فلز لیتیوم چیست و چه اهمیتی دارد؟

فلز لیتیوم چیست؟

منظور از فلز لیتیوم چیست؟ لیتیوم نخستین فلز قلیایی در جدول تناوبی با علامت Li و عدد اتمی ۳ است. این عنصر شیمیایی بسیار واکنش‌پذیر و قابل اشتعال، در طبیعت به صورت خالص وجود ندارد و معمولاً از سنگ، خاک رس و آب نمک استخراج می‌شود. استخراج لیتیوم نیازمند خرید تجهیزات معدن پیشرفته برای خردایش، جداسازی و فرآوری سنگ‌ها و مواد معدنی است. لیتیوم به عنوان یک فلز مهم در اوایل قرن نوزدهم توسط شیمیدان برزیلی، خوزه بونیفاسیو دو اندرادا ای سلوا کشف شد. در این مقاله بررسی خواهیم کرد فلز لیتیوم چیست و چه اهمیتی دارد.

اهمیت استفاده از  فلز لیتیوم

لیتیوم به عنوان یکی از خاص ‌ترین فلزات جدول تناوبی، کاربرد های گسترده و ارزشمندی در صنایع مختلف دارد. اهمیت لیتیوم در توسعه فناوری ‌های نوین و بهبود کیفیت زندگی انسان ‌ها غیر قابل انکار است. به ویژه در دنیای مدرن، لیتیوم به عنوان یک عنصر کلیدی در تولید باتری ‌های سبک و پر انرژی در تلفن‌ های همراه، لپ ‌تاپ ‌ها و خودرو های الکتریکی شناخته می ‌شود.

آلیاژ های لیتیوم و آلومینیوم به خاطر خواص سبک و مقاوم ‌شان در صنعت هوا فضا به کار می ‌روند. گرمای ویژه بالای این فلز آن را به انتخابی مناسب برای انتقال حرارت در کاربرد های صنعتی تبدیل کرده است. در صنایع دارو سازی نیز، لیتیوم برای تولید کربنات و سیترات ‌های مختلف به عنوان تثبیت‌ کننده حال بیماران استفاده می ‌شود.

ویژگی های فلز لیتیوم

فلز لیتیوم، یکی از فلزات قلیایی و عنصر مهم در جدول تناوبی، با ویژگی ‌های منحصر به فردی خود را متمایز می‌ کند. این فلز به سرعت با آب واکنش نشان می ‌دهد و به همین دلیل در زیر روغن نگهداری می ‌شود. واکنش شدید آن با آب باعث می ‌شود که به سرعت اکسید شود. لیتیوم به عنوان یک هادی فوق ‌العاده در جریان ‌های الکتریکی شناخته می‌ شود و در این زمینه عملکرد قابل توجهی دارد. به علاوه، این عنصر یکی از سبک ‌ترین فلزات جدول تناوبی است؛ چگالی آن نصف چگالی آب بوده و به همین خاطر روی آب شناور می‌ ماند.

روش های استخراج فلز لیتیوم

لیتیوم از روش ‌های متنوعی استخراج می ‌شود. دو روش اصلی استخراج این عنصر شامل اسپودومن و آب شور سالار است که هر یک ویژگی ‌ها و مزایای خاص خود را دارند و در صنایع مختلف کاربرد دارند. تفاوت های اصلی این دو روش عبارتند از:

1. منبع استخراج
2. فرآیند استخراج
3. میزان تولید

منبع استخراج

اسپودومن یک سنگ رسوبی با منبع غنی لیتیوم است که در معادن بازالتی و گرانیتی یافت می‌ شود. در مقابل، آب شور سالار به آب ‌های زیر زمینی یا دریاچه ‌های شور با غلظت بالای لیتیوم اشاره دارد.

فرآیند استخراج

در روش استخراج لیتیوم از اسپودومن، ابتدا سنگ اسپودومن در مرحله‌ی خردایش اولیه با استفاده از سنگ شکن فکی به قطعات کوچک‌ تر تبدیل می‌شود این مراحل شامل خرد کردن، تقسیم ‌بندی و مخلوط کردن با حلال ‌های خاص است. سپس مواد خرد شده توسط تسمه نقاله به واحدهای فرآوری منتقل می‌شوند تا مراحل جداسازی انجام گیرد. در روش آب شور سالار، آب شور ابتدا استخراج و سپس با تقطیر و تنظیم پی اچ، لیتیوم از آن جدا می‌ شود و در آخر، با فرآیند های تصفیه، لیتیوم خالص به دست می ‌آید.

میزان تولید

روش اسپودومن برای تولید لیتیوم در مقیاس بزرگ بسیار کارآمد است و قادر به استخراج مقادیر قابل توجهی از این فلز ارزشمند در معادن به ‌صورت صنعتی می‌باشد. در این روش، پس از استخراج سنگ اسپودومن، مراحل خردایش، آسیاب و جداسازی شیمیایی با استفاده از تجهیزات معدن پیشرفته انجام می‌شود تا لیتیوم خالص به دست آید.

