لیتیوم: فلزی سبک با کاربردهای گسترده برای آینده پاک

لیتیوم: فلزی سبک با کاربردهای گسترده برای آینده پاک بحساب می آید سبک ترین فلز قلیایی با شعاع یونی کوچک و محلول در آب می باشد. در این مقاله مختصری به معرفی لیتیوم و توزیع فلز لیتیوم در جهان و …… می پردازیم با ادامه مقاله همراه ما باشید.

ویژگی منحصر به فرد لیتیوم

رنگ

فلز لیتیوم به رنگ نقره‌ای سفید تا خاکستری دیده می شود.

ظرفیت گرمایی

کانی‌های سنگ لیتیوم ظرفیت گرمایی نسبتاً کمی دارند، این ویژگی کمک می کند که با تغییر دما سریع گرم یا سرد شوند از این ویژگی می توان در فرآوری کمک گرفت.

چگالی

 لیتیوم فلزی سبک با جرم مخصوص 0.534 گرم بر سانتی متر مکعب که چگالی آن کمتر از نصف آب است. این خصوصیت لیتیوم کمک می کند که در صنایع هوافضا و خودروسازی مورد توجه قرار گیرد و باعث بهبود عملکرد راندمان سوخت و کاهش وزن می شود.

نقطه ذوب

 لیتیوم دارای نقطه ذوب نسبتاً پایینی حدوداً 180.5 درجه سانتیگراد 356.9 درجه فارنهایت می‌باشد این مزیت برای استفاده در فرآیندهای صنعتی و تولید مواد می باشد.

نقطه جوش

 نقطه جوش لیتیوم 1342 درجه سانتیگراد 2448 درجه فارنهایت می باشد که این نقطه جوش بالا لیتیوم باعث تسریع بازدهی در فرآیندهای حرارتی و صنعتی می شود.

واکنش پذیری

واکنش پذیری بالای فلز لیتیوم به گونه ای است که با آب، اکسیژن و سایر عناصر به سرعت واکنش می دهد.

چگالی انرژی بالا

ذخیره چگالی انرژی بالای فلز لیتیوم (Li) باعث مفید بودن باتری و توان خروجی بالا می باشد این خاصیت برای وسایل نقلیه و الکترونیکی بسیار ضروری می باشد.

پتانسیل الکتروشیمیایی

لیتیوم دارای پتانسیل الکتروشیمیایی بالا می باشد پتانسیل الکتروشیمیایی لیتیوم به معنای توانایی آن برای اکسیداسیون و کاهش در فرآیندهای الکتروشیمیایی است. این خاصیت باعث شده است که لیتیوم بهترین مواد برای استفاده در باتری‌ها و سیستم‌های الکتروشیمیایی باشد.

پتانسیل بازیافت

داشتن پتانسیل بازیافت بسیار مفید می باشد این خصوصیت باعث کاهش اثرات زیست محیطی و استفاده دوباره لیتیوم می شود.

کاربرد گسترده لیتیوم

به طور کلی تمام ویژگی بالا، لیتیوم (Li) را به عنصری حیاتی برای کاربردهای مختلف صنعتی، به ویژه در باتری، الکترونیک، خودروسازی و … تبدیل کرده است در اینجا به کاربرد لیتیوم: فلزی سبک با کاربردهای گسترده برای آینده پاک می پردازیم.

باتری‌ها

 لیتیوم در باتری‌های قابل شارژ در دستگاه‌های الکترونیکی، خودروهای الکتریکی و …. مورد استفاده قرار می‌گیرند.

آلیاژها و پلیمرها

از آلیاژهای فلزی لیتیوم می توان آلیاژ لیتیوم – آلومینیوم،مس،منیزیم،تیتانیوم و نیکل می توان نام برد.

آلیاژها دارای ویژگی های منحصر بفرد از جمله وزن سبک، خواص مکانیکی بالا، مقاومت و استحکام مکانیکی بالا را دارند. همچنین لیتیوم در تولید پلیمرهای پیشرفته و باتری‌های لیتیوم – پلیمر نیز استفاده می شود.

داروسازی

 لیتیوم در درمان اختلالات عصبی مانند اختلال دوقطبی، افسردگی و…. استفاده می شود. البته مصرف لیتیوم همراه با نظارت پزشکی و تحت نظر پزشک تجویز و مدیریت شود.

شیشه و سرامیک

 لیتیوم در تولید شیشه‌ها با مقاومت بالا و سرامیک‌های پیشرفته به کار می‌ روند. کاهش نقطه ذوب، شکل دهی و قالب گیری را شیشه و سرامیک آسان تر می کند.

