Факультет

Студентам

Посетителям

Литий

В отличие от многих уже рассмотренных на предыдущих страницах металлов о литии наши далекие предки ничего не знали. Впервые этот щелочной металл был открыт шведским химиком И.-А. Арфведсоном только в 1817 г. в минерале петалите (алюмосиликат лития). Тогда же он получил свое название «литеос» — камень (этим подчеркивалось его отличие от других щелочных металлов — калия, натрия, определенных впервые в органогенных породах). Металлический литий был впервые получен английским химиком Дэви в 1818 г. Много позже, в 1885 г., независимо друг от друга химики Бунзен (Германия) и Матиссен (Англия) получили в более значительных количествах металлический литий путем электролиза (электролитом служил хлорид лития) и впервые исследовали свойства металла.

Литий — редкий элемент, его в земной коре в 800 раз меньше, чем других щелочных металлов (калия, натрия). Примерно первые сто лет после открытия литий использовался лишь в фармакологии (сильный антисептик), а также в изготовлении глазурей, эмали и красок, и добыча его была небольшой. Еще в 1913 г. цена 1 г лития в Германии составляла 3,3 марки, т. е. он был дороже золота. Во второй половине 50-х гг. XX в. литий становится необходимым в атомной промышленности и других отраслях. За 10 лет (1947—1957 гг.) в капиталистическом мире его производство выросло в 70 раз: с 3,5 тыс. т литиевых концентратов (10 % оксида лития) до 250 тыс. т (т. е. 26 тыс. т металла).

Серебристо-белый, блестящий металл литий — самый легкий из всех металлов (плотность 0,534 г/см3, это почти в 5 раз легче алюминия и вдвое легче воды), мягкий (режется ножом), ковкий и тягучий (легко прокатывается в тончайшие листы, прессуется), имеет низкую температуру плавления (180°), химически активен (этот металл, что легче коры пробкового дуба, можно увидеть «во всей красе», когда он в вакууме или в масле. На воздухе, соединяясь с кислородом и азотом, он покрывается белой пленкой). К важным свойствам лития относится и его высокая теплоемкость и теплопроводность, большой температурный интервал жидкого состояния (от 180° до 1327 °С) при незначительной вязкости. Литий и его соединения находят применение в металлургии — для придания медистым сплавам электропроводности, для дегазации расплавленных металлов, для легирования конструкционных сплавов алюминия, магния, придания твердости и антикоррозийных свойств алюминию и свинцу, крепости бронзе, латуни, меди. Литий применяется в электронике (при изготовлении щелочных аккумуляторов), автомобилестроении и машиностроении, в изготовлении специальных сортов стекол, стекол для катодно-лучевых трубок, телевизионных кинескопов, светочувствительных стекол, фарфора, фаянса, термостойкой керамики, огнеупорных и диэлектрических материалов, глазурей и эмалей.

Изотоп Li-6 применяют в атомных реакторах, используют в защитных экранах против радиации, в качестве сырья для получения сверхтяжелого водорода — трития. Нитратные и перхлоратные соединения лития применяются в качестве окислителей твердого ракетного горючего, добавляются к жидкому топливу реакторных двигателей. Интересно, что одни литиевые соединения, являясь компонентами горючего, позволяют развивать колоссальные температуры, другие его жаропрочные соединения, напротив, используются для покрытия сопел и камер сгорания ракет. Поглотительные свойства едкого хлористого и бромистого лития позволяют использовать его для очистки воздуха на подводных лодках, в респираторах для летчиков, в кондиционерах. Издавна литий применяется для изготовления лекарств и витаминов в медицине. Одна-две таблетки лития, взаимодействуя с водой, выделяют быстро и много водорода. На этом свойстве основано применение его в спасательных жилетах, плотиках, которыми пользуются потерпевшие на море аварию. Применение карбоната лития в форме окатышей в алюминиевой промышленности качественно изменило эту отрасль, повысив на 10 % выход металла и уменьшив на одну треть выделение фтора, все это резко увеличило спрос на литий.

