لیتیوم چیست؟

لیتیوم یک عنصر شیمیایی با نماد Li و عدد اتمی 3 در جدول تناوبی است. لیتیوم معمولاً فلزی قلیایی نرم و به رنگ سفید تا نقره ای است. در حالت استاندارد کمترین چگالی میان عناصر جامد متعلق به لیتیوم می‌باشد. مانند تمام فلزات قلیایی، لیتیوم بسیار واکنش پذیر و قابل اشتعال است و باید در خلاء، اتمسفر خنثی یا مایع بی اثر مانند نفت سفید خالص یا روغن معدنی (مخلوطی مایع از هیدروکربن‌ها) ذخیره شود. لیتیوم معمولاً درخشندگی فلزی از خود نشان می دهد و در محیط آزاد به سرعت هوا زده می شود و به رنگ خاکستری مایل به نقره ای تبدیل شده و سپس سیاه می شود. در طبیعت آزادانه وجود ندارد، اما عمدتاً به صورت کانی های پگماتیتی که زمانی منبع اصلی لیتیوم بودند، وجود دارد. به دلیل حلالیت آن به صورت یون، در آب اقیانوس ها وجود دارد و معمولاً از آب نمک به دست می آید.  فلز لیتیوم به صورت الکترولیتی از مخلوطی از کلرید لیتیوم و کلرید پتاسیم جدا می شود.

کاربردهای لیتیوم

لیتیوم و ترکیبات آن کاربردهای صنعتی متعددی دارند، از جمله:

 شیشه و سرامیک مقاوم در برابر حرارت

روان کننده های لیتیوم گریس

افزودنی های شار برای تولید آهن، فولاد و آلومینیوم

باتری های فلزی لیتیوم و باتری های لیتیوم یون

این کاربردها بیش از سه چهارم لیتیوم تولیدی را مصرف می‌کنند. لیتیوم در سیستم های بیولوژیکی به مقدار کمی وجود دارد. هیچ عملکرد متابولیکی ثابتی در انسان ندارد. داروهای مبتنی بر لیتیوم به عنوان تثبیت کننده خلق و خو و ضد افسردگی در درمان بیماری های روانی مانند اختلال دوقطبی مفید هستند.

تصویر نگهداری لیتیوم در روغن

لیتیوم معمولاً از کانی های پتالیت LiAl(Si2O5)2 ، لپیدولیت K(Li,Al)3(Al,Si,Rb)4O10(F,OH)2 ، اسپودومن LiAl(SiO3)2 و همچنین آب نمک های زیرسطحی استخراج می شود. استرالیا و شیلی بزرگترین تولیدکنندگان لیتیوم در جهان هستند.

ماناماین بستری دیجیتال برای فعالین حوزه معدن با تمرکز بر خرید ، فروش و مشارکت در معادن فراهم کرده است. با کارشناسان ما در ارتباط باشید. 03591090535

مشخصات کانی شناسی لیتیوم

تصویری از کانی لیتیوم دار اسپودومن

مهمترین کانی های لیتیوم

از مهمترین کانی های لیتیوم دار که در حال حاضر استخراج می‌شوند می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

1-    اسپودومن [LiAlSi2O6]:  یک ماده معدنی از خانواده پیروکسن که معمولاً حاوی بین 5 تا 6 درصد اکسید لیتیوم (Li2O) است و منبع اصلی لیتیوم در عملیات استخراج سنگ سخت است.

2-    پتالیت [LiAlSi4O10]: یک ماده معدنی سیلیکات آلومینیوم لیتیوم که بین 3 تا 4 درصد اکسید لیتیوم دارد و در پگماتیت های گرانیتی یافت می شود.

3-    لپیدولیت [K(Li,Al,Rb)2(Al,Si)4O10(F,OH)2]: یک کانی لیتیوم میکا که معمولاً حاوی بین 3 تا 4 درصد اکسید لیتیوم است و در پگماتیت های گرانیتی غنی یافت می شود.

4-     آمبلیگونیت [(Li,Na)AlPO4(F,OH)]: یک ماده معدنی فسفاته که معمولاً بین 4 تا 6 درصد اکسید لیتیوم دارد و در پگماتیت ها یافت می شود.

