Lithium | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Lithium schwimmt in Paraffin . | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Position im Periodensystem | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Symbol | Li | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Nachname | Lithium | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ordnungszahl | 3 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gruppe | 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Zeitraum | 2 e Periode | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Block | Blöcke | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elementfamilie | Alkalimetall | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronische Konfiguration | [ Er ] 2 s 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronen nach Energieniveau | 2, 1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomare Eigenschaften des Elements | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atommasse | 6,941 ± 0,002 u | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Atomradius (berechnet) | 145 Uhr ( 167 Uhr ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kovalenter Radius | 128 ± 19 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Van-der-Waals-Radius | 182 Uhr | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxidationszustand | +1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektronegativität ( Pauling ) | 0,98 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Oxid | starke Basis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ionisierungsenergien | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1 Re : 5,391719 eV | 2 e : 75.6400 eV | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
3 e : 122.45429 eV | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stabilste Isotope | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Einfache physikalische Eigenschaften des Körpers | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Normalzustand | Feste diamagnetische | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volumenmasse | 0,534 g · cm -3 ( 20 ° C ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kristallsystem | Kubisch zentriert | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Härte | 0,6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Farbe | Silberweiß / Grau | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionspunkt | 180,5 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Siedepunkt | 1342 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Fusionsenergie | 3 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verdampfungsenergie | 145.92 kJ · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritische Temperatur | 3223 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritischer Druck | 68,9 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Kritisches Volumen | 66 cm 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Molarvolumen | 13,02 × 10 -6 m 3 · mol -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Dampfdruck |
1,63 × 10 -8 Pa bei 180,54 ° C |
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Schallgeschwindigkeit | 6000 m · s -1 bis 20 °C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Massenhitze | 3582 J · kg -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Elektrische Leitfähigkeit | 10,8 x 10 6 S · m -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wärmeleitfähigkeit | 84,7 W · m -1 · K -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verschiedene | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.274 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EG | 231-102-5 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vorsichtsmaßnahmen | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
SGH | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Achtung H260 , H314 , EUH014 , P223 , P231 , P232 , P280 , P305 , P338 , P351 , P370 , P378 und P422 H260 : Entwickelt in Berührung mit Wasser entzündbare Gase, die sich spontan entzünden können H314 : Verursacht schwere Verätzungen der Haut und schwere Augenschäden EUH014 : Reagiert heftig mit Wasser P223 : Kontakt mit Wasser vermeiden, wegen der Gefahr heftiger Reaktionen und Selbstentzündung. P231 : Unter Inertgas handhaben. P232 : Vor Feuchtigkeit schützen. P280 : Schutzhandschuhe / Schutzkleidung / Augenschutz / Gesichtsschutz tragen. P305 : Bei Kontakt mit den Augen: P338 : Kontaktlinsen entfernen, wenn das Opfer sie trägt und wenn sie leicht entfernt werden können. Weiter spülen. P351 : Einige Minuten lang vorsichtig mit Wasser spülen . P370 : Bei Brand: P378 : Zum Löschen verwenden. P422 : Inhalte speichern unter ... |
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WHMIS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
B6, E, B6 : Entzündbares reaktives Material setzt bei Kontakt mit Wasser ein entzündliches Gas frei: Wasserstoff E : Ätzendes Material bildet bei Kontakt mit Wasser eine ätzende Substanz: Lithiumhydroxid Angabe bei 1,0% gemäß den Einstufungskriterien |
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NFPA 704 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
2 3 2 W | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Transport | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
X423 : entzündbarer Feststoff, der mit Wasser gefährlich reagiert und entzündliche Gase freisetzt) UN-Nummer : 1415 : LITHIUM Klasse: 4.3 Gefahrzettel : 4.3 : Stoffe, die in Berührung mit Wasser entzündbare Gase entwickeln Verpackung: Verpackungsgruppe I : sehr gefährlich Waren ; |
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Einheiten von SI & STP, sofern nicht anders angegeben. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Das Lithium ist das chemische Element der Ordnungszahl 3 mit dem Symbol Li. Dies ist ein Alkalimetall , das in der ersten Gruppe des Periodensystems der Elemente steht .
Die Kerne der beiden stabilen Isotope des Lithiums ( 6 Li und 7 Li) gehören zu den Atomkernen mit der niedrigsten Bindungsenergie pro Nukleon aller stabilen Isotope , was bedeutet, dass diese Kerne im Vergleich zu denen anderer Licht tatsächlich recht instabil sind Elemente. Deshalb können sie in Reaktionen der Kernspaltung als Fusion verwendet werden . Dies ist auch der Grund, warum Lithium im Sonnensystem weniger häufig vorkommt als 25 der 32 leichtesten chemischen Elemente . Sein relativer Überfluss in der Natur im Vergleich zu den Vorhersagen nur der primordialen und stellaren Nukleosynthese wird in der Tat durch seine interstellare Nukleosynthese (Phänomen der kosmischen Spallation ) durch Beschuss schwererer Elemente durch kosmische Strahlung erklärt .
Lithium spielt eine wichtige Rolle in der Kernphysik . Lithium wird zur Herstellung von Tritium durch die Reaktion verwendet: 6 Li + n → 4 He + 3 H. Außerdem wird Lithiumdeuterid der Formel 6 Li 2 H als Brennstoff für die H-Bombe verwendet .
Reines Lithium ist ein weiches Metall mit silbrig-grauer Farbe, das bei Kontakt mit Luft und Wasser sehr schnell anläuft und oxidiert , wobei es eine dunkelgraue Tönung annimmt, die schnell in Anthrazit und Schwarz übergeht. Es ist das leichteste feste Element . Wie andere Alkalimetalle reagiert metallisches Lithium leicht mit Luft und mit Wasser. Aus diesem Grund wird es in Mineralöl konserviert, um es vor der Luft zu bewahren.
Lithium wird verwendet zur Herstellung von Batterien oder Hochspannungszellen und Batterien (65%), durch das Glas und Keramikindustrie (18%), Spezialschmierstoffe, die Behandlung von verbrauchter Luft durch CO 2, Metallurgie und Gummi- und Thermoplastindustrie, Feinchemikalien, Legierungsherstellung.
