Lityum karbonat - Lithium carbonate

lityum karbonat
Lityum-karbonat-xtal-1979-Mercury-3D-sf.png
2 Li+-İyonların Yapısı Karbonatın Yapısı
İsimler
IUPAC adı
lityum karbonat
Diğer isimler
Dilithium carbonate, Carbolith, Cibalith-S, Duralith, Eskalith, Lithane, Lithizine, Lithobid, Lithonate, Lithotabs Priadel, Zabuyelite
tanımlayıcılar
3B model ( JSmol )
chebi
CHEMBL
Kimyasal Örümcek
ECHA Bilgi Kartı 100.008.239 Bunu Vikiveri'de düzenleyin
fıçı
RTECS numarası
ÜNİİ
  • InChI=1S/CH2O3.2Li/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;2*+1/p-2 KontrolY
    Anahtar: XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L KontrolY
  • InChI=1/CH2O3.2Li/c2-1(3)4;/h(H2,2,3,4);/q;2*+1/p-2
    Anahtar: XGZVUEUWXADBQD-NUQVWONBAY
  • [Li+].[Li+].[O-]C([O-])=O
Özellikler
Li
2CO
3
Molar kütle 73.89 g/mol
Dış görünüş Kokusuz beyaz toz
Yoğunluk 2.11  g / cc 3.
Erime noktası 723 °C (1.333 °F; 996 K)
Kaynama noktası 1.310 °C (2.390 °F; 1.580 K)
~1300 °C'den ayrışır
8,15 × 10 −4
çözünürlük Aseton , amonyak , alkolde çözünmez
-27.0 · 10 -6  cm 3 / mol
1.428
viskozite
Termokimya
97.4  J/mol·K
Std molar
entropi ( S o 298 )
90.37  J/mol·K
Std
oluşum entalpisi (Δ f H ⦵ 298 )
-1215.6  kJ/mol
-1132.4  kJ/mol
Tehlikeler
Ana tehlikeler tahriş edici
Güvenlik Bilgi Formu ICSC 1109
GHS piktogramları GHS07: Zararlı
GHS Sinyal kelimesi Uyarı
H302 , H319
P305+351+338
Alevlenme noktası Yanıcı değil
Ölümcül doz veya konsantrasyon (LD, LC):
LD 50 ( ortalama doz )
 525 mg/kg (oral, sıçan)
Bağıntılı bileşikler
Diğer katyonlar
Sodyum karbonat
Potasyum karbonat
Rubidyum karbonat
Sezyum karbonat
Aksi belirtilmedikçe, veriler standart durumdaki malzemeler için verilmiştir (25 °C [77 °F], 100 kPa'da).
☒n doğrulamak  ( nedir   ?) KontrolY☒n
Bilgi kutusu referansları

Lityum karbonat , bir olan inorganik bileşik , bir lityum tuzu, bir karbonat ile , formül Li
2CO
3. Bu beyaz tuz , metal oksitlerin işlenmesinde ve duygudurum bozukluklarının tedavisi için bir ilaç olarak yaygın olarak kullanılmaktadır.

Tedavisi için bipolar bozukluk , açık olduğunda Temel İlaçlar Dünya Sağlık Örgütü'nün List , temel ihtiyaç en önemli ilaçlar sağlık sisteminin .

kullanır

Lityum karbonat önemli bir endüstriyel kimyasaldır . Başlıca kullanımı, lityum iyon pillerde kullanılan bileşiklerin öncüsüdür. Lityum karbonattan elde edilen camlar, fırın kaplarında faydalıdır. Lityum karbonat, hem düşük ateş hem de yüksek ateş seramik sırlarında yaygın olarak kullanılan bir bileşendir . Silika ve diğer malzemelerle düşük erime noktalı akışlar oluşturur . Bu alkalin özellikleri metal oksit renklendiriciler durumunu değiştirmek için elverişli sır (özellikle kırmızı demir oksit Fe
2Ö
3). Lityum karbonat ile hazırlandığında çimento daha hızlı priz alır ve fayans yapıştırıcıları için kullanışlıdır . İlave edildiğinde , alüminyum triflorür , üstün bir verir Lif oluşturan elektrolit işlenmesi için alüminyum .

Şarj edilebilir pil

Lityum karbonatın (ve lityum hidroksitin ) ana kullanımı, lityum iyon pillerde kullanılan lityum bileşiklerinin öncüsüdür . Pratikte pilin iki bileşeni lityum bileşikleri ile yapılır: katot ve elektrolit .

