Самый легкий среди металлов, который умеет повышать прочность своих «собратьев», — литий. Он в пять раз легче алюминия и почти в два раза легче воды.
При этом из-за активного взаимодействия с воздухом и водой из него невозможно сделать ничего, даже чайную ложку. Впрочем, если бы такая ложка была, при первом помешивании чая она бы бесследно растворилась.
Литий был открыт 206 лет назад шведским химиком Юханом Арфведзоном и с тех пор не теряет важности и продолжает удивлять своими свойствами и возможностями применения.
Как выглядит литий?
Это серебристо-белый металл. Мягкий, тверже натрия, но мягче свинца. Легко режется ножом. Его можно обрабатывать прессованием и прокаткой. Среди щелочных металлов литий имеет самую высокую температуру плавления (180°C) и кипения (1340°C) и самую низкую плотность среди всех металлов (0,53 г/см³). Это самый легкий металл в таблице Менделеева, поэтому он всплывает в воде.
Литий относительно стабилен на воздухе. При взаимодействии с сухим воздухом и кислородом практические не реагирует (при условии соблюдения комнатной температуры), при нагревании на воздухе – загорается.
При контакте с водой начинает образовывать щелочь, выделять водород. Металл плавает на поверхности жидкости, быстро растворяясь и издавая шипение.
При влажном воздухе металл вступает в реакции с газами, которые содержатся в нем (особенно с азотом). Оксидно-нитридная пленка покрывает поверхность лития при комнатной температуре. В числе продукции, которую поставляет Новосибирский завод химконцентратов (предприятие ТВЭЛа), — металлический литий и гидроксид лития-7. Расскажем о них подробнее.
Где используют металлический литий?
- Производство батарей и аккумуляторов
Они нужны для портативных электронных устройств (телефонов, ноутбуков, видеокамер, фотоаппаратов), накопителей энергии для электростанций, электромобилей, солнечных батарей, аэрокосмического оборудования (спутников связи, космических телескопов, исследовательских зондов, геостационарных спутников).
- Сплавы
Алюминий-литиевые сплавы имеют пониженную плотность и при этом повышенную жесткость, и прочность, а также хорошо свариваются. В авиастроении литий используют как легирующий компонент алюминиевых конструкторских сплавов.
- Металлургия
Литий активно реагирует с водородом, азотом, окислами и сульфидами, растворенными в расплавленных металлах. При этом образуются легко всплывающие нерастворимые химические соединения. Благодаря этому свойству литий применяют в качестве раскислителя и дегазатора металлов.
- Производство синтетического каучука
Литий органическое соединение лития (бутил литий) служит катализатором в процессе получения изопренового каучука, который, как и натуральный каучук, обладает высокой клейкостью и незначительно уступает ему в эластичности.
Где нужен гидроксид лития моногидрат?
Все зависит от его сорта.
Аккумуляторный батарейный сорт гидроксида лития моногидрата в основном используют для приготовления катодных материалов литийионных аккумуляторов. А также в качестве добавки для щелочных аккумуляторных электролитов: она увеличивает емкость на 12–15% и срок службы в 2–3 раза.
Технический сорт пригодится:
- для изготовления смазочных материалов. Несмотря на любые изменения температуры от −60 до 160°C, они имеют высокую стабильность механических показателей;
- в химической промышленности как реагент для получения соединений Li;
- в стекольной и керамической промышленности: добавки лития повышают химическую и физическую устойчивость. Глазурь и эмаль становятся более плотными, блестящими, устойчивыми к атмосферным воздействиям. При варке стекла добавки лития снижают температуру плавления и вязкости расплава.
В ядерной энергетике гидроксид лития-7 используется в качестве добавки в теплоноситель первого контура западных реакторов типа PWR для корректировки водно-химического режима.
Еще он нужен для производства химических реагентов — как основной компонент при подготовке ионообменных смол ядерного класса, которые входят в состав оборудования водоподготовки теплоносителя реакторов типа PWR.
Высокочистый гидроксид лития-7 моногидрат (99,99%) применяется в качестве компонента фторидного теплоносителя в жидкосолевых реакторах (MSR), при нейтронном захвате, используется в системе охлаждения реакторов типа PWR.
Хотите узнать больше про литий? Тогда смотрите литиевый подкаст ТВЭЛа.