Lithium ist sehr reaktiv und kommt in der natürlichen Umgebung nicht im nativen Zustand vor , sondern nur in Form von ionischen Verbindungen . Es wird aus extrahiert Pegmatit Typ Felsen , sowie Tone und Solen . Das chemische Element wird am häufigsten direkt aus Bergbaukonzentraten verwendet. Um es industriell im metallischen Zustand zu erhalten, wird die Technik der Salzschmelze- Elektrolyse verwendet (55% LiCl und 45% KCl , bei 400 °C ).
Die weltweiten Lithiumreserven wurden vom USGS Ende 2010 auf 13 Millionen Tonnen geschätzt , davon 58 % in Bolivien und 27 % in China . ImFebruar 2020, war diese USGS-Schätzung auf 17 Millionen Tonnen angestiegen und die identifizierten Gesamtressourcen auf 80 Millionen Tonnen, davon 26 % in Bolivien , 21 % in Argentinien , 11 % in Chile , 8 % in Australien und 6 % in China . Die Weltproduktion belief sich ihrerseits im Jahr 2019 auf 77.000 Tonnen, ohne die Vereinigten Staaten (deren Daten vom USGS nicht veröffentlicht werden), die hauptsächlich von Australien (55%), Chile (23%), China (10%) ) und Argentinien (8%).
Lithium kommt in Spuren in den Ozeanen und in allen Lebewesen vor. Es scheint keine bedeutende biologische Rolle zu spielen, da Tiere und Pflanzen in einer Umgebung ohne Lithium gesund leben können. Auch die möglichen nicht-vitalen Funktionen von Lithium sind nicht geklärt, jedoch hat sich die Gabe von Li + -Ionen in Form von Lithiumsalzen als Stimmungsstabilisator , insbesondere bei bipolaren Störungen, bewährt .
Lithium (aus dem Griechischen λίθος ( Lithos ) bedeutet "Stein") von dem schwedischen Chemiker entdeckt wurde Johan August Arfwedson in 1817 durch die Analyse von Petalit (LiAlSi 4 O 10). In 1800 während einer Reise nach Europa, José Bonifácio de Andrada e Silva entdeckte ein neues Mineral auf der Insel Utö in der Gemeinde von Haninge in Schweden , die er Petalit benannt. Durch die Analyse dieses Gesteins identifizierte Arfwedson, der in Berzelius' Labor arbeitete , ein neues, bisher unbekanntes Element. Später entdeckte er das gleiche Element in Spodumenmineralien (LiAlSi 2 O 6) und Lepidolith (K (Li, Al) 3 (Si, Al) 4 O 10 (F, OH) 2) auch von der Insel Utö. Um seinen mineralischen Ursprung im Gegensatz zu den beiden anderen damals bekannten Alkalien , Kalium und Natrium, die im Pflanzenreich entdeckt wurden, zu unterstreichen , schlug Berzelius vor, es Lithion zu nennen.
In 1818 , Christian Gmelin (1792-1860) war die erste zu beobachten , dass diese (Lithium) Salze mit einer roten und glänzenden Flamme gab.
Die beiden Männer versuchten jedoch, das Element aus seinem Salz zu isolieren, konnten dies jedoch nicht. Das Element wurde durch Elektrolyse eines Lithiumoxids von William Thomas Brande und Sir Humphry Davy isoliert .
Lithium Die kommerzielle Produktion begann 1923 durch die deutsche Metallgesellschaft AG , die die Elektrolyse einer Mischung aus Lithiumchlorid- und Kaliumchloridschmelzen einsetzte .
Die verschiedenen Nationen in der Entwicklung der beteiligten Kern Bombe in den späten 1940er und frühen 1950er Jahren produzierte Lithium Deuterid angereichert mit Lithium - 6 . Abgereichertes Lithium wird auf dem Reagenzienmarkt eingeführt, was die Unsicherheit über die Atommasse von Lithium erheblich erhöht . Als Ergebnis kann die Atommasse von Lithiumproben (natürlich und kommerziell) zwischen 6.938 7 und 6.995 9 u variieren .
Die beiden stabilen Isotope von Lithium in der Natur gefunden werden 6 Li und 7 Li, wobei letztere die häufigste (92,5%).
2012 wurden auch bereits die Radioisotope 3 Li, 4 Li, 5 Li, 8 Li, 9 Li, 10 Li, 11 Li, 12 Li und 13 Li beobachtet. 12 Li und 13 Li sind die zuletzt im Jahr 2008 entdeckten. Zu den stabilsten radioaktiven Isotopen zählen 8 Li mit einer Halbwertszeit von 838 ms und 9 Li mit einer Halbwertszeit von 178 ms .
Nach der modernen Theorie der Kosmologie ist Lithium eines der drei Elemente, die während des Urknalls in Form von Lithium 7 synthetisiert wurden . Die Menge des erzeugten Lithiums hängt von der Anzahl der Photonen pro Baryon ab , aber die Häufigkeit von Lithium kann für allgemein akzeptierte Werte für diese Zahl berechnet werden. Es gibt jedoch einen kosmologischen Widerspruch in Bezug auf Lithium : Ältere Sterne scheinen weniger Lithium zu enthalten, als sie sollten, während jüngere mehr haben. Eine Hypothese ist, dass Lithium in den ältesten Sternen gemischt und zerstört wird, während es in den jüngsten Sternen produziert wird. Obwohl sich Lithium nach der Kollision mit einem Proton bei Temperaturen über 2,4 Millionen Grad Celsius in zwei Heliumatome umwandelt, ist die Lithiumhäufigkeit in jüngeren Sternen größer, als digitale Modelle vermuten lassen. Im Jahr 2017 wurden zwölf Sterne der Milchstraße beobachtet, die bis zu 2.800-mal mehr Lithium enthielten als die Sonne ; Da diese Sterne die Phase des Roten Riesen noch nicht erreicht haben , soll das in ihnen enthaltene Lithium aus ihrer Entstehung stammen, aber seine Anwesenheit bleibt weitgehend ungeklärt.
