Hidróxido de litio
El hidróxido de litio es un compuesto inorgánico con la fórmula LiOH. Puede existir anhidro o hidratado, y ambas formas son sólidos higroscópicos blancos. Son solubles en agua y ligeramente solubles en etanol. Ambos están disponibles comercialmente. Si bien 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 a menudo se produce industrialmente a partir de carbonato de litio en una reacción de metátesis con hidróxido de calcio:
- Li2CO3 + Ca(OH)2 → 2 LiOH + CaCO3
El hidrato producido inicialmente se deshidrata calentando al vacío hasta 180 °C.
Ruta del sulfato de litio
Una ruta alternativa implica la intermediación del sulfato de litio:
- α-spodumene → β-spodumene
- β-spodumene + CaO → Li2O +...
- Li2O + H2SO4 → Li2SO4 + H2O
- Li2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 LiOH
Los principales subproductos son el yeso y el sulfato de sodio, que tienen cierto valor en el mercado.
Entorno comercial
Según Bloomberg, Ganfeng Lithium Co. Ltd. (GFL o Ganfeng) y Albemarle fueron los mayores productores en 2020 con alrededor de 25 kt/año, seguidos de Livent Corporation (FMC) y SQM. Está prevista una nueva capacidad significativa para mantener el ritmo de la demanda impulsada por la electrificación de los vehículos. Ganfeng ampliará su capacidad química de litio a 85.000 toneladas, sumando la capacidad arrendada a Jiangte, Ganfeng se convertirá en el mayor productor de hidróxido de litio a nivel mundial en 2021.
La planta Kemerton WA de Albemarle, originalmente prevista para entregar 100 kt/año, se ha reducido a 50 kt/año.
En 2020, la planta de Tianqi Lithium en Kwinana, Australia Occidental, es el mayor productor, con una capacidad de 48 kt/año.
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 litio y cobalto (LiCoO2) y fosfato de hierro y litio. Se prefiere al carbonato de litio como precursor de óxidos de litio, níquel, manganeso y cobalto.
Grasa
Un espesante de grasa de litio 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 rango de temperaturas.
Lavado de dióxido de carbono
El hidróxido de litio se utiliza en sistemas de purificación de gases respirables para naves espaciales, submarinos y rebreathers para eliminar el dióxido de carbono del gas exhalado mediante la producción de carbonato de litio y agua:
- 2 LiOH·H2O + CO2 → Li2CO3 + 3 H2O
o
- 2 LiOH + CO2 → Li2CO3 + H2O
Este último, el hidróxido anhidro, se prefiere por su menor masa y menor producción de agua para los sistemas de respiradores de las naves espaciales. Un gramo de hidróxido de litio anhidro puede eliminar 450 cm3 de dióxido de carbono. El monohidrato pierde su agua entre 100 y 110 °C.
Precursora
(feminine)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:
- LiOH + HF → LiF + H2O
Otros usos
También se utiliza en cerámica y en algunas formulaciones de cemento Portland, donde también se utiliza para suprimir el ASR (cáncer del hormigón).
El hidróxido de litio (isotópicamente enriquecido en litio-7) se utiliza para alcalinizar el refrigerante del reactor en reactores de agua a presión para controlar la corrosión. Es una buena protección radiológica contra los neutrones libres.
Precio
En 2012, el precio del hidróxido de litio era de unos 5-6 dólares el kilo.
En diciembre de 2020 había subido a 9$/kg
El 18 de marzo de 2021 el precio había subido a 11,50 dólares EE.UU./kg
Contenido relacionado
Robert Banks (químico)
Tetrazina
Yen Chia-kan