स्ट्रॉन्शिअमची ओळख
स्ट्रॉन्शिअम हा अणुक्रमांक ३८ असलेला एक मऊ, चांदी-पांढरा अल्कधर्मी मृदा धातू (alkaline earth metal) आहे. तो अत्यंत प्रतिक्रियाशील आहे, हवेच्या संपर्कात आल्यावर सहजपणे कलंकित होतो आणि पाण्याशी तीव्रतेने प्रतिक्रिया देतो. त्याच्या उच्च प्रतिक्रियाशीलतेमुळे, स्ट्रॉन्शिअम निसर्गात नेहमी इतर घटकांशी एकत्रित स्वरूपात आढळतो, कधीही मुक्त धातू म्हणून नाही.
नैसर्गिकरित्या आढळणे आणि भारतातील साठे
स्ट्रॉन्शिअम पृथ्वीच्या कवचाच्या वजनाच्या अंदाजे ०.०३७% आहे, ज्यामुळे तो १५ वा सर्वात जास्त प्रमाणात आढळणारा घटक आहे. ज्या मुख्य खनिजांमधून स्ट्रॉन्शिअम व्यावसायिकरित्या काढले जाते ते म्हणजे सेलेस्टाईट (स्ट्रॉन्शिअम सल्फेट, SrSO4) आणि स्ट्रॉन्टियानाईट (स्ट्रॉन्शिअम कार्बोनेट, SrCO3). या दोन्हीपैकी सेलेस्टाईट अधिक सामान्य आणि आर्थिकदृष्ट्या महत्त्वाचे आहे.
भारतात, सेलेस्टाईटचे महत्त्वपूर्ण साठे आढळतात. आंध्र प्रदेशातील कडप्पा जिल्ह्यातील पुलिवेंदुला प्रदेश त्याच्या सेलेस्टाईट साठ्यांसाठी विशेषतः ओळखला जातो, जे स्ट्रॉन्शिअम-युक्त खनिजांच्या जागतिक पुरवठ्यात योगदान देतात.
निष्कर्षण आणि औद्योगिक प्रक्रिया
स्ट्रॉन्शिअमचे औद्योगिक निष्कर्षण प्रामुख्याने सेलेस्टाईट (SrSO4) पासून सुरू होते. या प्रक्रियेमध्ये सामान्यतः स्ट्रॉन्शिअम सल्फेटचे अधिक उपयुक्त संयुगांमध्ये रूपांतर करणे समाविष्ट असते. “ब्लॅक ऍश प्रक्रिया” म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या एका सामान्य पद्धतीमध्ये, रोटरी किल्नमध्ये सेलेस्टाईटला कोळशासह गरम केले जाते. यामुळे स्ट्रॉन्शिअम सल्फेटचे पाण्यात विद्रव्य स्ट्रॉन्शिअम सल्फाइड (SrS) मध्ये रूपांतर होते:
SrSO4(s) + 2C(s) → SrS(s) + 2CO2(g)
नंतर स्ट्रॉन्शिअम सल्फाइड द्रावणावर पुढील प्रक्रिया केली जाते. कार्बन डायऑक्साइडशी प्रतिक्रिया करून स्ट्रॉन्शिअम कार्बोनेट (SrCO3) अवक्षेपित केले जाऊ शकते, किंवा हायड्रोक्लोरिक ऍसिडसह प्रतिक्रिया करून स्ट्रॉन्शिअम क्लोराईड (SrCl2) तयार केले जाऊ शकते. स्ट्रॉन्शिअम कार्बोनेट हे अनेक औद्योगिक उपयोगांमध्ये वापरले जाणारे एक महत्त्वाचे मध्यवर्ती संयुग आहे. शुद्ध धातू वितळलेल्या स्ट्रॉन्शिअम क्लोराईडच्या इलेक्ट्रोलायसिसद्वारे किंवा ॲल्युमिनियमसह स्ट्रॉन्शिअम ऑक्साईड कमी करून मिळवता येतो.
स्ट्रॉन्शिअमचे दैनंदिन उपयोग
स्ट्रॉन्शिअम संयुगांना त्यांच्या अद्वितीय रासायनिक आणि भौतिक गुणधर्मांमुळे विविध उद्योगांमध्ये विविध उपयोग आहेत.