Obwohl es eines der drei synthetisierten Elemente ist, aus denen das Universum hervorgegangen ist, kommt Lithium wie Beryllium und Bor deutlich seltener vor als andere Elemente. Dies liegt an den niedrigen Temperaturen, die für seine Zerstörung erforderlich sind, und dem Fehlen von Verfahren zu seiner Herstellung.
Lithium ist viel weniger reichlich als die üblichen Alkalien und Erdalkalien ( Na , K , Mg , Ca ) , obwohl es in der Natur weit verbreitet ist. In der Erdkruste zeigen Schätzungen eine Konzentration variierend zwischen 20 und 70 Teilen pro Million (ppm) auf dem Gewicht ( das heißt zwischen 20 und 70 mg / kg ). Bei 20 mg pro kg Kruste, macht es die Lithium - 33 th häufigste Element auf der Erde. Obwohl es in allen Regionen der Welt vorkommt, wird es aufgrund seiner hohen Reaktivität mit Wasser und Luft nicht als reines Metall gefunden. Lithium kommt in geringen Mengen in magmatischen Gesteinen vor , die höchste Konzentration in Graniten . Der Pegmatit- Granit ist ein Mineral mit dem höchsten Vorkommen an Lithium, Spodumen und Petalit , die die rentabelsten Quellen für die kommerzielle Nutzung sind. Der Lepidolith enthält Lithium in einer nicht zu vernachlässigenden Menge. Eine weitere Lithiumquelle sind die Tone von Hectorit , die insbesondere von der Western Lithium Corporation in den Vereinigten Staaten abgebaut werden .
Der Gesamtlithiumgehalt des Meerwassers wird auf 230 Milliarden Tonnen geschätzt, mit einer relativ konstanten Konzentration zwischen 0,14 und 0,25 ppm oder 25 Mikromol. In der Nähe der hydrothermalen Quellen werden jedoch höhere Konzentrationen beobachtet, nahe 7 ppm .
Lithium kommt in Spuren in Plankton , in vielen Pflanzen und Wirbellosen in Konzentrationen von 69 bis 5.760 Teilen pro Milliarde (ppb) vor. In lebenswichtigen Geweben und Flüssigkeiten von Wirbeltieren liegt die Konzentration zwischen 21 und 763 ppb . Marine Organismen akkumulieren mehr Lithium in ihren Geweben als ihre irdischen Pendants.
Die Rolle von Lithium in lebenden Organismen ist noch ziemlich unklar, aber Ernährungsstudien bei Säugetieren implizieren es als einen Faktor für eine gute Gesundheit und legen nahe, dass es mit einem ADI von etwa 1 mg / Tag als essentielles Spurenelement betrachtet werden sollte .
Im Jahr 2011 schien eine epidemiologische Beobachtungsstudie einen Zusammenhang zwischen dem Lithiumgehalt im Trinkwasser und der Langlebigkeit anzuzeigen.
Die Reserven globale Lithium geschätztFebruar 2020vom United States Geological Survey (USGS) mit 17 Mt (Millionen Tonnen) und den ultimativen Ressourcen mit 80 Mt (bzw. 21 Mt bzw. 86 Mt in and Januar 2021), davon 26 % in Bolivien , 21 % in Argentinien , 11 % in Chile , 8 % in Australien und 6 % in China :
Land | Produktion 2018 | Geschätzte Produktion 2019 | Nachgewiesene Reserven | Geschätzte Ressourcen |
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Argentinien | 6.400 | 6.400 | 1.700.000 | 17.000.000 |
Australien | 58.800 | 42.000 | 2.800.000 | 6.300.000 |
Bolivien | nd | nd | nd | 21.000.000 |
Brasilien | 300 | 300 | 95.000 | 400.000 |
Kanada | 2.400 | 200 | 370.000 | 1.700.000 |
Chile | 17.000 | 18.000 | 8.600.000 | 9.000.000 |
China | 7.100 | 7.500 | 1.000.000 | 4.500.000 |
Demokratische Republik Kongo | nd | nd | nd | 3.000.000 |
Vereinigte Staaten | nd | nd | 630.000 | 6.800.000 |
Deutschland | nd | nd | nd | 2.500.000 |
Mexiko | nd | nd | nd | 1.700.000 |
Tschechien | nd | nd | nd | 1.300.000 |
Spanien | nd | nd | nd | 300.000 |
Portugal | 800 | 1.200 | 60.000 | 250.000 |
Mali | nd | nd | nd | 1.000.000 |
Russland | nd | nd | nd | 1.000.000 |
Serbien | nd | nd | nd | 1.000.000 |
Zimbabwe | 1.600 | 1.600 | 230.000 | 540.000 |
Welt insgesamt | 95.000 | 77.000 | 17.000.000 | 80 000 000 |
Die Ressourcen anderer Länder, die in dieser Tabelle nicht aufgeführt sind, sind: Peru 130.000 Tonnen, Österreich 50.000 Tonnen, Finnland 50.000 Tonnen, Kasachstan 50.000 Tonnen, Namibia 9.000 Tonnen.
Die Schätzungen der USGS-Reserven waren in Februar 2019von 14 Mt (Millionen Tonnen) und die der ultimative Mittel von 62 Mio. t , davon 24% in Argentinien , 15% in Bolivien , 14% in Chile , 12% in Australien und 7% in China .
Im Jahr 2019 betrug die Weltproduktion 77.000 Tonnen (2018: 95.000 Tonnen), davon 55% in Australien , 23% in Chile , 10% in China und 8% in Argentinien . Im Jahr 2010 betrug er 28.100 Tonnen, ohne die Vereinigten Staaten (deren Daten vom USGS nicht veröffentlicht werden ), hauptsächlich von Chile (35%), Australien (34%), China (18%) und Argentinien (11,5%) bereitgestellt. . Die Hauptproduzenten im Jahr 2008 waren Chile mit Salar d'Atacama (39,3% der Weltproduktion), China (13,3%) und Argentinien (9,8%), so die Statistiken von Meridian International Research .
