Carbonato de lítio - Lithium carbonate

Carbonato de lítio
Carbonato de lítio-xtal-1979-Mercury-3D-sf.png
2 Estrutura de Li + -Ions Estrutura do Carbonato
Nomes
Nome IUPAC
Carbonato de lítio
Outros nomes
Carbonato de dilítio, Carbolith, Cibalith-S, Duralith, Eskalith, Lithane, Lithizine, Lithobid, Lithonate, Lithotabs Priadel, Zabuyelite
Identificadores
Modelo 3D ( JSmol )
ChEBI
ChEMBL
ChemSpider
ECHA InfoCard 100,008,239 Edite isso no Wikidata
KEGG
Número RTECS
UNII
  • InChI = 1S / CH2O3.2Li / c2-1 (3) 4 ;; / h (H2,2,3,4) ;; / q; 2 * + 1 / p-2 VerificaY
    Chave: XGZVUEUWXADBQD-UHFFFAOYSA-L VerificaY
  • InChI = 1 / CH2O3.2Li / c2-1 (3) 4 ;; / h (H2,2,3,4) ;; / q; 2 * + 1 / p-2
    Chave: XGZVUEUWXADBQD-NUQVWONBAY
  • [Li +]. [Li +]. [O-] C ([O -]) = O
Propriedades
Li
2
CO
3
Massa molar 73,89 g / mol
Aparência Pó branco sem cheiro
Densidade 2,11  g / cm 3
Ponto de fusão 723 ° C (1.333 ° F; 996 K)
Ponto de ebulição 1.310 ° C (2.390 ° F; 1.580 K)
Decompõe-se a partir de ~ 1300 ° C
8,15 × 10 −4
Solubilidade Insolúvel em acetona , amônia , álcool
−27,0 · 10 −6  cm 3 / mol
1.428
Viscosidade
Termoquímica
97,4  J / mol · K
90,37  J / mol · K
Entalpia
padrão de formação f H 298 )
-1215,6  kJ / mol
-1132,4  kJ / mol
Perigos
Riscos principais Irritante
Ficha de dados de segurança ICSC 1109
Pictogramas GHS GHS07: Nocivo
Palavra-sinal GHS Aviso
H302 , H319
P305 + 351 + 338
Ponto de inflamação Não inflamável
Dose ou concentração letal (LD, LC):
LD 50 ( dose mediana )
525 mg / kg (oral, rato)
Compostos relacionados
Outros cátions
Carbonato de sódio Carbonato de
potássio Carbonato de
rubídio Carbonato de
césio
Exceto onde indicado de outra forma, os dados são fornecidos para materiais em seu estado padrão (a 25 ° C [77 ° F], 100 kPa).
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Referências da Infobox

O carbonato de lítio é um composto inorgânico , o sal de lítio do carbonato com a fórmula Li
2
CO
3
. Este sal branco é amplamente utilizado no processamento de óxidos metálicos e como medicamento para o tratamento de transtornos de humor.

Para o tratamento do transtorno bipolar , consta da Lista de Medicamentos Essenciais da Organização Mundial da Saúde , os medicamentos mais importantes necessários em um sistema básico de saúde .

Usos

O carbonato de lítio é um importante produto químico industrial . Seu principal uso é como precursor de compostos usados ​​em baterias de íon-lítio. Vidros derivados de carbonato de lítio são úteis em recipientes para forno. O carbonato de lítio é um ingrediente comum tanto no esmalte cerâmico de fogo baixo quanto no de alto fogo . Ele forma fluxos de baixo ponto de fusão com sílica e outros materiais. Suas propriedades alcalinas conduzem à mudança do estado dos corantes de óxido de metal no esmalte, particularmente óxido de ferro vermelho ( Fe
2
O
3
) O cimento endurece mais rapidamente quando preparado com carbonato de lítio e é útil para adesivos para azulejos . Quando adicionado ao trifluoreto de alumínio , ele forma LiF, que fornece um eletrólito superior para o processamento de alumínio .

Baterias recarregáveis

O principal uso do carbonato de lítio (e do hidróxido de lítio ) é como precursor de compostos de lítio usados ​​em baterias de íon-lítio . Na prática, dois componentes da bateria são feitos de compostos de lítio: o cátodo e o eletrólito .

O eletrólito é uma solução de hexafluorofosfato de lítio , enquanto o cátodo usa uma das várias estruturas litiadas, as mais populares das quais são o óxido de cobalto de lítio e o fosfato de ferro e lítio . O carbonato de lítio pode ser convertido em hidróxido de lítio antes da conversão nos compostos acima.

Usos médicos

Em 1843, o carbonato de lítio foi usado como um novo solvente para pedras na bexiga . Em 1859, alguns médicos recomendaram uma terapia com sais de lítio para várias doenças , incluindo gota , cálculos urinários , reumatismo , mania , depressão e dor de cabeça . Em 1948, John Cade descobriu os efeitos anti-maníacos dos íons de lítio. Essa descoberta levou o lítio, especificamente o carbonato de lítio, a ser usado para tratar a mania associada ao transtorno bipolar .

O carbonato de lítio é usado como medicamento psiquiátrico para tratar a mania, a fase elevada do transtorno bipolar. Os íons de lítio interferem nos processos de transporte de íons (veja “ bomba de sódio ”) que retransmitem e amplificam as mensagens transportadas para as células do cérebro. A mania está associada a aumentos irregulares na atividade da proteína quinase C (PKC) no cérebro. O carbonato de lítio e o valproato de sódio , outra droga tradicionalmente usada para tratar o distúrbio, agem no cérebro inibindo a atividade da PKC e ajudam a produzir outros compostos que também inibem a PKC. As propriedades de controle do humor do carbonato de lítio não são totalmente compreendidas.

Reações adversas

Tomar sais de lítio tem riscos e efeitos colaterais. O uso prolongado de lítio para tratar vários transtornos mentais é conhecido por levar ao diabetes insípido nefrogênico adquirido . A intoxicação por lítio pode afetar o sistema nervoso central e o sistema renal e pode ser letal.

Corante pirotécnico vermelho

O carbonato de lítio é usado para conferir uma cor vermelha aos fogos de artifício .

Propriedades e reações

Ao contrário do carbonato de sódio , que forma pelo menos três hidratos , o carbonato de lítio existe apenas na forma anidra. Sua solubilidade em água é baixa em relação a outros sais de lítio. O isolamento de lítio de extratos aquosos de minérios de lítio capitaliza essa baixa solubilidade. Sua aparente solubilidade aumenta 10 vezes sob uma leve pressão de dióxido de carbono ; esse efeito é devido à formação do bicarbonato metaestável , que é mais solúvel:

Li
2
CO
3
+ CO
2
+ H
2
O
⇌ 2 LiHCO
3

A extração de carbonato de lítio em altas pressões de CO
2
e sua precipitação na despressurização é a base do processo de Quebec.

O carbonato de lítio também pode ser purificado explorando sua menor solubilidade em água quente. Assim, o aquecimento de uma solução aquosa saturada causa a cristalização de Li
2
CO
3
.

O carbonato de lítio e outros carbonatos do grupo 1 não descarboxilam prontamente. Li
2
CO
3
decompõe-se em temperaturas em torno de 1300 ° C.

Produção

O lítio é extraído principalmente de duas fontes: espodumênio em depósitos de pegmatita e sais de lítio em piscinas subterrâneas de salmoura . Cerca de 82 mil toneladas foram produzidas em 2020, apresentando um crescimento significativo e consistente.

De reservatórios subterrâneos de salmoura

Por exemplo, no Salar de Atacama, no deserto do Atacama, no norte do Chile, a SQM produz carbonato e hidróxido de lítio a partir da salmoura.

