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Articulo de referencia

hidróxido de litio

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El hidróxido de litio es un compuesto inorgánico con la fórmula LiOH. Puede presentarse en estado anhidro o hidratado, y ambas formas son sólidos blancos higroscópicos . Son solubles en agua y ligeramente solubles en etanol . Ambos se comercializan. Aunque se clasifica como una base fuerte , el hidróxido de litio es el hidróxido de metal alcalino más débil conocido.

Producción

La materia prima preferida es la espodumena de roca dura , donde el contenido de litio se expresa como  % de óxido de litio .

Ruta del carbonato de litio

El hidróxido de litio se produce a menudo industrialmente a partir de carbonato de litio en una reacción de metátesis con hidróxido de calcio : [ 7 ]

Li 2 CO 3 + Ca(OH) 2 → 2 LiOH + CaCO 3

El hidrato producido inicialmente se deshidrata calentándolo al vacío hasta alcanzar los 180  °C.

Ruta del sulfato de litio

Una ruta alternativa implica la intermediación de sulfato de litio : [ 8 ] [ 9 ]

α- espodumeno → β-espodumeno
β-espodumeno + CaO → Li 2 O + ...
Li 2 O + H 2 SO 4 → Li 2 SO 4 + H 2 O
Li 2 SO 4 + 2 NaOH → Na 2 SO 4 + 2 LiOH

Los principales subproductos son el yeso y el sulfato de sodio , que tienen cierto valor de mercado.

Entorno comercial

Según Bloomberg, Ganfeng Lithium Co. Ltd. [ 10 ] (GFL o Ganfeng) [ 11 ] y Albemarle fueron los mayores productores en 2020 con alrededor de 25 kt/año, seguidos por Livent Corporation (FMC) y SQM . [ 10 ] Se planea una capacidad nueva significativa para mantener el ritmo de la demanda impulsada por la electrificación de vehículos. Ganfeng ampliará su capacidad de producción de productos químicos de litio a 85 000 toneladas, sumando la capacidad arrendada a Jiangte, y se convertirá en el mayor productor mundial de hidróxido de litio en 2021. [ 10 ]

La planta de Albemarle en Kemerton, Australia Occidental , que originalmente iba a producir 100 kt/año, ha visto reducida su capacidad a 50 kt/año. [ 12 ]

En 2020 , la planta de Tianqi Lithium en Kwinana, Australia Occidental, fue el mayor productor, con una capacidad de 48 kt/año. [ 13 ]

Aplicaciones

Baterías de iones de litio

El hidróxido de litio se consume principalmente en la producción de materiales catódicos para baterías de iones de litio , como el óxido de cobalto y litio ( LiCoO₂ ) y el fosfato de hierro y litio . Se prefiere al carbonato de litio como precursor de los óxidos de níquel , manganeso y cobalto de litio . [ 14 ]

Grasa

Un espesante de grasa de litio muy popular es el 12-hidroxiestearato de litio , que produce una grasa lubricante de uso general debido a su alta resistencia al agua y su utilidad en un amplio rango de temperaturas.

Eliminación de dióxido de carbono

El hidróxido de litio se utiliza en sistemas de purificación de gases respiratorios para naves espaciales , submarinos y rebreathers para eliminar el dióxido de carbono del gas exhalado mediante la producción de carbonato de litio y agua: [ 15 ]

2 LiOH · H 2 O + CO 2 → Li 2 CO 3 + 3 H 2 O

o

2 LiOH + CO 2 → Li 2 CO 3 + H 2 O

Este último, el hidróxido anhidro, se prefiere por su menor masa y menor producción de agua para los sistemas de respiración en naves espaciales. Un gramo de hidróxido de litio anhidro puede eliminar 450 cm³  de dióxido de carbono. El monohidrato pierde agua a 100–110 °C. 

Precursor

El hidróxido de litio, junto con el carbonato de litio , es un intermediario clave utilizado para la producción de otros compuestos de litio, como lo ilustra su uso en la producción de fluoruro de litio : [ 7 ].

LiOH + HF → LiF + H 2 O

Otros usos

También se utiliza en cerámica y en algunas formulaciones de cemento Portland , donde también se emplea para suprimir la reacción álcali-sílice (ASR, por sus siglas en inglés ) [ 16 ] .

El hidróxido de litio ( enriquecido isotópicamente en litio-7 ) se utiliza para alcalinizar el refrigerante del reactor en reactores de agua a presión para el control de la corrosión. [ 17 ] Es una buena protección contra la radiación de neutrones libres.

