Карбонат лития. Всё о его производстве и использовании

Химическая промышленность предоставляет нам массу возможностей благодаря огромному ассортименту производимой продукции. Сегодня без реактивов не обходится ни одно индустриальное производство! Большим спросом пользуется такой реактив, как карбонат лития – соль щелочного металла лития и угольной кислоты.

Человечество уже много лет прибегает к применению данного реактива в своих целях в самых разных областях промышленного производства, поэтому встал вопрос об эффективном производстве карбоната лития в крупных масштабах, но без потери качеств итогового сырья.

Методы синтезирования карбоната лития

На сегодняшний день 70 процентов всего лития находится в солёных озёрах, а оставшиеся 30 находятся в составе минералов, которые уже в последствие подвергаются обработке для добычи оксидов и сырьевых солей для синтезирования необходимого реагента.

Существует несколько способов для того, чтобы получить углекислый литий. К ним относятся:

Получение из оксида лития и окиси углерода: два реагента вступают в реакцию под воздействием температуры пятьсот градусов по Цельсию;
С помощью соответствующей щёлочи: для этого так же используется углекислый газ, но к продуктам реакции добавляется вода;
Обменная реакция с другими солями, в ходе чего ионы металлов замещают друг друга. Например, при взаимодействии сульфата лития и кальцинированной соли. В ходе взаимодействия двух веществ при нагревании до ста градусов более активный натрий вытесняет литий из его соли, а тот в свою очередь объединяется с кислотным остатком угольной кислоты.

Немаловажным является процесс очистки материала для получения чистого химического продукта, который можно будет использовать не только в той же металлургической индустрии, но и в фармацевтическом производстве для синтезирования препаратов, основой которых является карбонат лития:

Биокарбонизация водного раствора литиевого карбоната с помощью оксида углерода, в процессе которого происходит постепенное перемешивание смеси;
Тщательная фильтрация раствора;
Очищение с применением ионообменной смолы (синтетическая катионообменная);
Процесс дебикарбонизации;
Последовательное отделение необходимой соли;
Промывание чистой горячей водой;
Полное высушивание до состояния кристаллов.

С использованием такой методики получают максимально очищенный реагент, который производитель может применяться в химической, фармацевтической и других отраслях, где требуется максимальная точность реакций и чистота действующего вещества.

Второй способ очистки включает в себя следующие три этапа:

Осуществляется подщелачивание раствора лития карбоната технического типа с помощью известковой воды. На этом этапе происходит реакция обмена с последующим образованием едкого лития и осаждённого углекислого кальция;
Затем следует удаление осадка с помощью тщательной фильтрации;
Очищенный раствор гидроксида лития обрабатывается оксидом углерода, в ходе чего уменьшается количество и концентрация ионов кальция, а также образуется чистый карбонат лития.

У данной методики есть некоторые недостатки, в отличие от первого варианта: процесс считается достаточно трудоёмким и затратным по времени и ресурсам, в ходе которого образуется не самый чистый продукт: 99,3%.

Поэтому первый вариант очистки реагента считается самым оптимальным и выгодным для больших промышленных производств.

Как углекислый литий используется в промышленной индустрии

Благодаря ряду химических свойств углекислая соль лития используется в самых разных индустриях:

Пиротехника

Несмотря на то, что углекислый литий не отличается сильными пирогенными свойствами, он присутствует в составе множества пиротехнической продукции, так как металл в составе данной соли обладает одним особенным свойством – он окрашивает пламя в красный цвет. Это делает его отличным пигментом в данном типе продукции.

Производство стекла и керамики

Реагент на сегодняшний день активно применяется в процессе изготовления стекольной продукции. Свойства углекислого лития особенно ценятся при создании кинескопов катодного типа, жаропрочного стекла, стекловолоконной продукции и оптических приборов.

Данная соль также влияет на температурные показатели плавления стекольной массы, что несколько сокращает время работы. Она также влияет на структуру смеси, делая итоговый продукт после застывания более плотным, ударопрочным, повышает вязкостные показатели и расширение при повышении температуры, что помогает предотвратить растрескивание во время использования, предусматривающее некоторое нагревание изделия.

В керамике карбонат лития тоже играет важную роль в потоковом производстве керамической продукции. Добавление реагента в состав того же фарфора, который сам по себе очень хрупок, позволит производителю добиться повышения ударной прочности и износостойкости у готового изделия. Также вещество может воздействовать на такой показатель, как прозрачность и делать фарфор электроизоляционным.

Примесь карбоната лития также позволяет понизить коэффициент расширения материала и темперные показатели его плавления, что позволяет уменьшить количество расходуемого топлива и сказывается на сроке службы печи, продлевая его. Выгода для производства заключается не только в улучшении качества кремопродукции, но и экономии на топливном материале и оборудовании.

Медицина и фармация

Фармацевтическая промышленность тоже не обошла стороной такой реактив. На сегодняшний день его используют в качестве активного вещества для ряда нормотимических средств, используемых в психиатрии.

Металлургия

В процессе изготовления различных сплавов и в дальнейшем надёжных металлоизделий, немаловажно следить за чистотой их состава, избавляя от нежелательных примесей. В этом помогает карбонат лития, с помощью которого из сплавов удаляют серу, способную влиять на хрупкость итогового изделия.

При работе с цветными металлами соль применяют в составе флюсов для рафинирования металлоизделий.

Аккумуляторы и электроника

Сегодня с трудом можно представить нашу жизнь без мобильных устройств и другой электроники, работающей на литиевых аккумуляторах. Источником активных ионов в них, отвечающих за выработку энергии, выступает оксид лития, который в свою очередь получают из углекислой соли соответствующего металла.

Строительство

Во многих современных строительных смесях не обходятся без использования карбоната лития. Если у производителя появилось желание улучшить состав того же плиточного клея, то в этом поможет данный реагент, влияя на скорость схватывания продукта.

Аграрная индустрия

Как и ряд других неорганических солей, эта широко используется в сельском хозяйстве для обогащения почв катионами лития и анионами карбонатов, что играет важную роль для правильного роста сельскохозяйственных культур. Отмечается положительная реакция на литиевых удобрения у таких культур, как табак, хлопчатник, сахарная свекла, томаты, картофель и ряд других.

Выводы

Из этого всего следует, что карбонат лития – востребованный и важный продукт химического производства, который производители различных ниш могут применять для широкого спектра действий.

Литиевая соль угольной кислоты способна улучшать составы рабочих растворов, быть источником энергии, укреплять стекло, окрашивать пламя и даже выступать в роли лекарственного средства.

К другим статьям