В перспективе литий может стать основой энергетики будущего, так как исходным горючим для термоядерных реакторов типа «Токамак» являются дейтерий и тритий. Работы в этом направлении ведутся в СССР, США, Англии, Франции и других странах.

Из 150 литиевых минералов три имеют промышленное значение: сподумен (4—10% литиевых оксидов), розовая слюда лепидолит (2—6 % этих же оксидов) и петалит. Название сподумен означает на греческом языке «превращенный в пепел» (или за пепельно-серую окраску, или за то, что при нагревании перед паяльной трубкой образуется масса пепельного цвета); лепидолит — от греческого «чешуя», чешуйчатое, мелкослюдистое строение. В. М. Григорьев и А. М. Портнов в 1986 г., описывая рождение литиевых руд в пегматитовых жилах, рисуют такую картину: нагретый до 500—600 °С жидкий раствор — расплав, в котором сконцентрировались пары воды, фтор, калий, натрий, литий, рубидий, цезий, бериллий и др., сжатый под давлением в тысячи паскалей» видимо, всасывался в зоны пониженного давления — трещины. Здесь проходила кристаллизация редких металлов из гранитной магмы и образование редкометалльных пегматитов.

Основной минерал лития — сподумен представляет собой сростки кристаллов светло-серого, розоватого или зеленоватого, серо-желтого цвета, внешне они похожи на доски в теле жилы, концы которых неровно, как у щепок, обломаны. Иногда длина этих светло-серых кристаллов, например, в пегматитах Дакоты (США) достигают 12—14 м. Со сподуменом в пегматитах часто находятся и другие минералы лития — петалит, похожий на полевой шпат, и лепидолит — сиреневая или ярко-фиолетовая слюда. Т. Б. Здорик отмечает, что особенно интересны встречающиеся иногда лепидолитовые розетки, состоящие из изогнутых лепестков, крупных чешуек и шаров, получившие название по фамилии русского горного инженера Е. Н. Барбота-де-Марни — «барботовы глазки».

Сравнительно недавно выяснилось, что литий часто концентрируется в больших количествах в солёных озерах (Калифорния, Невада, Чили), а также в водах нефтяных месторождений, в подземных горячих водах, близ действующих вулканов.

Промышленные запасы лития содержат пегматитовые тела, грейзены, рапы содовых и галитовых озер. Мировые подтвержденные запасы оксида лития, по данным 1986 г. превышают 9 млн. т. Общие его запасы в недрах и минерализованных водах 17-ти несоциалистических стран (в 1987 г. оценивались почти в 30 млн. т в том числе подтвержденные 7,5 млн. т Большая часть общих запасов (млн. т) размещена: в Боливии — (12), Чили — 9, Заире — около 2, США — 1,7, Аргентине — 1,4, Канаде и Австралии — по 1. Вообще выявленные ресурсы лития в странах несоциалистического мира оцениваются в 132 млн. т. В рассолах Мертвого моря (Израиль, Иордания) растворено до 6 млн. т оксида лития (при его содержании в воде 0,018 r/л). В разрабатываемых пегматитовых месторождениях оксид лития составляет 1,2—2,5 % (до 4 %), а в рапе озер — 0,006—0,04 %.

Производство литиевых концентратов из пегматитов и карбоната лития, из рапы в странах несоциалистического мира превышает, по данным на 1986 г., 7,4 тыс. т (по содержанию металла), из них более 70 % добывается из пегматитов и менее 30 % из рапы озер. Из этой суммы 5 тыс. т добыто в США и более 1 тыс. т в Чили, 0,7 тыс. т — в Зимбабве, 0,5 тыс. т — в Австралии. На капиталистическом рынке в США металл высокой чистоты в слитках по 0,45 кг продавался в 80-х гг. по 76 дол. за 1 кг, металл стандартного качества — по 48 дал. за 1 кг.

Источник: В.Д. Войлошников, Н.А. Войлошникова. Книга о полезных ископаемых. Издательство «Недра». Москва. 1991

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.



Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: