కాడ్మియం (Cd) అవగాహన
కాడ్మియం, Cd అనే రసాయన చిహ్నంతో మరియు 48 అణు సంఖ్యతో, ఆవర్తన పట్టికలో పరివర్తన లోహాల సమూహానికి చెందిన మెత్తని, వెండి-తెలుపు రంగులో ఉండే లోహం. ఇది జింక్ మరియు పాదరసంతో రసాయన సారూప్యతలను పంచుకుంటుంది. ఉపయోగకరమైన లక్షణాలను ప్రదర్శిస్తున్నప్పటికీ, కాడ్మియం దాని విషపూరిత స్వభావానికి కూడా ప్రసిద్ధి చెందింది, పారిశ్రామిక మరియు వినియోగదారు అనువర్తనాలలో జాగ్రత్తగా నిర్వహణ మరియు పారవేయడం అవసరం.
సహజ ఉనికి మరియు సంగ్రహణ
కాడ్మియం ఎక్కడ లభిస్తుంది
కాడ్మియం సాపేక్షంగా అరుదైన మూలకం మరియు సాధారణంగా ప్రకృతిలో దాని స్వచ్ఛమైన, లోహ రూపంలో లభించదు. బదులుగా, ఇది ప్రధానంగా ఇతర లోహాల ఖనిజాలలో, ముఖ్యంగా జింక్, అలాగే సీసం మరియు రాగి ఖనిజాలలో ఒక చిన్న భాగంగా ఉంటుంది. కాడ్మియానికి ప్రాథమిక వనరు ఖనిజం స్ఫాలరైట్ (ZnS), ఇది జింక్ యొక్క అతి ముఖ్యమైన ఖనిజం. గ్రీనోకైట్ (CdS) అనేది ప్రత్యక్ష కాడ్మియం ఖనిజంగా ఉండే అరుదైన ఖనిజం. సహజ వాతావరణ క్షయం ప్రక్రియలు మరియు అగ్నిపర్వత కార్యకలాపాల కారణంగా నేల, నీరు మరియు వాతావరణంలో కూడా కాడ్మియం స్వల్ప పరిమాణంలో సహజంగా ఉంటుంది.
పారిశ్రామిక సంగ్రహణ
కాడ్మియం యొక్క పారిశ్రామిక సంగ్రహణ దాదాపు ప్రత్యేకంగా జింక్ శుద్ధి చేసేటప్పుడు ఉప-ఉత్పత్తిగా జరుగుతుంది. ఈ ప్రక్రియలో సాధారణంగా అనేక దశలు ఉంటాయి:
- భస్మీకరణ: కాడ్మియం కలిగిన జింక్ సల్ఫైడ్ ఖనిజాలను గాలిలో భస్మీకరణ చేస్తారు. ఇది జింక్ సల్ఫైడ్ మరియు కాడ్మియం సల్ఫైడ్లను వాటి సంబంధిత ఆక్సైడ్లుగా (ZnO మరియు CdO) మారుస్తుంది.
- లీచింగ్: ఆక్సైడ్లను సల్ఫ్యూరిక్ ఆమ్లంతో లీచింగ్ చేస్తారు, జింక్ ఆక్సైడ్ మరియు కాడ్మియం ఆక్సైడ్ రెండింటినీ కరిగించి జింక్ సల్ఫేట్ మరియు కాడ్మియం సల్ఫేట్ ద్రావణాలను ఏర్పరుస్తాయి.
- శుద్ధీకరణ మరియు విద్యుద్విశ్లేషణ: కాడ్మియం జింక్ కంటే తక్కువ క్రియాశీలత కలిగినది కాబట్టి, దానిని జింక్కు ముందు ద్రావణం నుండి ఎంపికగా తొలగించవచ్చు. జింక్ సాధారణంగా ఎలెక్ట్రోవిన్నింగ్ (విద్యుద్విశ్లేషణ నిక్షేపణం) ద్వారా తిరిగి పొందబడుతుంది, కాడ్మియం అవశేష ద్రావణంలో ఉండిపోతుంది లేదా కాడ్మియం సల్ఫేట్గా అవక్షేపించబడుతుంది. అధిక-శుద్ధత గల కాడ్మియం లోహాన్ని పొందడానికి జింక్ డస్ట్ లేదా అదనపు విద్యుద్విశ్లేషణతో సిమెంటేషన్ వంటి తదుపరి శుద్ధీకరణ దశలు ఉపయోగించబడతాయి.
భారతదేశంలో, రాజస్థాన్ వంటి రాష్ట్రాలలో, ముఖ్యంగా హిందూస్తాన్ జింక్ లిమిటెడ్ (HZL) ద్వారా రాంపుర అగూచ, జవార్ మరియు సిందేసార్ ఖుర్ద్ వంటి ప్రదేశాలలో ముఖ్యమైన జింక్ మైనింగ్ కార్యకలాపాలు కేంద్రీకృతమై ఉన్నాయి. ఈ జింక్ శుద్ధి సౌకర్యాల నుండి కాడ్మియం విలువైన ఉప-ఉత్పత్తిగా తిరిగి పొందబడుతుంది, దేశ పారిశ్రామిక లోహ సరఫరాకు దోహదపడుతుంది.
కాడ్మియం యొక్క నిత్య జీవిత అనువర్తనాలు
దాని విషపూరిత స్వభావం ఉన్నప్పటికీ, కాడ్మియం యొక్క ప్రత్యేక లక్షణాలు దానిని వివిధ పారిశ్రామిక మరియు వినియోగదారు ఉత్పత్తులలో చేర్చడానికి దారితీశాయి.
