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世界上最轻的金属——锂
来源: 陕西省地质调查院实验中心 | 作者:谢元 | 时间:2023-12-04 16:43:33 | 人气:

  锂是世界上最轻的金属。锂的原子序数是3,原子量是6.941,比重0.535g/cm3,只有铝的1/5,水的1/2。它的元素名来源于希腊文Lithos,原意是“石头”,是一种银白色的金属元素,质软,用普通的小刀就能轻易地把它切成几块。
  发现及制备历史
  锂在地壳中的含量比钾和钠少得多,它的化合物不多见,这使它比钾、钠晚发现。第一块锂矿石——透锂长石(LiAISi4O10)是18世纪90年代由巴西人在瑞典小岛上发现的,第一块单质锂是在1821年由Wiliam Brande电解制备得到,但量太少不足以做实验用,直到1855年德国化学家Robert Bunsen和英国化学家Augustus Matthiessen电解氯化锂才获得了大块的锂,工业化制锂是在1893年被提出,锂从被认定是一种元素到工业化制取前后历时76年。
  锂的含量及分布
  锂号称“稀有金属”,其实它在地壳中的含量不算“稀有”,地壳中约有0.0065%的锂,丰度居全球元素第二十七位。已知含锂的矿物有150多种,其中主要有锂辉石、锂云母、透锂长石等。锂在地壳中的自然储量为1100万吨,可开采储量410万吨;在海水中锂的含量不算少,总储量达2600亿吨,但浓度太小,提炼困难;在某些矿泉水和植物机体里含有丰富的锂,如在人和动物机体、土壤、矿泉水中都能找到锂,有些红色、黄色的海藻和烟草中,往往含有较多的锂化合物,可供开发利用。中国的锂矿资源丰富,仅江西云母锂矿就可供开采上百年。
  锂的主要用途
  锂在被发现后相当长的一段时间里“备受冷落”,其化合物仅仅在玻璃、陶瓷和润滑剂等方面使用。以硬脂酸锂、软脂酸锂等的形式用作润滑剂的增稠剂,具有高抗水,耐高温、低温性能,在环境温度变化时,性能可保持不变。这类润滑剂在汽车的易磨零件上加一次,就足以用到汽车报废为止。
  锂是制造高能电池的重要原料,一粒小小纽扣型的锂电池可以供电子计算机连续使用5—10年,目前很多小轿车也开始使用锂电池,具有费用低、不会污染大气的优点。锂也是理想的火箭燃料,燃烧后释放出来的热量达10270千卡/千克,而煤油、液氧做氧化剂的燃料发热量仅为2300千卡/千克。1kg锂通过热核反应放出的能量相当于2万多吨优质煤的燃烧,若用锂或锂的化合物制成固体燃料来代替固体推进剂,不仅能量高、燃速大,而且有极高的比冲量,可用作火箭、导弹、宇宙飞船的推动力。
  在冶金工业上,利用锂能强烈地和氧、硫等物质反应的性质,充当脱氧剂和脱硫剂。在铜的冶炼过程中,加入十万分之一到万分之一的锂,能改善铜的内部结构,使其变得更加致密,从而提高铜的导电性。如果在玻璃制造中加入锂,锂玻璃的溶解性只是普通玻璃的1/100,并可以抗酸腐蚀。在铝中加入少量的锂、镁、铍等金属熔成合金,既轻便,又特别坚硬,用这种合金来制造飞机,能使飞机减轻2/3的重量。
  锂的储存方法
  金属锂很活泼,与钾、钠类似,对皮肤有很强的腐蚀性,需隔绝空气储存。由金属锂引起的火灾,不能用水或泡沫灭火剂扑灭,而要用碳酸钠干粉。