تصویربرداری پزشکی

 لیتیوم درتصویربرداری پزشکی هم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

صنعت هوافضا

لیتیوم در صنعت هوا فضا برای ماهواره ها، فضاپیماها و هواپیماها در باتری ها استفاده می شود. ویژگی هایی از جمله وزن سبک و ذخیره انرژی بالا باعث کاربرد آن در هوافضا شده است.

این تنها برخی از کاربردهای لیتیوم در صنایع و علوم مختلف هستند. همچنین، لیتیوم به عنوان یک منبع انرژی قابل تجدیدپذیر؛ روان کننده ها خودروسازی نیز مورد بررسی قرار گرفته است.

ذخایر لیتیوم براساس ذخایر و درجه

سنگ معدن لیتیوم (Li) از طریق فرآیندهای مختلف زمین شناسی تشکیل و در انواع مختلف کانسارها وجود دارد. که در اینجا به توضیح ذخایر لیتیوم می پردازیم

ذخایر لیتیومی از نوع سالار

پلایاهای نمکی و تخته‌های نمکی یا سالار، حوضه های تبخیری در سطح یا نزدیک سطح هستند که از طریق تجمع آب نمک های تشکیل می شود که در اثر هوازدگی و شسته شدن سنگ های حاوی لیتیوم و تبخیر در طول زمان به وجود می آیند که باعث تجمع لیتیوم در حوضه ها می شود. این ذخایر بر کل ذخایر غالب می باشد.

این ذخایر مربوط به مناطقی با تبخیر بالا؛ آب و هوای خشک و نیمه خشک؛ نمکزارهای بزرگ و مناطق فعال زمین ساختی (گسل) می باشد. ذخایر نمک عمدتاً در کشورهایی مانند شیلی، آرژانتین و بولیوی از این نوع هستند این سه کشور مشهور به مثلث لیتیوم می باشند.

پگماتیت های غنی شده و پگماتیت گرانیتی

پگماتیت ها سنگ های آذرین درونی دانه درشت که اندازه بلورهای آن بزرگتر از 2.5 سانتی متر می باشد پگماتیت ها از طریق تبلور ماگما در عمق 3.5 تا 7 کیلومتری تشکیل می شوند.

پگماتیت‌های گرانیتی نیز می‌توانند حاوی لیتیوم باشند. گرانیت (نوع S) می تواند میزبان کانی های لیتیوم باشد، گاه ممکن است منجر به تشکیل مناطق پگماتیتی غنی شده با کانی های لیتیوم دار شود.

کانی مهم لیتیوم دار پگماتیت، اسپودومن (پیروکسن منوکلینیک)؛ لپیدولیت (میکا لیتیوم دار) و آمبلی گونیت (فسفات لیتیوم) و…. می باشد که در زیر به معرفی آن ها می پردازیم.

اسپودومن

این پیروکسن در رسوبات پگماتیت لیتیوم دار یافت می شود و به صورت توده ای، دانه ‌ای یا کریستالی می باشد که با رنگ های بی رنگ تا صورتی کم رنگ یا سبز دیده می شود که به علت داشتن لیتیوم بالا منبع اصلی لیتیوم شناخته می شود.

لپیدولیت

کانی لیتیوم میکای سفید که در پگماتیت ها، گرانیت و برخی از رسوبات رسوبی همراه با کانی های رسی مرتبط یافت می شود. که معمولا به رنگ های صورتی، بنفش و سفید دیده می شود.

نکته مهم و ارزشمند در مورد لپیدولیت همراهی عناصر کمیاب مانند روبیدیم، سزیم و تانتالوم که دارای ارزش اقتصادی بالایی می باشند.

پتالیت

پتالیت، سیلیکات آلومنیوم لیتیوم که در پگماتیت ها و برخی از رسوبات گرانیتی به صورت بی رنگ؛ سفید یا صورتی کم رنگ دیده می شود در مقابل اسپودومن لیتیوم کم تری دارد.

تریفیلیت/لیتیوفیلیت

 تریفیلیت و لیتیوفیلیت فسفات تیره رنگ هستند که می توانند حاوی لیتیوم نیز باشند. آن ها معمولا در گرانیت، پگماتیت ها و برخی از سنگ های دگرگونی یافت می شوند.

کانسارهای رسوبی

لیتیوم همچنین می تواند در کانسارهای رسوبی وجود داشته باشد، در خاک رس های غنی شده لیتیوم مانند هکتوریت یافت می شود. هکتوریت نوعی رس از اسمکتیت، ظاهری سفید رنگ که در مناطقی با حجم زیاد استخراج می شود.

