Comprendre le carbonate de lithium et ses applications
Le carbonate de lithium, un composé inorganique de formule chimique Li2CO3, est un cristal monoclinique incolore ou une poudre blanche. Densité 2,11 g/cm3, soluble dans l’acide dilué, légèrement soluble dans l’eau, la solubilité dans l’eau froide est supérieure à l’eau chaude, insoluble dans l’alcool et l’acétone.
Le carbonate de lithium est une source importante pour la préparation de divers produits physiques haut de gamme. Selon des facteurs tels que la difficulté de traitement, le niveau technologique et le contenu technique, il peut être divisé en produits au lithium de base et produits au lithium haut de gamme. Les produits au lithium de base comprennent principalement le carbonate de lithium de qualité industrielle et l’hydroxyde de lithium de qualité industrielle ; Les produits au lithium haut de gamme comprennent principalement l’hydroxyde de lithium de qualité batterie, le carbonate de lithium de qualité batterie, le carbonate de lithium de qualité pharmaceutique et le carbonate de lithium de haute pureté.
Matière première du carbonate de lithium
Il existe deux principaux types de lithium dans la nature. Environ 70 % du lithium mondial se trouve dans les lacs salés et environ 30 % provient du minerai. Selon les statistiques de l’USGS, les réserves mondiales prouvées de lithium dépassent 13,519 millions de tonnes (lithium métal) ; tandis que les ressources s’élèvent à 39,78 millions de tonnes, soit l’équivalent de 210 millions de tonnes de carbonate de lithium.
Le carbonate de lithium dans l’industrie se réfère principalement aux ions lithium et au minerai de lithium. Les ions lithium existent principalement dans la saumure des lacs salés, la saumure souterraine et l’eau de mer. Le minerai de lithium fait principalement référence au minerai de spodumène, de spodumène et de lépidolite. La teneur en lithium de la croûte terrestre est d’environ 0,0065 %, principalement répartie en Amérique du Sud, en Amérique du Nord, en Asie, en Océanie et en Afrique.
Répartition des réserves mondiales de lithium
Les cinq premiers pays disposant de réserves de ressources en lithium représentent 33,02 % au Chili, 18,57 % en Bolivie, 13,42 % en Argentine, 11,23 % aux États-Unis et 10,52 % en Chine.
Composition des ressources mondiales en lithium
La production mondiale des mines de lithium est principalement contribuée par le Chili et l’Australie. La production des deux a atteint 26 300 tonnes en 2016, représentant 75,14% de la production mondiale totale.
Production de la mine de lithium du Chili (lithium pur) entre 2007 et 2016 unité : tonne
La production de lithium de la Chine est relativement faible, mais c’est le plus gros consommateur de lithium. Elle importe principalement la plupart des ressources de lithium nécessaires d’Australie. La production de la mine de lithium australienne au cours des dix dernières années est la suivante (unité : tonne) :
Selon les données publiées par l’U.S. Geological Survey en 2015, les réserves prouvées de lithium de la Chine représentent environ 13% des réserves prouvées mondiales. Parmi eux, les ressources des lacs salés représentent environ 85% des réserves totales du pays, et les ressources minérales représentent environ 15%. Les ressources chinoises en lithium sont principalement distribuées au Qinghai. Tibet, Xinjiang, Sichuan, Jiangxi, Hunan et autres provinces. Le Tibet et le Qinghai sont du type saumure des lacs salés, tandis que le Xinjiang, le Sichuan, le Jiangxi et le Hunan sont du type pegmatite granitique ou minéral granitique.
Les méthodes de préparation du carbonate de lithium sont principalement divisées en deux catégories : la méthode d’extraction du minerai de lithium et la méthode de la saumure de lac salé. Les méthodes d’extraction du lithium à partir du minerai comprennent principalement le grillage du calcaire, la méthode à l’acide sulfurique et la méthode au sulfate. Les méthodes de saumure de lac salé comprennent principalement la méthode d’adsorption de poudre, la concentration en étang solaire, la méthode d’extraction par solvant, la méthode de lixiviation par calcination et la méthode de précipitation par évaporation.
Application et marché du carbonate de lithium
- Champ de verre
Dans la fabrication du verre, le carbonate de lithium est principalement utilisé dans le processus de production de tubes cathodiques, de verre résistant à la chaleur, de fibre de verre et de verre optique. Le carbonate de lithium peut non seulement réduire la température de maturation et de fusion du verre, augmenter la densité et la résistance du verre, mais également améliorer la viscosité et la dilatation thermique du verre et de nombreuses autres propriétés importantes.
- Domaine de la céramique
Dans le processus de fabrication de la céramique, l’ajout d’une quantité appropriée de carbonate de lithium peut non seulement augmenter la transparence et la résistance à l’usure du produit, mais également réduire le coefficient de dilatation et la température de fusion, réduisant ainsi la consommation de carburant et prolongeant la durée de vie du four.
- Domaine de la médecine
Dans le domaine médical, le carbonate de lithium peut être utilisé comme somnifère et tranquillisant, ainsi que pour l’anorexie mentale, le torticolis, l’arthrite, l’épilepsie, etc., et est devenu le médicament de choix pour la manie.
- Métaux non-ferreux
Dans l’industrie de la fusion de l’aluminium, des matériaux carbonés contenant 0,4% à 1,5% de carbonate de lithium sont utilisés comme anodes au lieu de matériaux de charbon actif ordinaires, ce qui permet d’économiser 300 à 600 kW·h d’électricité par tonne d’aluminium produite.
- Matériau de l’électrode
Le carbonate de lithium est le produit le plus important dans les composés du lithium. C’est la principale matière première pour la préparation de métaux Li, LiOH, LiBr, etc., non seulement pour les batteries lithium-ion, mais également pour les matériaux de composants à ondes élastiques de surface, le tantalate de lithium et le niobate de lithium.
Le carbonate de lithium est une matière première industrielle indispensable. Les applications en aval sont : céramique et verre 31%, batteries 23%, graisse 9%, fonderie d’aluminium 6%, réfrigérant 6%, pièces moulées 4%, caoutchouc 4%, produits pharmaceutiques 2%, l’autre 15%.
Source de l’article : China Powder Network