Lithium - Définition

Propriétés

Le lithium est le métal ayant la plus faible masse molaire et la plus faible densité, avec une masse volumique inférieure de moitié à celle de l'eau. Conformément à loi de Dulong et Petit, c'est le solide ayant la plus grande chaleur massique.

Comme les autres métaux alcalins, le lithium réagit facilement au contact de l'eau ou de l'air (cependant moins que le sodium) ; il n'existe pas à l'état natif.

Raies spectrales

Lorsqu'il est placé au-dessus d'une flamme, celle-ci prend une couleur cramoisie mais lorsqu'il commence à brûler, la flamme devient d'un blanc très brillant. En solution, il forme des ions Li⁺.

Économie

Les principaux producteurs sont le Chili, avec le Salar d'Atacama (39,3 % de la production mondiale), la Chine (13,3 %) et l'Argentine (9,8 %), selon les statistiques du Meridian International Research.

La production annuelle est estimée en 2007 à 25000 tonnes selon le service de géologie des États-Unis (USGS).

La demande ayant explosé, notamment pour la production de batteries en lithium-ion pour le marché de l'informatique et de la téléphonie, le prix du lithium est passé d'environ 310 €/tonne à 2 000 €/tonne (350 $/tonne à près de 3 000 $/tonne) entre 2003 et 2008.

Les réserves mondiales de lithium étaient estimés par l'USGS à plus de 11 millions de tonnes. Ces chiffres sont contestés par le cabinet Meridian International Research, qui pense que les réserves actuelles pourraient ne pas suffire pour une utilisation massive dans les batteries lithium-ion.

Gisements

Échantillons de lithium métallique

Le lithium est largement distribué sur la planète, mais on ne le trouve pas sous sa forme métallique à cause de sa grande réactivité. On le trouve principalement comme impureté dans les sels d'autres métaux alcalins. Bien que très abondant dans la nature (c'est le 33^e élément le plus abondant sur Terre), il n'existe, en concentration permettant une exploitation économique rentable, qu'en très peu d'endroits sur Terre.

Les ressources mondiales exploitables sont évaluées à 11 millions de tonnes (USGS).

Le plus grand gisement au monde est le Salar de Uyuni, dans le département de Potosí, au sud-ouest de la Bolivie. Ce gisement représente un tiers des ressources mondiales et intéresse beaucoup le groupe Bolloré. Le Chili possède le deuxième plus grand gisement avec le salar d'Atacama.

D'autres gisements sont exploités notamment des lacs salés au Tibet ainsi que des mines en Australie, en Russie et aux États-Unis. Le Chili est devenu le premier exportateur mondial depuis 1997, la compagnie allemande Chemettall en étant l'opérateur principal. En mars 2008, la Bolivie a autorisé l'exploitation du lithium sur le lac salé fossile d'Uyuni et la création d'une usine d'extraction.

Les eaux géothermiques de Salton Sea (Californie) sont toutes aussi riches en lithium que les lacs salés existant en Bolivie et au Chili. De récentes recherches ont réussi à en extraire le lithium par un processus original. Un premier prototype de démonstration espère produire environ 1 tonne de métal de lithium par mois; Un gisement a été découvert en 2010 dans les environs de la Baie James au Canada.

De très importantes réserves en Afghanistan ont été récemment (juin 2010) évoquées dans la presse.

Environnement

Le lithium métallique réagit avec l'azote, l'oxygène et la vapeur d'eau dans l'air. Par conséquent, la surface de lithium devient un mélange d'hydroxyde de lithium (LiOH), de carbonate de lithium (Li₂CO₃) et de nitrure de lithium (Li₃N). L'hydroxyde de lithium présente un risque significatif car il est extrêmement corrosif. Une attention spéciale devrait être portée aux organismes aquatiques.