锂的十八般武艺_邵峰.pdf
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1、31DISCOVERY OF NATURE锂的十八般武艺编译 邵峰十八般武艺十八般武艺Earth锂的锂的精神药物、核武器、动力电池3号元素锂为何如此多才多艺?为什么它是一种战略性矿产资源?31DISCOVERY OF NATURE32大自然探索地球EARTH巨型锂矿带就在青海省!金属锂是第三号元素,在地壳中的丰度约为 0.0065%。地壳中丰度最高的前四种元素依次是氧、硅、铝和铁,锂只能排到第 27 位。按照锂矿的形态,锂资源主要有三类:卤水型(约占 66%)、伟晶岩型(约占 26%)和沉积岩型(约占 8%)。2021 年,全球已探明的锂资源为 8900 万吨,其中 56%位于智利、阿根廷和玻
2、利维亚三国交界地带的高山盐湖和盐沼,形式为盐湖卤水锂。这三国因为掌控着庞大的锂资源,也被称为“南美锂三角”。我国锂资源约占全球锂储量的 6%(不包括新探明锂储量),且主要为盐湖卤水锂。据青海省地质调查院 2021 年 12 月公布的信息,我国地质科研工作者在青海省巴颜喀拉地区发现了一条巨型锂矿带,并且是一条锂、铍等稀有元素的超常富集带。这次大型锂矿的发现,大大扩充了我国的已探明锂储量,为国家今后的发展增加了不少底气。盐湖卤水锂矿石锂32大自然探索33DISCOVERY OF NATURE锂的十八般武艺又软又轻的锂,竟然有如此多的用途?尽管锂在地壳中不算特别稀有,但它却有“稀有金属”之称,普通人
3、很少见过它的金属形态。具有银白色光泽的锂金属如黄油般柔软,重量轻、密度小、非常易燃。煤油是实验室保存金属单质的常见液体。完全浸入煤油的金属不会再与氧气接触,也就能避免被氧化。不过,金属锂的密度比煤油还小,无法完全浸入煤油,因此,一般采用固体石蜡将锂和外界空气隔绝。1817 年,25 岁的瑞典人阿尔费德森在实验室中分析一块矿石标本。分析结果显示,这款矿石含有 97%的硅化物,但无论他如何测定,剩下的 3%的成分依然成谜。最终,他确认这 3%是一种新元素。他将这个发现告诉了他的导师,后者将这一新元素命名为“lithium”(锂),在希腊语中,“lithos”(lithium 一词的词根)的意思是石
4、头。其实,阿尔费德森发现的并非是纯锂,而是锂的化合物。直到 1821 年,化学家布兰德借助电解法,才第一次获得了纯净的锂金属。锂的化学性质比较活泼,单质锂能与水缓慢发生反应,在所有碱金属中,锂和水的反应过程是最温和的。锂不仅在电池领域发挥着举足轻重的作用,被誉为有望替代石油的“白色石油”,更在医疗、工业、核能等领域发光发热,真可谓“有锂走遍天下,无锂寸步难行”。我国将锂划入 24 种战略性矿产资源之一,其重要性可见一斑。锂金属锂基润滑脂精神药品锂离子电池汽车动力电池核武器锂二氧化锰电池33DISCOVERY OF NATURE34大自然探索地球EARTH双相障碍时而躁狂时而抑郁锂盐:大自然赠与
5、精神科的礼物1929 年,一位名叫格里格的美国商人向市场推出了一款含有柠檬酸锂的饮料。锂饮料上市造成了不小的轰动,并很快在几年内一跃成为美国饮料市场的龙头产品。为什么商家要在饮料里添加锂呢?这是因为当时的人们发现,在一些市政供水中含有天然锂元素的地区,抑郁症发病率和自杀率都低于其他地区。锂具有改善情绪的特质,促使格里格将柠檬酸锂作为他开创的新饮料的卖点。然而,短短几年后,这款饮料就因为安全问题被当局禁止销售,原因是无节制地摄入锂盐会引发肾脏出现问题。虽然锂饮料从此销声匿迹,但在后来的日子里,科学家逐渐发现了锂在治疗精神疾病方面的突出作用。1944 年,澳大利亚医生凯德注意到,含锂井水似乎有助于
6、治疗某些精神疾病。实验证实了他的猜测:仅仅一针碳酸锂注射液,就能让躁狂症豚鼠安静下来,沉沉睡去。1949 年,凯德公开了他关于锂盐能治疗躁狂症的发现。20世纪 60 年代,锂盐的应用又改变了抑郁症的治疗方式。进一步研究表明,锂盐似乎会影响大脑某些神经递质(如去甲肾上腺素、多巴胺和血清素)的活动。作为人类首次发现的情绪稳定剂,锂盐在治疗躁狂、抑郁和双相障碍(时而躁狂、时而抑郁)方面具有显著效果,并能明显消解某些患者强烈的自杀情绪。直到今日,锂盐依然是治疗精神疾病的一线药物之一,被誉为大自然赠与精神科病患的礼物。碳酸锂注射液能让躁狂豚鼠安静下来情绪躁狂抑郁双相障碍锂情绪稳定剂34大自然探索35DI
7、SCOVERY OF NATURE锂的十八般武艺锂 6:制造氢弹少不了它锂同位素是制造氢弹的必要原料之一。人类引爆过的威力最大的纯裂变式核武器是美国引爆的“常青藤之王”(50 万吨 TNT 当量),其爆炸威力是美国投放在日本广岛的原子弹的 25 倍。不过,“常青藤之王”的爆炸威力还是无法和氢弹这类聚变式核武器相提并论。迄今威力最大的氢弹是俄罗斯的“沙皇炸弹”(又名“恐怖伊万”),其 TNT 当量为 5000 万吨,爆炸时产生的火光在 1000 千米外都清晰可见,氢弹蘑菇云升腾到 64 千米的高空,爆炸产生的能量甚至让欧亚大陆发生了轻微位移。氢弹的装料为氘(氢 2)和氚(氢 3),但氘和氚在常温
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