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能源轉型的關鍵金屬之一——鋰

中國電力網(wǎng)發(fā)布時間:2022-07-21 13:00:38  作者:龐名立

  鋰(Lithium)是一種化學元素,符號為Li,原子序數(shù)為3。它是一種柔軟的銀白色堿金屬。在標準條件下,它是密度最小的金屬和密度最小的固體元素。像所有堿金屬一樣,鋰具有高度的反應性和易燃性,必須儲存在真空、惰性氣氛或惰性液體中,如純煤油或礦物油。切割時,它顯示出金屬光澤,但潮濕的空氣會很快將其腐蝕成暗銀灰色,然后變黑。它在自然界中從未自由存在,但僅存在于(通常是離子)化合物中,如偉晶巖礦物( pegmatitic minerals),這些礦物曾是鋰的主要來源。由于其作為離子的溶解性,它存在于海水中,通常從鹽水中獲得。金屬鋰通過電解從氯化鋰( lithium chloride)和氯化鉀( potassium chloride)的混合物中分離出來。

  鋰原子核處于不穩(wěn)定的邊緣,因為自然界中發(fā)現(xiàn)的兩種穩(wěn)定鋰同位素在所有穩(wěn)定核素中,每個核子的結合能都是最低的。由于其相對的核不穩(wěn)定性,鋰在太陽系中比前32種化學元素中的25種不常見,盡管其原子核很輕:較重的原子核不太常見,這是一個例外。由于相關原因,鋰在核物理中有著重要的用途。1932年鋰原子轉化為氦是第一次完全人造的核反應,氘化鋰是分階段熱核武器的聚變燃料。

  鋰及其化合物有多種工業(yè)應用,包括耐熱玻璃和陶瓷、鋰潤滑脂潤滑劑、鐵、鋼和鋁生產用助焊劑添加劑、鋰電池和鋰離子電池。這些用途消耗了鋰產量的四分之三以上。

  生物系統(tǒng)中存在微量鋰;其功能不確定。鋰鹽被證明是一種情緒穩(wěn)定劑和抗抑郁劑,用于治療雙相情感障礙等精神疾病。

  拉丁美洲是世界上鋰含量最多的地區(qū)。它所謂的“鋰三角(Lithium triangle)”將不可避免地成為這種令人垂涎的礦物的紐帶,這種礦物通常被稱為“白金”。“鋰三角”是南美洲安第斯西南角的一個鋰資源豐富的地區(qū),橫跨阿根廷、玻利維亞和智利的邊界,在鹽灘下形成了一個鋰資源地理三角形。根據(jù) 2021 年美國地質調查局礦產商品摘要,世界上大約 58% 的鋰資源位于這三個國家。

  全球已探明的8600萬噸鋰資源中,玻利維亞擁有2100萬噸,其次是阿根廷1930萬噸,智利960萬噸。雖然智利已成功地將其大部分可用資源轉化為可用于商業(yè)生產的經濟上可行的儲量,但阿根廷和玻利維亞迄今未能這樣做,主要是由于不利的投資環(huán)境和更具挑戰(zhàn)性的地理條件。

  玻利維亞擁有世界上最大的已探明鋰資源,擁有世界上最大的鹽灘——烏尤尼鹽沼(Salar del Hombre Muerto)。盡管如此,玻利維亞一直在努力將其鋰資源轉化為商業(yè)上可行的儲量,這在很大程度上是由于該國政治不穩(wěn)定帶來的糟糕投資環(huán)境。2018 年,一家私營的德國公司 ACI Systems與玻利維亞的國有公司 Yacimientos de Litio Bolivianos (YLB)簽署了鋰合資企業(yè)。然而,由于玻利維亞的政治動蕩,該協(xié)議于 2019 年被取消。

  USGS:2020年底世界各國鋰礦的生產量、可采儲量和資源量(單位:噸)

  鋰礦產量(單位:噸)

  2021年底世界各國鋰的可采儲量和產量

 

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