5-    جاداریت [LiNaSiB3O7OH]: یک کانی بوروسیلیکات کشف شده در سال 2007 در صربستان که حاوی غلظت بالایی از لیتیوم و بور است.  این کانی در حال حاضر به عنوان منبع جدید بالقوه لیتیوم در حال ارزیابی است.

مطالعات نشان داده است استخراج کانی های حاوی حداقل 0.5% لیتیوم توجیه اقتصادی خواهد داشت. 

تمامی کانی های لیتیوم دار

مطلب پیشنهادی: انواع مواد معدنی و شناسایی آن‌ها

کاربرد لیتیوم در صنایع

لیتیوم به دلیل خواص منحصر به فردش کاربردهای متنوعی در صنایع مختلف دارد. برخی از رایج ترین کاربردهای لیتیوم عبارتند از:
باتری ها: باتری های لیتیوم یونی به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی مانند گوشی های هوشمند، لپ تاپ ها و تبلت ها و همچنین در وسایل نقلیه الکتریکی و سیستم های ذخیره انرژی استفاده می شوند. به گفته دانشگاه استنفورد، باتری‌های قابل شارژ و دور ریختنی بیشترین رشد تقاضا را برای این فلز نقره‌ای سفید ایجاد می‌کنند. باتری‌های لیتیوم یونی (LIBs) در حال حاضر مناسب‌ترین وسیله ذخیره‌سازی انرژی برای تامین انرژی وسایل نقلیه الکتریکی (EVs) هستند که به دلیل ویژگی‌های جذابی که دارند از جمله بازده انرژی بالا، عمر طولانی، ظرفیت بالای ذخیره انرژی توان بیشتر، سرمایه گذاری بر روی این عنصر را جذاب کرده است.

تصویری از کاربرد باتری های لیتیومی

پیشنهاد سردبیر: مراحل اخذ پروانه بهره برداری معدن

هوافضا و دفاع: لیتیوم در تولید آلیاژهای سبک وزن مورد استفاده در هواپیماها و کاربردهای هوافضا و همچنین در ساخت قطعات با استحکام بالا و مقاوم در برابر خوردگی برای کاربردهای نظامی استفاده می شود.

پزشکی: لیتیوم به عنوان یک درمان برای اختلال دوقطبی، افسردگی و سایر شرایط سلامت روان استفاده می شود. همچنین از این عنصر در ساخت لنزها و عینک نیز استفاده می‌شود.

سرامیک و شیشه: لیتیوم به عنوان یک شار در تولید سرامیک و شیشه استفاده می شود، جایی که به کاهش دمای ذوب و بهبود دوام کمک می کند.

روان کننده ها: لیتیوم به عنوان غلیظ کننده در تولید گریس های روان کننده استفاده می شود. این گریس ها دارای پایداری عالی در دمای بالا و مقاومت در برابر آب هستند، که آنها را برای استفاده در ماشین آلات سنگین و کاربردهای خودرو ایده آل می کند.

آلیاژها : برخی از مزایای بالقوه افزودن لیتیوم به آلیاژها عبارتند از: خلوص، مقاومت در برابر خوردگی، استحکام و سبکی. به نوبه خود، لیتیوم از خواص مفید سایر فلزات، مانند رسانایی یا استحکام، کم نمی کند.

مهمترین معادن لیتیوم  جهان

معدن لیتیوم گرین بوش Greenbushes Lithium Operations

معدن گرین بوش یک معدن روباز استخراج لیتیوم است که در جنوب شهر گرین بوش در استرالیای غربی واقع شده است. این معدن بزرگترین معدن لیتیوم سنگی جهان است که سالانه تقریباً 1.95 میلیون تن (4.3 میلیارد پوند) لیتیوم اسپودومن تولید می کند. این معدن در 250 کیلومتری (160 مایلی) جنوب پرث و 90 کیلومتری (56 مایلی) جنوب شرقی بندر بانبری قرار دارد.