BP gibt mit insgesamt 61.800 Tonnen im Jahr 2018 deutlich niedrigere Produktionsschätzungen an, wobei der größte Unterschied in Australien liegt, das nach Angaben des Unternehmens 27.200 Tonnen produziert. Für die Reserven verwendet BP die Schätzungen des USGS. Die Reserven würden somit eine Produktion von 227 Jahren bei der aktuellen Rate sicherstellen.
Lithium existiert in einer Konzentration, die eine rentable wirtschaftliche Nutzung ermöglicht, an sehr wenigen Orten auf der Erde . Es ist hauptsächlich eine Verunreinigung der Salze anderer Alkalimetalle, hauptsächlich in Form von:
Die größte Lagerstätte der Welt sind die Salzwüsten von Uyuni im Departement Potosí im Südwesten Boliviens . Sie repräsentiert ein Drittel der weltweiten Ressourcen und ist für die Bolloré- Gruppe von besonderem Interesse . ImMärz 2008, hat Bolivien den Abbau von Lithium in der fossilen Salzwüste von Uyuni und die Errichtung einer Extraktionsanlage genehmigt .
Die zweitgrößte Lagerstätte ist der Salar in Atacama , Chile, der seit 1997 der weltweit führende Exporteur ist, mit dem deutschen Unternehmen Chemetall als Hauptoperator .
Auch Argentinien verfügt über eine Lithium-Lagerstätte, am Salar del Hombre Muerto , hundert Kilometer nördlich von Antofagasta de la Sierra , im Nordwesten des Landes, schwer zugänglich (nur natürliche Erdspuren führen dorthin), aber seit 1995 von FMC betrieben operated .
In Westaustralien , im Pegmatit der Greenbushes-Minen, förderte Talison Lithium Ltd zwischen 2010 und 2011 mehr als 300.000 t/Jahr Spodumenkonzentrat mit 8.000 bis 9.000 t Lithium (mehr als 25% der weltweiten Lithiumproduktion, mit nachgewiesenen und wahrscheinliche Reserven von 31,4 Millionen Tonnen Erz mit 1,43% Lithium)). In derselben Region begann Galaxy Resources im Jahr 2010 mit dem Tagebau einer Pegmatit-Lagerstätte in der Mine Mount Cattlin in der Nähe von Ravensthorpe mit dem Ziel, 137.000 t / Jahr eines 6%igen Spodumenkonzentrats von Li 2 O . zu produzierenmit gleichzeitiger Produktion von Tantaloxid. Im Jahr 2012 wurden 54.047 t Spodumenkonzentrat produziert. Nachgewiesene und wahrscheinliche Reserven sind 10,7 Mt Erz mit 1,04% Li 2 Ound 146 ppm Ta 2 O 5„Hauptsächlich nach China verschifft und zu Lithiumcarbonat verarbeitet“ ).
Andere Lagerstätten werden abgebaut, insbesondere Trockenseen in Tibet , Russland und den USA (Silver Peak, Nevada, von Rockwood Lithium abgebaut ) oder in Simbabwe ( Bikita Mine , Tagebau, mit 30.000 t/Jahr Erz mit 4,45% Li 2 O).
Die geothermischen Gewässer des Salton Sea (Kalifornien) sind so reich an Lithium wie die bolivianischen und chilenischen Salzseen. Ihre Gewinnung war in Erwägung gezogen worden, aber das für das Projekt verantwortliche Unternehmen schloss 2015 seine Türen.
In Kanada wurde 2010 eine Lagerstätte rund um James Bay entdeckt , die von mehreren Unternehmen betrieben wurde, bis sie 2014 geschlossen wurde. Im Abitibi wird ein Minenprojekt untersucht .
In Afghanistan wurden im Juni 2010 in der Presse sehr große Reserven erwähnt.
EuropaDie Europäische Union prognostiziert einen Anstieg ihres Lithiumverbrauchs um das 18-Fache zwischen 2020 und 2030. Fast das gesamte von ihr verwendete Lithium wird jedoch importiert. In Europa, in Portugal, ist nur eine Lithiummine aktiv: Sie fördert jährlich 1.200 Tonnen, die von der Keramikindustrie genutzt werden. Brüssel schätzt, dass Europa bis 2025 80 % des Bedarfs seiner Automobilindustrie, dem Hauptverbraucher, decken könnte. Forscher des französischen Forschungsbüros für Geologie und Bergbau (BRGM) sagen in einem auf der Website The Conversation veröffentlichten Artikel , dass Frankreich dank Lithiumvorkommen im Zentralmassiv oder in geothermischen Solen im Elsass autonom gegenüber Lithium mit einem Potenzial von mehr sein könnte 200.000 Tonnen Lithiummetall. Der Geologische Dienst der Vereinigten Staaten (USGS) schätzt jedoch für 2021 die europäischen Reserven (Lagerstätten bekannter Größe und wirtschaftlich ausbeutbar) auf 60.000 Tonnen oder 0,7% der Weltreserven und Ressourcen (entdeckte oder wahrscheinliche Lagerstätten) auf 7% der weltweiten Gesamtmenge . Dies würde laut einem Natixis-Analysten im Jahr 2030 bestenfalls knapp die Hälfte des Bedarfs an Elektroautos decken. In Spanien führt das australische Unternehmen Infinity Lithium Forschungen zum Betrieb einer Tagebaumine in der Nähe von San Jose durch. In Österreich, nahe Wolfsberg, will European Lithium ab 2023 produzieren. Im Elsass interessiert sich Eramet für Sole aus Geothermie-Stationen im Rheingraben, ebenso wie Vulcan Energy Resources auf deutscher Seite. Am weitesten fortgeschritten ist das Projekt Mina do Barroso im Norden Portugals, wo das britische Unternehmen Savannah Resources hofft, bald eine erste Mine in der größten Spodumen-Lagerstätte Europas eröffnen zu können. Die lokale Bevölkerung ist gegen dieses Projekt, da sie befürchtet, dass die Gewinnung von Mineralien das umliegende Land schädigen könnte.