फटाके आणि आतषबाजी
स्ट्रॉन्शिअम संयुगांपैकी सर्वात आकर्षक उपयोग म्हणजे फटाक्यांमध्ये (pyrotechnics). स्ट्रॉन्शिअम क्षार, विशेषतः स्ट्रॉन्शिअम नायट्रेट आणि स्ट्रॉन्शिअम कार्बोनेट, फटाके, सिग्नल फ्लेअर्स आणि ट्रेसर दारूगोळ्यामध्ये तेजस्वी किरमिजी लाल रंग तयार करण्यासाठी जबाबदार आहेत. जेव्हा स्ट्रॉन्शिअम आयन ज्वालामध्ये गरम केले जातात, तेव्हा त्यांचे इलेक्ट्रॉन उच्च ऊर्जा स्तरांवर उत्तेजित होतात आणि वैशिष्ट्यपूर्ण लाल प्रकाश उत्सर्जित होतो. भारतातील दिवाळीसारख्या सणाच्या वेळी या गुणधर्माचा मोठ्या प्रमाणावर उपयोग केला जातो, जिथे फटाके विविध रंगांचे प्रदर्शन करतात, ज्यात स्ट्रॉन्शिअममुळे विशिष्ट लाल रंग असतो.
कॅथोड रे ट्यूब (CRT) डिस्प्ले
ऐतिहासिकदृष्ट्या, रंगीत कॅथोड रे ट्यूब (CRT) दूरदर्शन आणि संगणक मॉनिटर्सच्या फेसप्लेट्ससाठी वापरल्या जाणाऱ्या काचेमध्ये स्ट्रॉन्शिअम एक आवश्यक घटक होता. CRT मधील उच्च-ऊर्जा इलेक्ट्रॉन बीमद्वारे निर्माण होणारे एक्स-रे शोषण्यासाठी स्ट्रॉन्शिअम ऑक्साईड काचेमध्ये समाविष्ट केले जात असे. संभाव्य हानिकारक किरणोत्सर्गापासून दर्शकांचे संरक्षण करण्यासाठी हे शोषण महत्त्वपूर्ण होते, ज्यामुळे ही उपकरणे मोठ्या प्रमाणावर वापरण्यासाठी सुरक्षित बनली. CRT तंत्रज्ञान आता मोठ्या प्रमाणावर फ्लॅट-पॅनेल डिस्प्लेने बदलले असले तरी, हा एक महत्त्वाचा पूर्वीचा उपयोग होता.
सिरॅमिक्स आणि विशेष काच
स्ट्रॉन्शिअम कार्बोनेटचा उपयोग विविध सिरॅमिक उत्पादने आणि विशेष काच (specialty glass) तयार करण्यासाठी केला जातो. सिरॅमिक्समध्ये, ते फ्लक्स (flux) म्हणून कार्य करते, वितळण्याचा बिंदू कमी करते आणि ग्लेझची पोत सुधारते. फेराईट सिरॅमिक मॅग्नेट (स्ट्रॉन्शिअम फेराईट्स) च्या निर्मितीमध्ये देखील हा एक महत्त्वाचा घटक आहे, जे त्यांच्या उत्कृष्ट चुंबकीय गुणधर्मांमुळे आणि किफायतशीरतेमुळे लहान इलेक्ट्रिक मोटर्स, मायक्रोफोन आणि लाऊडस्पीकरमध्ये मोठ्या प्रमाणावर वापरले जातात. काच उत्पादनात, स्ट्रॉन्शिअम टिकाऊपणा आणि ऑप्टिकल स्पष्टता वाढवू शकते.
वैद्यकीय उपयोग
एक विशिष्ट स्ट्रॉन्शिअम संयुग, स्ट्रॉन्शिअम रॅनेलेट, ऑस्टिओपोरोसिसच्या उपचारासाठी औषधात वापरले गेले आहे, ही अशी स्थिती आहे जी ठिसूळ हाडांमुळे दर्शविली जाते. स्ट्रॉन्शिअम रॅनेलेट हाडांची निर्मिती वाढवून आणि त्याच वेळी हाडांचे पुनर्शोषण (हाडांच्या ऊतींचे विघटन) कमी करून कार्य करते. यामुळे हाडे मजबूत होण्यास आणि बाधित व्यक्तींमध्ये फ्रॅक्चरचा धोका कमी होण्यास मदत होते. हा उपयोग जैविक प्रणाली, विशेषतः हाडांच्या चयापचयाशी या घटकाची अद्वितीय आंतरक्रिया दर्शवतो.
धातूशास्त्रविषयक उपयोग
धातूशास्त्रामध्ये, काही धातूंच्या शुद्धीकरण प्रक्रियेत स्ट्रॉन्शिअमची भूमिका असते. उदाहरणार्थ, शिसे अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी जस्तच्या इलेक्ट्रोलाइटिक शुद्धीकरणामध्ये (electrolytic refining) याचा उपयोग केला जातो. स्ट्रॉन्शिअमच्या लहान प्रमाणात मिश्रणामुळे ॲल्युमिनियम मिश्रधातूंचे कास्टेबिलिटी (castability) आणि यांत्रिक गुणधर्म देखील सुधारू शकतात, ज्यामुळे ते विविध औद्योगिक उपयोगांसाठी अधिक मजबूत आणि अधिक कार्यक्षम बनतात.