Precio

En 2012, el precio del hidróxido de litio era de aproximadamente US$5–6/kg. [ 18 ]

En diciembre de 2020, había subido a 9 dólares/kg. [ 19 ]

El 18 de marzo de 2021, el precio había subido a 11,50 $/kg. [ 20 ]

Véase también

Referencias

  1. ↑ Lide, David R., ed. (2006). CRC Handbook of Chemistry and Physics (87.ª ed.). Boca Raton, Florida: CRC Press . ISBN  0-8493-0487-3.
  2. 1 2 3 Khosravi J (2007). Producción de peróxido de litio y óxido de litio en un medio alcohólico . Capítulo 9: Resultados. ISBN  978-0-494-38597-5.
  3. ↑ Popov K, Lajunen LH, Popov A, Rönkkömäki H, Hannu-Kuure H, Vendilo A (2002). " Estudio comparativo de equilibrio por RMN de 7 Li, 23 Na, 39 K y 133 Cs de complejos de hidróxido de cationes de metales alcalinos en soluciones acuosas. Primer valor numérico para la formación de CsOH" . Inorganic Chemistry Communications . 5 (3): 223–225 . doi : 10.1016/S1387-7003(02)00335-0 . Recuperado el 21 de enero de 2017 .
  4. ↑ Manual CRC de química y física : un libro de referencia rápida de datos químicos y físicos . William M. Haynes, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2016-2017, 97.ª ed.). Boca Raton, Florida. 2016. ISBN   978-1-4987-5428-6OCLC 930681942​​ {{cite book}}: CS1 maint: falta el editor de ubicación ( enlace ) CS1 maint: otros ( enlace )
  5. ↑ Manual CRC de química y física : un libro de referencia rápida de datos químicos y físicos . William M. Haynes, David R. Lide, Thomas J. Bruno (2016-2017, 97.ª ed.). Boca Raton, Florida. 2016. ISBN   978-1-4987-5428-6OCLC 930681942​​ {{cite book}}: CS1 maint: falta el editor de ubicación ( enlace ) CS1 maint: otros ( enlace )
  6. ↑ Chambers M. "ChemIDplus – 1310-65-2 – WMFOQBRAJBCJND-UHFFFAOYSA-M – Hidróxido de litio anhidro – Búsqueda de estructuras similares, sinónimos, fórmulas, enlaces a recursos y otra información química" . chem.sis.nlm.nih.gov . Consultado el 12 de abril de 2018 .
  7. ^ Wietelmann U, Bauer RJ (2000). "Litio y compuestos de litio". Enciclopedia de química industrial de Ullmann . Weinheim: Wiley-VCH. doi : 10.1002/14356007.a15_393 . ISBN 3-527-30673-0.
  8. ↑ "Emplazamiento propuesto para la planta de Albemarle" (PDF) . Albemarle . Consultado el 4 de diciembre de 2020 .
  9. ↑ "Presentación corporativa" (PDF) . Nemaska ​​Lithium . Mayo de 2018. Archivado del original (PDF) el 23 de octubre de 2021. Consultado el 5 de diciembre de 2020 .
  10. 1 2 3 "Ganfeng de China será el mayor productor de hidróxido de litio" . BloombergNEF . 10 de septiembre de 2020. Consultado el 4 de diciembre de 2020 .
  11. ↑ "Grupo Ganfeng Lithium" . Ganfeng Lithium . Consultado el 25 de marzo de 2021 .
  12. ↑ Stephens, Kate; Lynch, Jacqueline (27 de agosto de 2020). "La disminución de la demanda de litio provoca que la refinería más grande de Australia Occidental reduzca su actividad" . ABC.net.au.
  13. ↑ "Se inaugura en Kwinana la mayor planta de hidróxido de litio de su tipo" . Gobierno de Australia Occidental . 10 de septiembre de 2019. Archivado del original el 17 de febrero de 2023.
  14. ↑ Barrera, Priscilla (27 de junio de 2019). "¿Superará realmente el hidróxido de litio al carbonato de litio? | INN" . Investing News Network . Consultado el 5 de diciembre de 2020 .
  15. ↑ Jaunsen JR (1989). "Comportamiento y capacidades de los depuradores de dióxido de carbono con hidróxido de litio en un entorno de aguas profundas" . Informe técnico de la Academia Naval de los Estados Unidos . USNA-TSPR-157. Archivado del original el 24 de agosto de 2009. Consultado el 17 de junio de 2008 .
  16. ↑ Kawamura M, Fuwa H (2003). "Efectos de las sales de litio en la composición del gel ASR y la expansión de los morteros" . Cement and Concrete Research . 33 (6): 913– 919. doi : 10.1016/S0008-8846(02)01092-X . OSTI 20658311. Consultado el 17 de octubre de 2022 . 
  17. ↑ Gestión de isótopos críticos: Es necesario un control riguroso del litio-7 para garantizar un suministro estable, GAO-13-716 // Oficina de Responsabilidad Gubernamental de EE. UU. , 19 de septiembre de 2013; pdf
  18. ↑ "Precios del litio 2012" . investingnews.com . Investing News Network. 14 de junio de 2012. Archivado del original el 11 de marzo de 2018. Consultado el 12 de abril de 2018 .
  19. ↑ "Bolsa de Metales de Londres: Precios del litio" . Bolsa de metales de Londres . Consultado el 4 de diciembre de 2020 .
  20. ↑ "LITIO EN LA LME" . LME (Bolsa de Metales de Londres ). 18 de marzo de 2021. Consultado el 22 de marzo de 2021 .
  • Ficha Internacional de Seguridad Química 0913 (anhidra)
  • Ficha Internacional de Seguridad Química 0914 (monohidrato)