FrankreichIn Frankreich, nach dem Bureau of Geologie und Bergbau Forschung (BRGM), eine kleine Anzahlung ( "große Tonnage Anzahlung mit niedrigeren Sn, Ta-Nb, Li, Be - Gehalt" , noch ungenutzten) vorhanden ist , in Tréguennec (Tregeneg) in dem Finistère und einige Lagerstätten wurden bereits vereinzelt im Lepidolith im Nordwesten des Zentralmassivs und vor allem im geringsten Petalit und Amblygonit (bis Échassières , Montrebas , Monts Ambazac ) abgebaut . Im Jahr 2015 lieferte es nur der Standort Echassières (betrieben von der Imerys- Gruppe ) als Nebenprodukt aus der Gewinnung von Kaolin , Sanden und Zuschlagstoffen. In diesem Fall ist die Lagerstätte mit einem differenzierten leukogranitischen Apex ( Albitit ) verbunden. Sein Potenzial wurde vom BRGM auf 280.000 t Li 2 O . geschätzt , 0,7%, in Form von disseminierter Lepidolith (lithiniferous Glimmer), um 20.000 begleitete t von Sn , 5,000 t der W O 3und 5.000 t Ta-Nb. Das Erz ist aufgrund seines Reichtums an Eisen und Fluor ziemlich schwierig abzubauen.
Auch in Guyana wurden vom BRGM Hinweise auf ein schwaches Vorkommen von Lithiummineralien gefunden .
Das BRGM veröffentlichte 2019 einen zusammenfassenden Bericht über Lithiumressourcen in Frankreich, der zu dem Schluss kommt, dass „die Produktion von Karbonaten oder Lithiumhydroxid aus Hartgestein derzeit ausschließlich aus LCT-Pegmatiten des Subtyps Spodumen stammt; Abgesehen von sehr seltenen Hinweisen existiert diese Art von Objekt auf dem französischen Festland nicht. Eine Gewinnung von Lithium aus Hartgestein konnte daher nur mit der Entwicklung industrieller Lithium-Extraktionsverfahren aus Mineralien wie der Lepidolith-Reihe, Zinnwaldit und der Amblygonit-Reihe erreicht werden . Es bewertet die Li 2 O-Ressourcen23.564 t „gemessene Ressourcen“ (Lagerstätte Beauvoir, in Betrieb) zuzüglich 65.895 t „indizierte Ressourcen“ (Lagerstätte Tréguennec) und 443.200 t „abgeleitete Ressourcen“.
Die elsässische Ebene enthält Lithium in sehr tiefen Grundwasserleitern (zwischen 1.000 und 4.000 Metern), in Sandsteinen, die vor 235 Millionen Jahren abgelagert wurden. Die nutzbare Tonnage wurde vom BRGM auf rund eine Million Tonnen Lithiummetall im Jahr 2017 geschätzt. Der französische Verband der Geothermiefachleute (AFPG) schätzt im Jahr 2021 die mögliche Koproduktion von Lithium im Elsass auf 15.000 Tonnen pro Jahr von zehn Geothermiestandorten . Tatsächlich verkünden die Unternehmen ES Géothermie und Fonroche Géothermie, die den elsässischen Untergrund zur Erzeugung von Wärme und Strom durch Geothermie nutzen , inNovember 2019dass das warme Wasser, das aus dem elsässischen Untergrund aufsteigt, 180 bis 200 mg Lithium pro Liter enthält. Sie schätzen daher die Versorgungsmöglichkeit pro Standort auf umgerechnet 1.500 Tonnen Lithiumcarbonat (LCE) pro Jahr. Die LCE-Reserven im Rheingraben werden auf 10 bis 40 Millionen Tonnen geschätzt . Der Bedarf der französischen Industrie, insbesondere der Automobilindustrie, beträgt 15.000 Tonnen LCE pro Jahr; Frankreich könnte daher in der Versorgung autonom sein.
Die Suche nach Lagerstätten wird im französischen Mutterland fortgesetzt, beispielsweise im September 2020 durch einen Antrag auf eine exklusive Explorationsgenehmigung für Lithium und verwandte Stoffe („Limagne-Beckengenehmigung“, für fünf Jahre, über 707 km 2 in der Region Clermont . -Ferrand ) , hinterlegt von der Firma Fonroche Géothermie. Sie knüpft an geochemische Untersuchungen des BRGM an, die im Riom- Sektor sehr heißes Grundwasser mit 80 mg/l oder mehr Lithium ergaben .
Das USGS schätzt die Weltproduktion 2019 auf 77.000 Tonnen (2018: 85.000 Tonnen, 2017: 69.000 Tonnen, 2016: 38.000 Tonnen, 2015: 31.500 Tonnen), davon 42.000 Tonnen in Australien, 18.000 Tonnen in Chile, 7.500 Tonnen in China und 6.400 6 Tonnen in Argentinien.
2017 investierten 136 kleine Unternehmen 157 Millionen Dollar in die Lithiumforschung, eine Verdoppelung gegenüber 2016.
Zwischen 2005 und 2015 stieg die Produktion um 20 % pro Jahr von 16.600 auf 31.500 Tonnen pro Jahr. Angetrieben von der Nachfrage führte dieser Anstieg zu einem Anstieg des Lithiumpreises, was wiederum die Wiedereröffnung zuvor geschlossener Minen, wie der Tagebaumine Mt Cattlin in Australien, sowie die Wiederbelebung der Forschung zur Folge hatte Vorkommen wurden in Nevada, Nordmexiko und Serbien entdeckt. Viele neue Minenprojekte sind in der Entwicklung: Eine Studie der Citigroup identifizierte sechzehn, insbesondere in Kanada, den Vereinigten Staaten, Australien und Argentinien. Die Oligopolstruktur von vier Unternehmen, die 2014 den Großteil des Metallverbrauchs produzierten, wird verschwinden; diese großen Vier sind die Amerikaner Albemarle (über ihre Tochtergesellschaften Rockwood Lithium, Talison Lithium etc. ) und FMC , die chilenische Sociedad Química y Minera de Chile (SQM) und die Chinesen Tianqi.
