Lit
Czy wiesz, że lit, choć jest metalem, jest tak miękki, że można go ciąć zwykłym nożem? Lit jest najlżejszym pierwiastkiem w układzie okresowym pierwiastków. Chociaż można pomyśleć, że lit nie jest zbyt powszechny, to jednak jest on ważną częścią naszego codziennego życia. Umicore używa litu do produkcji aktywnych materiałów katodowych stosowanych w akumulatorach litowo-jonowych.
Przemysł akumulatorów litowo-jonowych jest największym konsumentem litu na świecie, głównie do produkcji aktywnych materiałów katodowych (w których to lit używany jest w postaci wysoce czystego Li2CO3 lub LiOH). Akumulatory te zasilają urządzenia przenośne, takie jak smartfony, tablety, laptopy, a także pojazdy elektryczne, w tym samochody elektryczne, pojazdy hybrydowe, rowery elektryczne itp. Trzecim sektorem rynku akumulatorów litowo-jonowych jest System Magazynowania Energii. Umicore dostarcza aktywne materiały katodowe do każdego z tych trzech sektorów.
Poza branżą akumulatorów litowo-jonowych, lit od wielu lat ma bardziej tradycyjne zastosowanie, w tym w produkcji szkła i ceramiki, topnika w proszku czy wytapianiu aluminium. Inne zastosowania, w których odnajdujemy lit, to smary do układów mechanicznych (np. skrzynie biegów), katalizatory polimeryzacji (butylolit), stopy aluminium do samolotów, systemy chłodzenia powietrza (bromek litu) i leki przeciwdepresyjne.
Recykling
Ze względu na obfitość litu w przyrodzie, jego recykling nie był priorytetowy dla wielu podmiotów z branży akumulatorów litowo-jonowych, szkła czy ceramiki. Niedawny wzrost zapotrzebowania na lit w produkcji pojazdów elektrycznych podkreślił wagę jego recyklingu. Obecnie odpady akumulatorów litowo-jonowych można poddać recyklingowi bazującemu zarówno na procesach pirometalurgicznych jak i hydrometalurgicznych. Umicore poddaje recyklingowi lit czym zamyka pętlę (ang. closing the loop).
Historia
Miękki, srebrzystobiały metal alkaliczny został odkryty przez szwedzkiego chemika Johana Arfwedsona w 1817 r. Jednak minęły dziesięciolecia – do 1923 roku – zanim naukowcom udało się go wyizolować na skalę przemysłową za pomocą elektrolizy. Wodorotlenek litu jest jedną z substancji używanych do oczyszczania powietrza i usuwania dwutlenku węgla w statkach kosmicznych i łodziach podwodnych. Dwa główne naturalne źródła, z których wydobywa się lit, to minerały (skały twarde) lub roztwory soli (solanki).
Wydobycie
Wydobywanie pegmatytów zawierających spodumen (LiAl(SiO3)2) odbywa się głównie w zachodniej Australii. Poprzez szereg etapów mechanicznego oczyszczania i oddzielania można skondensować lit w wydobytych minerałach. Uzyskany koncentrat spodumenu może być bezpośrednio wykorzystany np. w przemyśle szklarskim lub może być dalej rafinowany w celu uzyskania związków litu.
Lit zawdzięcza swoją nazwę greckiemu słowu lithos, które oznacza kamień. Około połowa litu wykorzystywanego przemysłowo jest wydobywana ze złóż skał twardych. Drugie źródło litu to solanki. Większość tych roztworów soli występuje w solankach, które obejmują obszary Chile, Argentyny i Boliwii, czyli tzw. trójkąt litowy. Lit rozpuszczony w solankach jest zagęszczany przez odparowanie słoneczne, po którym następuje szereg etapów wytrącania i filtracji w celu usunięcia zanieczyszczeń takich jak wapń, magnez i bor. Oczyszczony roztwór LiCl można następnie wykorzystać do produkcji różnych związków chemicznych.
Właściwości
Czy wiesz, że wraz z wodorem i helem, lit był jednym z trzech pierwiastków, które powstały w dużych ilościach podczas Wielkiego Wybuchu (ang. Big Bang)? Głównym problemem związanym z izolacją litu w postaci metalicznej jest jego wysoka reaktywność i palność. W związku z tym litu nie można znaleźć jako czystego metalu w naturze, a jedynie w postaci związków chemicznych bądź w rozpuszczalnej formie jonowej.
W porównaniu z innymi metalami alkalicznymi lit jest mniej reaktywny ze względu na mały promień atomowy (152 μm), a bliskość elektronu walencyjnego do jądra stabilizuje elektron.
Inne właściwości, które sprawiają, że lit jest wyjątkowym pierwiastkiem, to jego niska gęstość (0,534 g / cm3) i wysoka pojemność cieplna (3,58 kJ / (kg K), najwyższa ze wszystkich ciał stałych. Dzięki temu lit ma różnorakie zastosowanie w przemyśle.