آب نمک میدان نفتی

آب نمک غنی شده با لیتیوم در بعضی حوضه های میدان نفتی خاص دیده می شود که در داخل سفره های زمین شناسی انباشته و برای تشکیل نیاز به مدت زمان طولانی می باشد.

آب نمک های زمین گرمایی

آب نمک ها بر اثر واکنش آب گرم با سنگ به دست می آیند با توجه به اینکه برخی از آب نمک های زمین گرمایی گرم هستند می توانند دارای غلظت قابل توجهی لیتیوم باشند.

چشم انداز اقتصادی سنگ معدن لیتیوم

در سال های اخیر اهمیت کاهش انتشار گازهای گلخانه‌ای، باعث افزایش تقاضا برای خودروهای الکتریکی‌ (تولید باتری لیتیوم یونی) شده است.

 کاربرد لیتیوم در صنایع مختلف باعث اهمیت سنگ معدن لیتیوم و افزایش تقاضای جهان به این فلز شده است.

توزیع سنگ لیتیوم در جهان

کشورهای مهم لیتیوم در سال ۲۰۲۱ عبارتند از

وضعیت منبع لیتیوم در ایران

از شهرهای لیتیوم دار مهم در ایران می توان نهبندان و اطراف بیرجند، شورآبه‌ های قم، اصفهان و سمنان، دریاچه ارومیه و نیز دریاچه‌های چهارمحال بختیاری دارای نام برد اخیرا در همدان ذخیره معدنی لیتیوم کشف و گزارش شده است از طریق لینک می توانید خبر کشف ذخیره لیتیوم را در همدان مطالعه کنید.

اگر به پاسخ های کوتاه علاقه دارید حتما پاسخ سوالات زیر را مطالعه کنید.

لیتیوم چه رنگی می باشد؟

فلزی به رنگ نقره ای – سفید؛ از گروه فلزات قلیایی که بشدت با آب واکنش پذیر می باشد.

بزرگترین ذخایر لیتیوم در چه کشوری قرار دارد؟

شیلی؛ آرژانتین و استرالیا مشهور به مثلث لیتیوم می باشد.

چرا مثلث لیتیوم اهمیت داد؟

چون 54 درصد منابع جهانی لیتیوم را تشکیل می دهد.

آیا لیتیوم مثل آهن خاصیت مغناطیسی دارد؟

خیر، لیتیوم مثل مگنتیت خاصیت مغناطیسی ندارد و در دسته بندی دیامغناطیس قرار می گیرد.

اگر می خواهید در مورد مگنیتت بیش تر بدانید مقاله قبل را مطالعه کنید.

لیتیوم در چه سنگ هایی وجود دارد؟

لیتیوم با غلظت کم در سنگ های آذرین و با بیش ترین غلظت در پگماتیت های گرانیتی یافت می شود. در نهشته های سنگ های رسوبی حدود ۸ درصد منابع جهانی را تشکیل می دهد.

لیتیوم را در کجا می توان یافت؟

لیتیوم به علت واکنش پذیری بالا به طور مستقیم در طبیعت نمی توان یافت. درنمک های لیتیوم در ذخایر زیرزمینی خاک رس، پگماتیت، پگماتیت گرانیتی، آب نمک، آب دریا، آب زمین گرمایی یافت می شود.

آینده لیتیوم چطور پیش بینی می شود؟

با پیشرفت تکنولوژی و نیازمندی بشر به کاربرد لیتیوم تقاضا برای آن روز به روز بیش تر می شود.

آیا می توان لیتیوم را بازیافت کرد؟

95 درصد باتری لیتیوم یونی قابل بازیافت می باشد.

آیا معادن لیتیوم در افغانستان وجود دارد؟

افغانستان دارای ذخایر بالا لیتیوم (اسپودومن) با درصد خلوص بالا می باشد.

نتیجه گیری

در مقاله لیتیوم: فلزی سبک با کاربردهای گسترده برای آینده پاک، به بررسی کاربردهای گسترده لیتیوم در صنایع مختلف پرداخته شده است و به منابع اصلی از جمله سنگ‌های لیتیوم، سازندهای نفتی و…..معرفی شده است. با توجه به روند رو به رشد استفاده از لیتیوم در صنایع مختلف، به دلیل نیاز به انرژی پاک و قابل تجدید، شناسایی و بهره‌برداری از ذخایر لیتیوم به منظور تامین نیازهای آینده (اقتصادی و صنعتی) ضروری می باشد.