نمایی از معدن گرین بوش استرالیا

مطلب پیشنهادی: بزرگترین معادن ایران

معدن لیتیوم منطقه سالار د آتاکاما Salar de Atacama Mine

منطقه سالار د آتاکاما، واقع در 55 کیلومتری (34 مایلی) جنوب سن پدرو د آتاکاما، بزرگترین منطقه نمکی در شیلی است. سالار د آتاکاما که در مثلث لیتیوم واقع شده است، بزرگترین و خالص ترین منبع فعال لیتیوم در جهان است و در سال 2008، 27 درصد و تا سال 2017 حدود 36 درصد از لیتیوم جهان را تامین می‌کرد.

تصویری از منطقه نمکی سالار د آتاکاما

معدن لیتیوم وودجینا  Wodgina Lithium Mine

معدن لیتیوم وودجینا یک معدن سطحی واقع در استرالیای غربی، استرالیا است که توانست حدود 55.6 هزار تن لیتیوم در سال 2023 تولید کند. این معدن تا سال 2053 فعالیت خواهد کرد.

تصویر معدن لیتیوم وودجینا

معدن دریاچه چارهان Chaerhan Lake Mine

معدن دریاچه چارهان که در چینگهای چین واقع شده است متعلق به صنایع معدنی دریاچه نمک چینگهای است. این معدن حدود 27.5 هزار تن لیتیوم در سال 2023 تولید کرد.

تصویر دریاچه نمکی چارهان در چین

 مطلب پیشنهادی: روش های سرمایه گذاری در معدن

معدن Salar del Hombre Muerto Mine

معدن Salar del Hombre Muerto که متعلق به شرکت Arcadium Lithium PLC است، یک معدن لیچینگ درجا است که در دشت نمک هومبر کاتامارکای آرژانتین واقع شده است. این معدن حدود 24 هزار تن لیتیوم در سال 2023 تولید کرد. عمر مفید این معدن تا سال 2062 پیش بینی شده  است.

نمایی از دشت نمک هومبر

نقشه معادن و ذخایر لیتیوم در جهان

معادن و ذخایر لیتیوم در جهان

کشورهای عمده تولید معدن لیتیوم در جهان در سال 2023

کشورهای عمده تولید لیتیوم در جهان در سال 2023

معادن لیتیوم ایران

ذخایری که تا این لحظه از لیتیوم کشف شده و گواهی کشف از وزارت صنعت، معدن و تجارت گرفته است ۸.۵ میلیون تن خاک حاوی لیتیوم بوده است و با توجه به عیار پایین 60 تا 70 ppm حدود ۵۰۰ یا ۶۰۰ تن فلز لیتیوم می‌شود. در ایران، سازمان زمین‌‌‌‌‌شناسی به‌عنوان متولی اصلی اکتشافات درکشور اعلام کرده که تا به‌‌‌‌‌حال به منابع قابل‌توجهی از لیتیوم دست پیدا نکرده‌است. این موضوع را از این منظر می‌توان بررسی کرد که از دیدگاه زمین‌شناختی، ایران پتانسیل چندانی برای ذخایر لیتیوم ندارد. 
همچنین فراموش نکنیم که تعریف منابع معدنی و ذخایر معدنی متفاوت است که در عمل، شاخص تفکیک آن قابلیت اقتصادی است. به هر روی، پگماتیت‌های آرکئن که عمده منابع لیتیوم سنگی است، در ایران گزارش نشده‌است. بر اساس بررسی‌های صورت‌گرفته، سایر پگماتیت‌ها در ناحیه قروه، مشهد، بیرجند و ایران مرکزی نیز از نظر لیتیوم نابارور هستند. شورابه‌ها و کفه‌های نمکی عظیم گسترده در کشور می‌تواند پتانسیل بهتری باشد ولی اکتشافات انجام‌شده توسط بخش‌های دولتی و خصوصی هیچ‌گاه عیاری قابل‌توجه را گزارش نکرده‌است که امیدی به اکتشاف ذخایر اقتصادی لیتیوم در ایران ایجاد کند. منابع لیتیوم گزارش شده در استان همدان نیز از نوع رسوبی رسی با عیاری ناچیز است.

سخن پایانی

در این مطلب از مجله ماناماین، به بررسی کانی لیتیوم، ویژگی ها و کاربرد آن پرداختیم. همچنین منابع و ذخایر لیتیوم را مورد بررسی قرار دادیم. از شما سپاسگزاریم که تا انتهای این مطلب با ما همراه بودید.