Das "Lithium-Dreieck", geteilt zwischen Chile, Argentinien und Bolivien, verbirgt 85% der Weltreserven. In Argentinien sind die Explorationsinvestitionen explodiert: + 928 % seit 2015. Mehr als zwanzig ausländische Unternehmen führen Projekte durch; 2019 sind zwei Minen in Betrieb und eine im Bau. In Chile wird der Lithiumabbau vom Staat überwacht und die Regierungsbehörde Corfo weist Unternehmen Produktionsquoten zu, hauptsächlich der chilenischen SQM, der chinesischen Tianqi, die 24% der SQM-Anteile gekauft hat 2018 und die amerikanische Albemarle. In Bolivien kontrolliert die Regierung von Evo Morales die Ausbeutung des Metalls, auch wenn seine Produktion viel geringer ist als die seiner Nachbarn; die nationale Firma YLB hat Partnerschaftsverträge mit dem deutschen Unternehmen ACI Systems und dem chinesischen Unternehmen Xinjiang Tbea unterzeichnet. In Chile und Bolivien werden Bauvorhaben für Batteriefabriken erwogen.
Wissenschaftler des Karlsruher Instituts für Technologie melden 2020 ein Verfahren zur Gewinnung von Lithium aus dem Tiefenwasser des Oberrheingrabens beim Passieren von Geothermiekraftwerken zum Patent an . An einem dieser Werke befindet sich eine Testanlage im Bau. Die Lithiumkonzentration in diesen Wässern würde bis zu 200 Milligramm pro Liter betragen. Durch die Aufbereitung der zwei Milliarden Liter Rheinwasser, die jährlich durch Geothermiekraftwerke fließen, könnten Hunderte Tonnen Lithium gewinnbringend und ohne negative Auswirkungen auf die Umwelt gewonnen werden.
Forscher der King Abdullah University of Science and Technology (KAUST) in Saudi-Arabien behaupten, im Juni 2021 eine elektrochemische Zelle entwickelt zu haben, die es ermöglicht, das im Meerwasser enthaltene Lithium zu attraktiven Kosten zu gewinnen, deren Reserven ihnen zufolge , 5.000 mal größer als die von Landvorkommen (siehe oben ). Die Koppelprodukte dieses Prozesses wären Wasserstoff und Chlor, wobei ersteres auch für den Verkehrssektor von Interesse wäre.
Lithium ist das Metall mit der niedrigsten Molmasse und Dichte , mit einer Dichte von weniger als der Hälfte von Wasser. Nach dem Gesetz von Dulong und Petit ist es der Festkörper mit der größten spezifischen Wärme .
Wie andere Alkalimetalle reagiert Lithium leicht bei Kontakt mit Wasser oder Luft (jedoch weniger als Natrium ); es existiert nicht im nativen Zustand .
Wenn es über einer Flamme platziert wird, nimmt es eine karmesinrote Farbe an, aber wenn es zu brennen beginnt, wird die Flamme sehr hellweiß. In Lösung bildet es Li + -Ionen .
Lithium hat eine sehr geringe Dichte von 0,534 g/cm 3 in der Größenordnung von Tannenholz . Es hat bei Raumtemperatur die geringste Dichte aller festen Elemente, gefolgt von Kalium mit einer um 60% höheren Dichte (0,862 g / cm 3 ). Außerdem ist es, abgesehen von Wasserstoff und Helium , im flüssigen Zustand weniger dicht als alle anderen Elemente. Seine Dichte beträgt 2/3 der von flüssigem Stickstoff (0,808 g/cm 3 ). Lithium kann auf den leichtesten Kohlenwasserstoffölen schwimmen und ist neben Natrium und Kalium eines der wenigen Metalle, die auf Wasser schwimmen können.
Im Jahr 2019, wird Lithium verwendet , um Lithium zu machen Zellen und Batterien (65% Lithium - Produktion), Gläser und Keramiken (18%), für Schmierfette (5%), und bei niedrigeren Raten für Materialien wie Metallurgie (Strangguß: 3 %), die Herstellung von Polymeren (3%) sowie zur Luftaufbereitung (Luftrecycling auf engstem Raum: 1%).
Schätzung der Entwicklung der Lithiumverwendung auf globaler Ebene (2006-2019).
Lithium wird wegen seines großen elektrochemischen Potentials oft in Elektroden von Batterien verwendet . Die Lithium-Batterien werden aufgrund ihrer hohen Energiedichte sowohl Masse als auch Volumen häufig im Bereich eingebetteter Systeme eingesetzt . Im Jahr 2019 ist dies der weltweit erste Einsatz von Lithium: 65 %.
Lithium in Metall- oder Aluminatform wird als hochenergetisches Additiv für Raketenantriebe verwendet. In dieser Form kann es auch als Festbrennstoff verwendet werden .
Lithium wird manchmal in Gläsern und Keramiken mit geringer Wärmeausdehnung verwendet, wie etwa dem 200-Zoll-Spiegel des Hale-Teleskops am Mount Palomar ; Außerdem reagiert es schwach an Röntgenstrahlen , Lithiumgläser (lithium meta- und Tetraborat ) werden daher Oxide (aufzulösen geschmolzene Perle Methode ) in der Röntgenfluoreszenzspektroskopie .
Die dritthäufigste Verwendung von Lithium ist für Schmierfette. Das Lithiumhydroxid ist eine Base , die, wenn sie mit Fett erhitzt wird , erzeugt eine Seifenverbindung Lithiumstearat . Lithiumseife kann Öle verdicken und wird zur Herstellung von Hochtemperatur-Schmierfetten verwendet.
Das bei der Synthese und Polymerisation von Elastomeren verwendete Organolithium .