در مقابل، روش آب شور سالار به عنوان یک گزینه مناسب برای تولید در مقیاس کوچک‌تر شناخته می‌شود و به‌واسطه سادگی و مستقیم بودن آن، در مناطقی با ذخایر غنی آب شور استفاده می‌شود. این روش شامل استخراج آب شور، تغلیظ آن و جداسازی لیتیوم با کمک فرایندهای تبخیر و تصفیه است. هر دو روش نقش حیاتی در تأمین نیازهای جهانی به لیتیوم دارند و به پیشرفت فناوری‌های مدرن، از جمله تولید باتری‌های قابل شارژ و خودروهای الکتریکی، کمک می‌کنند.

همچنین توسعه این فناوری‌ها به ایجاد اشتغال و رشد اقتصادی در مناطق معدنی منجر می‌شود و اهمیت استراتژیک لیتیوم را برای صنایع مختلف برجسته می‌سازد.

ذخایر فلز لیتیوم ایران

فلز لیتیوم، با رنگ سفید مایل به نقره‌ای و نرم، یکی از عناصر حیاتی در صنایع مدرن محسوب می ‌شود. این فلز واکنش ‌پذیر و قابل اشتعال، باید تحت شرایط خاصی نگهداری شود. لیتیوم به عنوان سوخت آینده فناوری‌ های جدید و در راستای کاهش تأثیر تغییرات اقلیمی، نقشی اساسی ایفا می‌ کند. در این راستا، کشف ذخایر لیتیوم در ایران، به ویژه در همدان، امید های زیادی را برای صنعت باتری و توسعه اقتصادی این استان به همراه دارد. بر اساس اعلام رسمی، ذخیره ۸ میلیون و ۵۰۰ هزار تنی کانسنگ لیتیوم در همدان شناسایی شده است. کشف معدن لیتیوم در ایران به افزایش ذخایر معدنی کشور کمک می‌ کند.

خطرات استفاده از فلز لیتیوم

فلز لیتیوم در حالت خالص بسیار خطرناک و آتش ‌زا است. این فلز به‌ راحتی با آب و هوا واکنش نشان می ‌دهد و در صورت تماس با آب، می ‌تواند انفجار هایی شدید ایجاد کند. به علاوه، لیتیم خورنده است و تماس آن با پوست باید به ‌شدت محدود شود. برای ذخیره ‌سازی، این فلز باید در هیدرو کربن ‌های مایع قابل اشتعال مانند نفت نگهداری گردد.

سخن پایانی

لیتیوم، عنصری با ارزش، نقش حیاتی در بهبود کیفیت زندگی ما ایفا می ‌کند. از باتری ‌های قدرتمند دستگاه‌ های الکترونیکی گرفته تا شیشه ‌های شفاف و دارو های حیاتی، این عنصر در دنیای مدرن به یکی از ارکان اصلی تبدیل شده است. پیشرفت‌ های مداوم در فناوری لیتیوم نوید بخش کاربرد های نوآورانه ‌تری است که می ‌تواند تاثیر عمیقی بر صنایع مختلف بگذارد. به‌ علاوه، با افزایش توجه به پایداری و انرژی ‌های تجدید پذیر، انتظار می ‌رود لیتیوم به عنوان یک عنصر کلیدی در تحول فناوری ‌های آینده مطرح شود و همچنان بر زندگی روزمره ما تأثیر گذار باشد.

سوالات متداول فلز لیتیوم

۱. فلز لیتیوم چه ویژگی‌هایی دارد که آن را برای باتری‌ها ایده‌آل می‌کند؟
لیتیم سبک‌ترین فلز قلیایی است و چگالی کمی دارد، همچنین ظرفیت بالای نگهداری انرژی و قابلیت هدایت الکتریکی بالا آن را برای استفاده در باتری‌های قابل شارژ و خودروهای برقی ایده‌آل می‌کند.

۲. چه خطراتی هنگام کار با فلز لیتیوم وجود دارد و چگونه می‌توان ایمنی را حفظ کرد؟
لیتیوم خالص بسیار واکنش‌پذیر و آتش‌زا است و تماس با آب یا هوا می‌تواند خطرناک باشد. برای ایمنی، باید در هیدروکربن‌های مایع مانند نفت نگهداری شود و از تماس مستقیم با پوست جلوگیری کرد.

۳. روش استخراج فلز لیتیوم از سنگ اسپودومن چگونه است؟
سنگ اسپودومن ابتدا خرد می‌شود و سپس با حلال‌های خاص مخلوط شده و از طریق مراحل جداسازی و فرآوری، لیتیوم خالص از آن استخراج می‌شود. این روش برای تولید صنعتی لیتیوم مناسب است.

۴. فلز لیتیوم در چه صنایع غیر از باتری کاربرد دارد؟
علاوه بر باتری‌ها، لیتیوم در تولید آلیاژهای سبک و مقاوم برای هوافضا، انتقال حرارت صنعتی، داروسازی به عنوان تثبیت‌کننده حالت روانی بیماران و حتی شیشه و سرامیک کاربرد دارد.

۵. کشف معادن فلز لیتیوم در ایران چه تاثیری بر اقتصاد و فناوری دارد؟
کشف ذخایر عظیم لیتیوم در همدان، ایران را در تأمین مواد اولیه باتری‌ها و توسعه فناوری خودروهای برقی و صنایع الکترونیکی نوین تقویت می‌کند و فرصت‌های اقتصادی و صنعتی جدید ایجاد می‌کند.