Lit

Pierwiastek odkryty w początkach XIX wieku. Nie występuje w przyrodzie w postaci pierwiastkowej, a jedynie w związkach chemicznych – w skałach magmowych tworzy krzemiany, pojawia się też w minerałach ilastych, a także w postaci chlorków w solankach. Stosowany jest między innymi w przemyśle ceramicznym, a ostatnio zwłaszcza w produkcji magazynów energii (baterii litowo-jonowych).

Typy złóż litu

Źródło litu stanowią:

• skały magmowe głębinowe – pegmatyty,
• solniska,
• solanki geotermalne,
• solanki pól naftowych,
• minerały ilaste.

Pegmatyty to grubokrystaliczne skały magmowe głębinowe tworzące się w ostatnich etapach krystalizacji magmy w podziemnych zbiornikach. Stosunkowo rzadko zawierają one większe ilości litu, któremu wtedy często towarzyszy cyna oraz tantal. Głównym minerałem litu jest w tych złożach spodumen (LiAlSi₂O₆) – lit pierwiastkowy stanowi w nim około 3,7%. Duże złoża tego typu znane są między innymi z Australii oraz USA.

Inne minerały litu spotykane w pegmatytach mają niewielkie, wyłącznie regionalne znaczenie. Wśród nich szczególnie godny uwagi jest lepidolit (minerał z grupy łyszczyków), pozyskiwany między innymi w Chinach oraz Zimbabwe, a także cynwaldyt (glinokrzemian potasu), który eksploatowano na pograniczu czesko-niemieckim. Ogólnie złoża pegmatytowe gromadzą 1/4 światowych zasobów litu.

Bogatym źródłem litu są solniska. Zawierają one większość (około 60%) światowych zasobów tego pierwiastka. Tworzą się one w nieckach bezodpływowych w klimacie ciepłym i suchym. Lit dociera tam razem z wodą z sąsiadujących obszarów, w których na powierzchni pojawiają się skały magmowe wulkaniczne podlegające stałemu niszczeniu (czyli wietrzeniu). Szybkie parowanie powoduje powstawanie dużych nagromadzeń związków litu, a także potasu oraz boru. Ogromne złoża tego typu znane są z Ameryki Południowej (solniska w Andach, zwłaszcza Salar de Atacama), a także z Chin (Tybet oraz wschodnia część tego kraju) i USA.

Solanki geotermalne zawierające lit (aktualnie nie są eksploatowane ze względu na trudności techniczne związane z ekstrakcją tego pierwiastka) znajdują się w Chile, na Islandii oraz Nowej Zelandii. Ich powstanie ma związek z aktywną działalnością wulkaniczną.

Innym potencjalnym źródłem litu są solanki stowarzyszone ze złożami ropy naftowej. Solanki takie znane są ze Stanów Zjednoczonych (stany Arkansas, Dakota Północna, Oklahoma, Teksas, Utah oraz Wyoming), a także z Kanady (zachodnia Alberta).

Lit może pojawiać się również w minerałach ilastych, zwłaszcza w należących do grupy smektytów. Minerałem bogatym w lit jest zwłaszcza hektoryt, zawierający 0,53% czystego pierwiastka. Złoża tego minerału występują w Argentynie, Meksyku, Turcji oraz USA.

Zastosowania litu

Ważnymi cechami litu, dzięki którym znalazł on szereg zastosowań, są zwłaszcza zdolność do zmniejszania rozszerzalności cieplnej, zwiększania gęstości, odporności na działanie substancji chemicznych. Dzięki nim lit jest wykorzystywany zwłaszcza do:

• produkcji ceramiki i szkła; lit poprawia właściwości mechaniczne i termiczne,
• wytwarzania smarów, zwłaszcza smarów wysokotemperaturowych, stosowanych w przemyśle ciężkim, motoryzacyjnym oraz lotniczym,
• produkcji baterii litowo-jonowych używanych w w elektronice użytkowej takiej jak telefony komórkowe, laptopy, tablety, a także w pojazdach elektrycznych,
• wytwarzania lekkich stopów z aluminium, zwłaszcza na potrzeby przemysłu lotniczego (oraz w metalurgii aluminium – lit poprawia wydajność podczas stosowania elektrolizy),
• pochłaniania dwutlenku węgla, zwłaszcza w łodziach podwodnych i statkach kosmicznych,
• kontroli wilgotności i dezynfekcji w przemyśle medycznym,
• produkcji lekarstw,
• produkcji urządzeń chłodzących.

Wraz z masowym pojawieniem się pojazdów elektrycznych wyposażonych w duże akumulatory pojawi się możliwość recyklingu litu. Odzyskanie metali wykorzystywanych w takich urządzeniach nie jest łatwe, jednak regulacje prawne pojawiające się w kolejnych krajach będą faworyzowały takie rozwiązanie. Nie ma natomiast możliwości recyklingu litu w przemyśle ceramicznym.

Zastąpienie litu innymi surowcami jest trudne, zarówno w produkcji ceramiki jak i akumulatorów. Zwłaszcza w tym drugim przypadku nie ma dużej konkurencji dla baterii litowo-jonowych, aczkolwiek zapotrzebowanie na lit może się zmniejszyć w razie upowszechnienia pojazdów wodorowych lub zasilanych biopaliwem, lub w razie dalszej eksploatacji samochodów spalających pochodne rafinacji ropy naftowej.

Zasoby litu

Światowe zasoby litu mierzone są w dziesiątkach milionów ton. Nie wszystkie są możliwe do pozyskania, jednak w przypadku złóż zlokalizowanych w pegmatytach udaje się wydobyć zdecydowaną większość, to jest około 85%, nagromadzonego w nich pierwiastka. Złoża solankowe trudno jest eksploatować w sposób równie wydajny, jednak w zamian oferują one niższe koszty wydobycia (kosztem dużych szkód dla środowiska). Istnieje też możliwość pozyskania dużych ilości litu z kolejnych solnisk, a także sięgnięcia po nieużywane obecnie źródła tego pierwiastka.

Aczkolwiek nie da się przewidzieć w wiarygodny sposób przyszłego zapotrzebowania na baterie litowo-jonowe, to większość prognoz zakłada, że nawet w wypadku silnego wzrostu produkcji akumulatorów zasoby litu są zabezpieczone na najbliższych kilka dekad. I to nawet w wypadku, w którym planowane programy recyklingu pierwiastka spełzną na niczym.

Europa nie posiada znaczących zasobów litu: znane są złoża znajdujące się w Czechach, Finlandii, Niemczech, a także Portugalii. W Polsce istnieją tylko niewielkie udokumentowane wystąpienia tego pierwiastka (na Dolnym Śląsku), bez perspektyw na rozpoczęcie eksploatacji.