Lithium (zum Beispiel in Form von Lithiumcarbonat ) als Zusatzstoff in der verwendeten Milch von Stranggießanlagen , bei denen es erhöht die Fließfähigkeit, die Verwendung , die 3% der Welt Verwendung von Lithium in Lithium 2019. Die Verbindungen können auch als Additive verwendet werden , in Gießereisand zum Schmelzen, um die Adern zu reduzieren.
Als Flussmittel zum Schweißen oder Hartlöten verwendet metallisches Lithium das Schmelzen von Metallen während des Prozesses und verhindert die Bildung von Oxiden durch die Aufnahme von Verunreinigungen. Die metallischen Legierungen von Lithium mit Aluminium , Cadmium , Kupfer und Mangan werden zur Herstellung von Hochleistungs- Flugzeugteilen verwendet (Lithium-Aluminium-Legierungen werden in Frankreich auf der Rafale verwendet ).
Die Lithiumchlorid und Lithiumbromid sind extrem hygroskopisch und werden eingesetzt als Trocknungsmittel .
Das Lithiumhydroxid und Lithiumperoxid (Li 2 O 2) sind die Salze, die am häufigsten in geschlossenen Räumen, wie an Bord von Raumfahrzeugen und U-Booten, verwendet werden, um Kohlendioxid zu entfernen und die Luft zu reinigen . Lithiumhydroxid absorbiert Kohlendioxid aus der Luft unter Bildung von Lithiumcarbonat und wird wegen seines geringen Gewichts gegenüber anderen Alkalihydroxiden bevorzugt.
In Gegenwart von Feuchtigkeit reagiert Lithiumperoxid mit Kohlendioxid zu Lithiumcarbonat, setzt aber auch Sauerstoff frei. Die chemische Reaktion ist wie folgt:
2 Li 2 O 2+ 2 CO 2→ 2 Li 2 CO 3+ O 2
Aus diesen Gründen werden einige der genannten Verbindungen sowie Lithiumperchlorat in den Sauerstoffgeneratoren (fr) verwendet , die den U-Boot- Sauerstoff speisen .
Nach Bernard Bigot , Physiker und Direktor des ITER - Projekt , 1 g Lithium und 50 Liter Wasser ausreichen , um die zu extrahieren Isotope von Wasserstoff für die Herstellung des Stromverbrauchs der westlichen irdischen Lebens, elektrische Energie notwendig dann ohne Abfall durch thermonukleare Fusion .
Lithium wird seit langem zur Behandlung von bipolaren Störungen eingesetzt . Es bleibt die Referenzbehandlung, mit der die anderen Stimmungsstabilisatoren verglichen werden. Der Wirkstoff in Lithiumsalzen ist das Li + -Ion, obwohl die genauen Wirkmechanismen noch umstritten sind.
Die Lithiumsalze wie Lithiumcarbonat , der Lithiumcitrat oder Orotat Lithium, werden als Stimmungsstabilisatoren bei der Behandlung verwendeten bipolarer Störung (früher manisch-depressive Krankheit ). Dieses Metall hat jedoch eine nicht unerhebliche Nephrotoxizität, und es ist notwendig, zu Beginn der Behandlung eine Nierenuntersuchung durchzuführen und das Blutlithium monatlich zu bestimmen.
Lithium wird auch zusammen mit bestimmten Antidepressiva wie Fluoxetin zur Behandlung von Zwangsstörungen eingesetzt .
Das Lithiumgluconat wird in der Dermatologie als Antiallergen und zur Behandlung der seborrhoischen Dermatitis des Gesichts bei Erwachsenen eingesetzt.
Lithium wird bei Schlafstörungen und Reizbarkeit in der Oligotherapie (trotz fehlender spezifisch nachgewiesener Aktivität) eingesetzt.
Lithium kann das Fortschreiten der amyotrophen Lateralsklerose (ALS) verlangsamen , so die Ergebnisse einer Pilotstudie, die in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht wurde.
Das Lithium-6 ist ein Kernmaterial, dessen Inhaftierung geregelt ist (Artikel R1333-1 des Verteidigungsgesetzes ).
Die Nachfrage ist sprunghaft angestiegen, insbesondere für die Produktion von Lithium-Ionen- Batterien für den Markt für Computer und Telefonie , die Lithiumpreise stiegen zwischen 2003 und 2008 von etwa 310 auf 2000 €/t (350 auf knapp 3000 $/t ) und überstiegen 9.000 $ / t im Jahr 2017.
Ein Bericht der Weltbank veröffentlicht inJuli 2017prognostiziert, dass die Entwicklung von elektrischen Akkumulatoren zur Speicherung von Strom aus Wind- und Sonnenenergie zu einem Anstieg des Lithiumbedarfs um 1000% führen könnte, wenn die Welt die notwendigen Schritte unternimmt, um den Temperaturanstieg deutlich auf unter 2 °C im Vergleich zu früher einzudämmen -Industrielle Ebenen.
Analysten der Bank Morgan Stanley prognostizieren jedochApril 2018ein 45%iger Rückgang des Lithiumpreises bis 2021 dank der zahlreichen in Entwicklung befindlichen Projekte in Chile, die das Weltangebot um 500.000 t / Jahr erhöhen könnten . Experten von Wood Mackenzie prognostizieren zudem, dass bis 2019 der Anstieg des Angebots den der Nachfrage übersteigen und das Preisniveau entsprechend sinken wird.
Laut einem in zitierten chinesischen RegierungsberichtMai 2019Laut einem Hongkonger Medien könnte China nun die Kosten für die Lithiumgewinnung durch acht teilen: Von 17.000 US-Dollar pro Tonne, die derzeit durchschnittlich bei langfristigen Verträgen abgerechnet werden, würden sie auf unter 2.200 US-Dollar sinken. Mit einer solchen Gelegenheit und dem Vorhandensein der viertgrößten Lithiumreserve der Welt in seinen Böden würde China zu einem wichtigen Akteur in der Batterieproduktion werden .
