doi : 10.3390 / батареи5040068 .
  28. ^ «MGX Minerals получает независимое подтверждение быстрого процесса извлечения лития» . www.juniorminingnetwork.com . Проверено 20 апреля 2017 .
  29. ^ Мартин, Ричард (2015-06-08). «Квест по добыче морской воды для получения лития» . Обзор технологий Массачусетского технологического института . Проверено 10 февраля 2016 .
  30. ^ Дэвид Бартелми. «Минеральные данные о забуелите» . Минералогическая база данных . Проверено 7 февраля 2010 .
  31. ^ mindat.org

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальная информация FDA, опубликованная Drugs.com