O processo envolve bombear salmoura rica em lítio do subsolo para recipientes rasos para evaporação. A salmoura contém muitos íons dissolvidos diferentes e, à medida que a concentração aumenta, os sais precipitam da solução e afundam. O líquido restante (o sobrenadante) é usado para a próxima etapa. A seqüência exata das bandejas pode variar dependendo da concentração de íons em uma fonte particular de salmoura.

Na primeira panela, a halita (cloreto de sódio ou sal comum) cristaliza. Este tem valor econômico insuficiente e é descartado. O sobrenadante, com concentração cada vez maior de sólidos dissolvidos, é transferido sucessivamente para o tanque de silvinita (cloreto de sódio e potássio), o tanque de carnalita (cloreto de potássio e magnésio) e, finalmente, um tanque projetado para maximizar a concentração de cloreto de lítio. O processo leva cerca de 15 meses. O concentrado (solução de cloreto de lítio 30-35%) é transportado de caminhão para Salar del Carmen. Lá, o boro e o magnésio são removidos (normalmente o boro residual é removido por extração com solvente e / ou troca iônica e magnésio aumentando o pH acima de 10 com hidróxido de sódio ), então, na etapa final, por adição de carbonato de sódio , o carbonato de lítio desejado é precipitado, separado e processado.

Alguns dos subprodutos do processo de evaporação também podem ter valor econômico.

Há um foco considerável no uso de água nesta região pobre em água. A SQM encomendou uma análise do ciclo de vida que concluiu que o consumo de água para o hidróxido de lítio e carbonato da SQM é significativamente menor do que o consumo médio na produção do processo principal à base de minério, usando espodumênio . Uma LCA mais geral sugere o oposto para a extração dos reservatórios como um todo.

A maior parte da produção baseada em salmoura está no " triângulo do lítio " na América do Sul.

De salmoura 'geotérmica'

Outra fonte potencial de lítio são os lixiviados de poços geotérmicos , que são transportados para a superfície. A recuperação do lítio foi demonstrada no campo; o lítio é separado por simples precipitação e filtração. O processo e os custos ambientais são principalmente os do poço já em operação; os impactos ambientais líquidos podem, portanto, ser positivos.

A salmoura do projeto United Downs Deep Geothermal Power perto de Redruth é considerada valiosa pela Cornish Lithium devido à sua alta concentração de lítio (220 mg / l) com baixo teor de magnésio (<5mg / l) e conteúdo total de sólidos dissolvidos de <29g / l e uma taxa de fluxo de 40-60 l / s.

De minério

O α-espodumênio é torrado a 1100 ° C por 1h para fazer o β-espodumênio, depois é torrado a 250 ° C por 10 minutos com ácido sulfúrico.

Em 2020, a Austrália era o maior produtor mundial de intermediários de lítio, todos baseados em espodumênio

Nos últimos anos, muitas empresas de mineração começaram a explorar projetos de lítio em toda a América do Norte , América do Sul e Austrália para identificar depósitos econômicos que podem trazer novos suprimentos de carbonato de lítio online para atender à crescente demanda pelo produto.

De barro

A Tesla Motors anunciou um processo revolucionário para extrair lítio da argila em Nevada usando apenas sal e nenhum ácido. Isso foi recebido com ceticismo.

De baterias de fim de vida

Algumas pequenas empresas estão reciclando ativamente baterias usadas, principalmente com foco na recuperação de cobre e cobalto. Alguns também recuperam o lítio.

De outros

Em abril de 2017, a MGX Minerals relatou ter recebido uma confirmação independente de seu rápido processo de extração de lítio para recuperar lítio e outros minerais valiosos da salmoura de águas residuais de petróleo e gás .


A eletrodiálise foi proposta para extrair lítio da água do mar , mas não é comercialmente viável.

Ocorrência natural

O carbonato de lítio natural é conhecido como zabuyelite . Este mineral está relacionado com depósitos de alguns lagos de sal e alguns pegmatitos .

Referências

links externos