Литий металлический в слитках ГОСТ 8774-75: технические характеристики и применение
Литий металлический в слитках по ГОСТ 8774-75 — щелочной металл с плотностью 0,534 г/см, температурой плавления 180,5 C и температурой кипения 1342 C. Стандарт распространяется на первичный литий, получаемый электролизом расплава хлорида лития, и устанавливает марки ЛЭ-1, ЛЭ-2, ЛИ-1, ЛИ-2. Слитки отливают в форме параллелепипедов или цилиндров массой до 5 кг, поверхность защищают парафином, вазелином или минеральным маслом для предотвращения окисления на воздухе.
Марки и химический состав
ГОСТ 8774-75 нормирует содержание основного вещества и примесей для каждой марки. Литий марок ЛЭ получают электролизом, марок ЛИ — рафинированием. Чистота определяет область применения: от теплоносителей до химических источников тока.
- ЛЭ-1 — содержание лития не менее 99,9 %, примеси натрия до 0,04 %, калия до 0,01 %
- ЛЭ-2 — литий не менее 99,8 %, натрий до 0,08 %, кальций до 0,02 %
- ЛИ-1 — литий не менее 99,5 %, натрий до 0,2 %, кремний до 0,01 %
- ЛИ-2 — литий не менее 99,0 %, натрий до 0,5 %, железо до 0,02 %
Физико-механические свойства
Металлический литий — самый лёгкий из твёрдых металлов. Твёрдость по Бринеллю составляет 5–6 МПа, модуль упругости — около 5 ГПа. Металл пластичен, легко обрабатывается давлением, но обладает высокой химической активностью: реагирует с водой, влагой воздуха и азотом. Хранение и транспортировка слитков осуществляются в герметичной таре под слоем инертного газа или минерального масла.
| Параметр | ЛЭ-1 | ЛЭ-2 | ЛИ-1 | ЛИ-2 |
|---|---|---|---|---|
| Литий, % не менее | 99,9 | 99,8 | 99,5 | 99,0 |
| Натрий, % не более | 0,04 | 0,08 | 0,2 | 0,5 |
| Калий, % не более | 0,01 | 0,02 | 0,03 | 0,05 |
| Кальций, % не более | 0,008 | 0,02 | 0,03 | 0,05 |
| Железо, % не более | 0,005 | 0,01 | 0,015 | 0,02 |
Области применения
Слитковый литий марок по ГОСТ 8774-75 используется как исходное сырьё для получения литиевых продуктов и как конструкционный материал в специальных системах. Высокая теплоёмкость и низкая температура плавления позволяют применять его в качестве теплоносителя в ядерных энергетических установках на быстрых нейтронах. В металлургии литий вводят в расплавы для раскисления и модифицирования алюминиевых и медных сплавов.
- Производство литиевых аккумуляторов и первичных элементов питания
- Теплоноситель первого контура в реакторах на быстрых нейтронах
- Раскислитель и модификатор в литейном производстве алюминиевых сплавов
- Сырьё для синтеза бутиллития и литийорганических катализаторов
- Поглотитель влаги и газов в вакуумных системах и электронных приборах
- Компонент пиротехнических составов и сигнальных средств
Условия хранения и транспортировки
Слитки лития упаковывают в герметичные стальные банки или полиэтиленовые контейнеры, заполненные минеральным маслом или парафином. Транспортировка осуществляется всеми видами транспорта в крытых транспортных средствах при температуре не выше 25 C. При хранении без защитной среды металл окисляется с образованием гидроксида и карбоната лития, что снижает его чистоту и технологические свойства. Вскрытие тары проводят в атмосфере аргона в перчаточных боксах.
Вопросы и ответы
Чем отличаются марки ЛЭ и ЛИ в ГОСТ 8774-75?
Марки ЛЭ получают электролизом расплава хлорида лития, они содержат не менее 99,8–99,9 % основного вещества. Марки ЛИ получают рафинированием, содержание лития составляет 99,0–99,5 %. Различие определяет область применения: ЛЭ используют в ответственных системах, ЛИ — в металлургии и химическом синтезе.
Какова масса одного слитка лития по ГОСТ 8774-75?
Стандарт допускает отливку слитков массой до 5 кг в форме параллелепипедов или цилиндров. Конкретные размеры и масса согласовываются между изготовителем и потребителем, но не превышают установленного предела.
Почему литий хранят под слоем масла или парафина?
Металлический литий активно реагирует с кислородом, влагой и азотом воздуха. Защитное покрытие из парафина, вазелина или минерального масла изолирует поверхность слитка от контакта с атмосферой и предотвращает образование оксидных и гидроксидных плёнок.
Какие примеси нормируются в литии марок ЛЭ-1 и ЛЭ-2?
ГОСТ 8774-75 ограничивает содержание натрия, калия, кальция, железа, кремния и других элементов. Для марки ЛЭ-1 суммарное содержание примесей минимально: натрий — до 0,04 %, калий — до 0,01 %, кальций — до 0,008 %, железо — до 0,005 %.