Lithium wird bei der Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien für heutige Elektro- und Hybridautos benötigt . Die Knappheitsgefahr ist nach dem aktuellen Stand der Technik erheblich. Die Firma Meridian International Research schätzte 2007, dass die Reserven nicht einmal ausreichen werden, um die Weltautoflotte zunächst zu ersetzen. Diese angekündigte Knappheit würde daher dem Problem des Lithiumrecyclings vorausgehen .
2015 belastete eine explosionsartige Nachfrage nach Elektroautos den Lithiummarkt; Der Preis für Lithiumcarbonat begann in Asien zu steigen und erreichte Rekordhöchststände inOktober 2017. Seitdem sind sie mit dem Produktionsanstieg um 40% gesunken und haben sich 2019 bei rund 12.000 USD pro Tonne stabilisiert. Laut den Analysten von Roskill wird die Nachfrage bis 2026 1 Million Tonnen Lithiumcarbonat (LCE) übersteigen, gegenüber knapp über 320.000 Tonnen im Jahr 2018. Goldman Sachs schätzt seinerseits, dass sich die Produktion in den nächsten zehn Jahren vervierfachen muss.
Alternativen zu Lithium-Batterien werden gesucht: Natrium-Ionen-Batterien , in Entwicklung seit den 2010er Jahren, könnten günstiger sein und das Problem der Reserven umgehen, funktionieren aber immer noch schlecht; gleiches gilt für Lithium-Eisen-Phosphat-Akkus .
Metallisches Lithium reagiert mit Stickstoff , Sauerstoff und Wasserdampf in der Luft. Daher wird die Lithiumoberfläche zu einem Gemisch aus Lithiumhydroxid (LiOH), das aufgrund seines stark basischen pH- Wertes korrosiv ist , Lithiumcarbonat (Li 2 CO 3) und Lithiumnitrid (Li 3 N). Besondere Aufmerksamkeit sollte Wasserorganismen gewidmet werden, die exponiert sind zur Toxizität von Lithiumsalzen.
Die Gewinnung von Lithium hat erhebliche Auswirkungen auf die Umwelt . Tatsächlich besteht der Extraktionsprozess aus:
Um die Sole zu pumpen, benötigen Sie Kraftstoff; dann erfordert die Verdunstung große Salzlösungsräume; schließlich setzt die Kalzinierung von Lithiumcarbonat CO 2 . frei.
Die lokale Bevölkerung rund um die Abbaustätten ist von der Kontamination ihrer Böden betroffen. Auf der tibetischen Hochebene, rund um die Trockenseen, vermehren sich Krebserkrankungen aufgrund der für die Produktion verwendeten Lösungsmittel, und das in Wasserquellen vorhandene Lithium verursacht Vergiftungen.
Schließlich regt die steigende Nachfrage die Erforschung und Exploration neuer Lagerstätten an, was laut der Vereinigung Les Amis de la Terre dazu führt, die kollektiven Landrechte indigener Völker zu verletzen, die jedoch in der Konvention 169 der ILO vorgesehen sind .
Lithium in Zellen und Batterien wird aufgrund der geringen Sammelquote, der niedrigen und volatilen Marktpreise für Lithium und der im Vergleich zur Primärproduktion als zu hohen Recyclingkosten lange Zeit schlecht recycelt .
Die erste Recyclinganlage für Lithium-Metall- und Lithium-Ionen-Batterien ist seit 1992 in British Columbia , Kanada, in Betrieb. In den USA ist seit 2015 in Lancaster (Ohio) eine Recyclinganlage für Lithium-Ionen-Batterien für Elektrofahrzeuge in Betrieb .
Im Jahr 2009 gab der japanische Konzern Nippon Mining & Metals bekannt, dass er mit Hilfe von METI und nach einer Ausschreibung von diesem im Jahr 2011 eine Industrieanlage zum Recycling von Batteriekathoden in Betrieb nehmen wird gewinnen Kobalt , Nickel , Lithium und Mangan zurück .
Das Recycling entwickelt sich auch in Europa, insbesondere in Belgien, durch Umicore in Hoboken nach dem pyrometallurgischen Verfahren und in Frankreich durch Recoveryl in Domène nach dem hydrometallurgischen Verfahren . Recupyl wird liquidiert am7. August 2018.
Die New Metal Refining Company (Snam) in Viviez (Aveyron), eine Tochtergesellschaft der belgischen Holding Floridienne, zieht jährlich 6.000 Tonnen Akkumulatoren zurück, davon 8% Autobatterien im Jahr 2017; Ab 2018 werden Batterien mit recycelten Komponenten hergestellt. SNAM wird im Frühjahr 2018 erstmals eine Pilotwerkstatt für recycelte Lithium-Ionen-Batterien eröffnen. Für die Massenproduktion sucht das Unternehmen einen neuen Standort in Aveyron, um 2019 eine Fabrik mit einer Kapazität von 20 MWh pro Jahr zu eröffnen . Bis 2025 sollen dann die Prozesse auf 4.000 MWh pro Jahr verbessert werden . Da Autohersteller keine Recyclingbatterien wollen, zielt das Unternehmen auf den wachsenden Markt der Stromspeicher in Industrie, Bau und erneuerbaren Energien.
Studien untersuchen neue Wege Lithium aus Batterien recyceln. Das in Gläsern und Keramiken enthaltene Lithium bleibt jedoch zu diffus, um zurückgewonnen zu werden.
Frankreich war laut französischem Zoll 2014 Nettoimporteur von Lithium. Der durchschnittliche Importpreis pro Tonne betrug 7.900 €.
Bevor ein Recycling in Betracht gezogen werden kann, muss eine bestimmte Menge Lithium gewonnen werden, um die Weltfahrzeugflotte mit Batterien auszustatten. Diese Menge ist ein unrealistisch hoher Prozentsatz der weltweit gewinnbaren Lithiumreserven.
„Bevor ein Recycling überhaupt in Erwägung gezogen werden kann, muss eine bestimmte Menge Lithium gewonnen werden, um die weltweite Fahrzeugflotte mit Batterien auszustatten. Diese Menge stellt einen unangemessen hohen Prozentsatz der letzten Lithiumreserven der Welt dar . "
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