Elektrolit, bir lityum heksaflorofosfat çözeltisidir , katot ise en popülerleri lityum kobalt oksit ve lityum demir fosfat olan birkaç lithiated yapıdan birini kullanır . Lityum karbonat, yukarıdaki bileşiklere dönüştürülmeden önce lityum hidroksite dönüştürülebilir.

Tıbbi kullanımlar

Ana madde: Lityum (ilaç)

1843'te mesanedeki taşlar için yeni bir çözücü olarak lityum karbonat kullanıldı . 1859'da bazı doktorlar gut , idrar taşı , romatizma , mani , depresyon ve baş ağrısı gibi bir dizi rahatsızlık için lityum tuzları ile bir tedavi önerdiler . 1948'de John Cade , lityum iyonlarının anti-manik etkilerini keşfetti. Bu bulgu, lityumun, özellikle de lityum karbonatın bipolar bozuklukla ilişkili maniyi tedavi etmek için kullanılmasına yol açtı .

Lityum karbonat, bipolar bozukluğun yüksek fazı olan maniyi tedavi etmek için psikiyatrik bir ilaç olarak kullanılır. Lityum iyonları , beyin hücrelerine taşınan mesajları ileten ve güçlendiren iyon taşıma süreçlerine (bkz. “ sodyum pompası ”) müdahale eder. Mani, beyindeki protein kinaz C (PKC) aktivitesinde düzensiz artışlarla ilişkilidir . Geleneksel olarak bozukluğu tedavi etmek için kullanılan başka bir ilaç olan lityum karbonat ve sodyum valproat , beyinde PKC'nin aktivitesini inhibe ederek etki eder ve aynı zamanda PKC'yi de inhibe eden diğer bileşiklerin üretilmesine yardımcı olur. Lityum karbonatın ruh halini kontrol eden özellikleri tam olarak anlaşılamamıştır.

Ters tepkiler

Alarak lityum tuzları riskler ve yan etkileri vardır. Çeşitli zihinsel bozuklukları tedavi etmek için uzun süreli lityum kullanımının edinilmiş nefrojenik diyabet insipidusa yol açtığı bilinmektedir . Lityum zehirlenmesi merkezi sinir sistemini ve böbrek sistemini etkileyebilir ve öldürücü olabilir.

Kırmızı piroteknik renklendirici

Lityum karbonat, havai fişeklere kırmızı bir renk vermek için kullanılır .

Özellikler ve reaksiyonlar

En az üç hidrat oluşturan sodyum karbonatın aksine , lityum karbonat yalnızca susuz formda bulunur. Sudaki çözünürlüğü diğer lityum tuzlarına göre düşüktür. Lityum cevherlerinin sulu ekstraktlarından lityumun izolasyonu , bu zayıf çözünürlükten yararlanır. Görünür çözünürlüğü, hafif bir karbon dioksit basıncı altında 10 kat artar ; bu etki, daha çözünür olan yarı kararlı bikarbonatın oluşumundan kaynaklanmaktadır :

Li
2CO
3+ CO
2+ H
2O ⇌ 2 LiHCO
3

Yüksek CO basınçlarında lityum karbonatın ekstraksiyonu
2 ve basınç düşürme üzerine çökeltilmesi Quebec sürecinin temelidir.

Lityum karbonat, sıcak suda azalan çözünürlüğünden yararlanılarak da saflaştırılabilir. Böylece doymuş sulu bir çözeltinin ısıtılması Li'nin kristalleşmesine neden olur.
2CO
3.

Lityum karbonat ve grup 1'in diğer karbonatları kolayca dekarboksilasyon yapmaz . Li
2CO
3 1300 °C civarındaki sıcaklıklarda ayrışır.

Üretme

Lityum esas olarak iki kaynaktan elde edilir: spodumen içinde pegmatit yatakları ve lityum tuzları yer altı olarak tuzlu su havuzlar . 2020'de yaklaşık 82.000 ton üretildi ve önemli ve tutarlı bir büyüme gösterdi.

Yeraltı tuzlu su rezervuarlarından

Bir örnek olarak, içinde Salar de Atacama içinde Atacama çöl Kuzey Şili, SKM tuzlu gelen lityum karbonat ve hidroksid üretir.

İşlem, buharlaşma için yerin altından lityum açısından zengin tuzlu suyu sığ tavalara pompalamayı içerir. Tuzlu su birçok farklı çözünmüş iyon içerir ve konsantrasyon arttıkça tuzlar çözeltiden çöker ve batar. Kalan sıvı (süpernatan) bir sonraki adım için kullanılır. Tavaların tam sırası, belirli bir tuzlu su kaynağındaki iyon konsantrasyonuna bağlı olarak değişebilir.

İlk tavada halit (sodyum klorür veya adi tuz) kristalleşir. Bunun ekonomik değeri yetersizdir ve atılır. Şimdiye kadar çözünmüş katı artan konsantrasyonu ile yüzer, ardışık transfer edilir silvinit (sodyum, potasyum klorür) pan, carnalite (potasyum, magnezyum klorür) pan ve lityum klorür konsantrasyonu en üst düzeye çıkarmak üzere tasarlanmış sonunda tava. Süreç yaklaşık 15 ay sürer. Konsantre (%30-35 lityum klorür çözeltisi) kamyonla Salar del Carmen'e taşınır. Orada, bor ve magnezyum uzaklaştırılır (tipik olarak artık bor, çözücü ekstraksiyonu ve/veya iyon değişimi ile ve magnezyum, pH'ı sodyum hidroksit ile 10'un üzerine çıkararak çıkarılır ), ardından son aşamada, sodyum karbonat ilavesiyle , istenen lityum karbonat elde edilir. çöktürülür, ayrıştırılır ve işlenir.

Buharlaştırma işleminden kaynaklanan bazı yan ürünlerin de ekonomik değeri olabilir.

Bu su fakiri bölgede su kullanımına büyük önem verilmektedir. SQM metrekare lityum hidroksit olduğu su tüketimi sonucuna ve karbonat kullanılarak, ana cevher tabanlı işleminden üretiminde ortalama tüketimi önemli ölçüde daha düşük olan bir yaşam döngüsü analizi devreye spodumen . Daha genel bir LCA, bir bütün olarak rezervuarlardan ekstraksiyon için tam tersini önerir.

Güney Amerika'da salamura bazlı üretimin çoğunluğu " lityum üçgeni " içindedir.

'Jeotermal' tuzlu sudan

Diğer bir potansiyel lityum kaynağı , yüzeye taşınan jeotermal kuyuların sızıntı sularıdır . Lityum geri kazanımı sahada kanıtlanmıştır; lityum, basit çökeltme ve süzme ile ayrılır. Proses ve çevresel maliyetler öncelikle halihazırda faaliyette olan kuyunun maliyetleridir; net çevresel etkiler bu nedenle olumlu olabilir.

Redruth yakınlarındaki United Downs Deep Geothermal Power projesinin tuzlu suyu Cornish Lithium tarafından , düşük magnezyumlu (<5mg/l) yüksek lityum konsantrasyonu (220 mg/l) ve toplam çözünmüş katı içeriği <29g/l olması nedeniyle değerli olduğunu iddia ediyor. , ve 40-60l/s akış hızı.

cevherden

α-spodümen, β-spodümen yapmak için 1100°C'de 1 saat kavrulur, ardından sülfürik asit ile 250°C'de 10 dakika kavrulur.

2020 itibariyle Avustralya, tümü spodümene dayalı dünyanın en büyük lityum ara ürünleri üreticisiydi.

Son yıllarda birçok madencilik şirketi , ürüne yönelik artan talebi karşılamak için potansiyel olarak yeni lityum karbonat tedariklerini çevrimiçi hale getirebilecek ekonomik birikintileri belirlemek için Kuzey Amerika , Güney Amerika ve Avustralya'da lityum projelerini araştırmaya başladı .

Kilden

Tesla Motors , Nevada'da sadece tuz kullanarak ve asit kullanmadan kilden lityum çıkarmak için devrim niteliğinde bir süreç duyurdu. Bu şüpheyle karşılandı.

Ömrünü tamamlamış pillerden

Birkaç küçük şirket, çoğunlukla bakır ve kobalt geri kazanımına odaklanan kullanılmış pilleri aktif olarak geri dönüştürüyor. Bazıları ayrıca lityumu da kurtarır.

Başka

Nisan 2017'de MGX Minerals , petrol ve gaz atık su tuzlu suyundan lityum ve diğer değerli mineralleri geri kazanmak için hızlı lityum çıkarma sürecinin bağımsız onayını aldığını bildirdi .


Deniz suyundan lityum çıkarmak için elektrodiyaliz önerilmiştir , ancak ticari olarak uygun değildir.

Doğal oluşum

Doğal lityum karbonat, zabuyelit olarak bilinir . Bu mineral, bazı tuz göllerinin ve bazı pegmatitlerin tortularıyla bağlantılıdır .

Referanslar

Dış bağlantılar