పునర్వినియోగ బ్యాటరీలు
నికెల్-కాడ్మియం (NiCd) పునర్వినియోగ బ్యాటరీలలో కాడ్మియం చారిత్రాత్మకంగా ఉపయోగించబడింది మరియు ఇప్పటికీ ఉపయోగించబడుతుంది. ఈ బ్యాటరీలు పవర్ టూల్స్, కార్డ్లెస్ ఫోన్లు మరియు పాత ల్యాప్టాప్ కంప్యూటర్లు వంటి పోర్టబుల్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో వాటి సుదీర్ఘ సైకిల్ జీవితం మరియు అధిక ప్రవాహాలను అందించే సామర్థ్యం కారణంగా ప్రసిద్ధి చెందాయి. అయితే, పర్యావరణ సమస్యలు మరియు నికెల్-మెటల్ హైడ్రైడ్ (NiMH) మరియు లిథియం-అయాన్ బ్యాటరీల వంటి తక్కువ విషపూరిత ప్రత్యామ్నాయాల అభివృద్ధి కారణంగా, అనేక ప్రాంతాలలో NiCd బ్యాటరీల వినియోగం గణనీయంగా తగ్గింది.
రంగుల కోసం పిగ్మెంట్లు
కాడ్మియం సమ్మేళనాలు వాటి ప్రకాశవంతమైన మరియు స్థిరమైన పసుపు, నారింజ మరియు ఎరుపు రంగులకు ప్రసిద్ధి చెందాయి. కాడ్మియం సల్ఫైడ్ (CdS) ప్రకాశవంతమైన పసుపు రంగును ఉత్పత్తి చేస్తుంది, అయితే కాడ్మియం సల్ఫోసెలెనైడ్ (CdSSe) మిశ్రమాలు నారింజ మరియు ఎరుపు రంగులను ఇస్తాయి. రంగు స్థిరత్వం మరియు ఉష్ణ నిరోధకత ముఖ్యమైనవి అయిన ఆర్టిస్ట్ పెయింట్స్, అధిక-నాణ్యత పారిశ్రామిక పూతలు, సిరామిక్స్ మరియు ప్లాస్టిక్లలో ఈ పిగ్మెంట్లు ఉపయోగించబడ్డాయి. ఉదాహరణకు, కొన్ని ప్రకాశవంతమైన పసుపు ప్లాస్టిక్ భాగాలు లేదా సిరామిక్ గ్లేజ్లు వాటి రంగును కాడ్మియం పిగ్మెంట్లకు రుణపడి ఉండవచ్చు.
తుప్పు నిరోధక పూతలు
కాడ్మియం పూత అనేది ఉక్కు మరియు ఇతర లోహాలను తుప్పు నుండి రక్షించడానికి ఒక సమర్థవంతమైన పద్ధతి, ముఖ్యంగా సముద్ర లేదా ఏరోస్పేస్ అనువర్తనాల వంటి కఠినమైన వాతావరణాలలో. కాడ్మియం పొర ఒక త్యాగపూరిత పూతగా పనిచేస్తుంది, అంతర్లీన లోహం కంటే ప్రాధాన్యంగా తుప్పు పడుతుంది, తద్వారా కీలక భాగాల జీవితకాలాన్ని పొడిగిస్తుంది. ఇది అద్భుతమైన లూబ్రిసిటీని అందిస్తుంది మరియు ఉప్పు స్ప్రేకు నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది.
ప్లాస్టిక్లకు స్టెబిలైజర్లు
కాడ్మియం సమ్మేళనాలు, ముఖ్యంగా కాడ్మియం స్టియరేట్, పాలివినిల్ క్లోరైడ్ (PVC) ప్లాస్టిక్లలో వేడి మరియు కాంతి స్టెబిలైజర్లుగా ఉపయోగించబడ్డాయి. ప్రాసెసింగ్ సమయంలో లేదా సూర్యరశ్మికి గురైనప్పుడు అధిక ఉష్ణోగ్రతలకు గురైనప్పుడు PVC క్షీణించకుండా నిరోధిస్తాయి, తద్వారా ప్లాస్టిక్ యొక్క బలం, వశ్యత మరియు రంగును నిర్వహించబడతాయి. పైపులు, విండో ఫ్రేమ్లు మరియు ఎలక్ట్రికల్ కేబుల్ ఇన్సులేషన్ వంటి PVC ఉత్పత్తులు చారిత్రాత్మకంగా కాడ్మియం-ఆధారిత స్టెబిలైజర్ల నుండి ప్రయోజనం పొందాయి, అయితే నియంత్రణ ఒత్తిళ్ల కారణంగా వాటి వాడకం తగ్గుతోంది.
అణు రియాక్టర్ నియంత్రణ కడ్డీలు
కాడ్మియం అధిక న్యూట్రాన్ శోషణ క్రాస్-సెక్షన్ కలిగి ఉంటుంది, అంటే న్యూట్రాన్లను శోషించడంలో ఇది అత్యంత ప్రభావవంతంగా ఉంటుంది. ఈ లక్షణం అణు రియాక్టర్లలో దీనిని విలువైనదిగా చేస్తుంది, ఇక్కడ అణు విచ్ఛిత్తి రేటును నియంత్రించడానికి కాడ్మియం నియంత్రణ కడ్డీలలో ఉపయోగించబడుతుంది. కాడ్మియం కడ్డీలను చొప్పించడం లేదా ఉపసంహరించడం ద్వారా, ఆపరేటర్లు విచ్ఛిత్తి కోసం అందుబాటులో ఉన్న న్యూట్రాన్ల సంఖ్యను నియంత్రించవచ్చు, తద్వారా రియాక్టర్ యొక్క విద్యుత్ ఉత్పత్తిని నిర్వహించవచ్చు మరియు సురక్షితమైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారించవచ్చు.