লিথিয়াম কার্বনেট

লিথিয়াম কার্বনেট হল একটি অজৈব যৌগ, রাসায়নিক সূত্র । এই সাদা লবণ ধাতব অক্সাইড প্রক্রিয়াকরণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এটি বিশ্ব স্বাস্থ্য সংস্থার প্রয়োজনীয় ওষুধের তালিকায় অন্তর্ভুক্ত মুড ডিসঅর্ডার যেমন বাইপোলার ডিসঅর্ডার এর চিকিৎসার কার্যকারিতার জন্য।

ব্যবহার
লিথিয়াম কার্বনেট একটি গুরুত্বপূর্ণ শিল্প রাসায়নিক। লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারিতে ব্যবহৃত যৌগগুলির অগ্রদূত হিসাবে এর প্রধান ব্যবহার।

লিথিয়াম কার্বনেট থেকে প্রাপ্ত কাঁচ ওভেনওয়্যারে উপযোগী। লিথিয়াম কার্বনেট কম-আগুন এবং উচ্চ-আগুন উভয় ক্ষেত্রেই একটি সাধারণ উপাদান সিরামিক গ্লেজ। এটি সিলিকা এবং অন্যান্য পদার্থের সাথে কম গলিত ফ্লাক্স গঠন করে। এর ক্ষারীয় বৈশিষ্ট্যগুলি ধাতব অক্সাইড গ্লাজ-এ ধাতব অক্সাইড রঙের অবস্থা পরিবর্তন করতে সহায়ক, বিশেষ করে লাল আয়রন অক্সাইড ()। লিথিয়াম কার্বনেট দিয়ে প্রস্তুত হলে সিমেন্ট আরও দ্রুত সেট হয় এবং এটি টাইলের আঠালো ভাবের জন্য উপযোগী। অ্যালুমিনিয়াম ট্রাইফ্লোরাইড এ এটি যোগ করলে, এটি লিথিয়াম ফ্লোরাইড (LiF) গঠন করে যা অ্যালুমিনিয়াম প্রক্রিয়াকরণের জন্য একটি উচ্চতর ইলেক্ট্রোলাইট উত্পাদন করে।

রিচার্জেবল ব্যাটারি

লিথিয়াম কার্বনেট থেকে প্রাপ্ত যৌগগুলি লিথিয়াম-আয়ন ব্যাটারির জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। লিথিয়াম কার্বনেট একটি মধ্যবর্তী হিসাবে লিথিয়াম হাইড্রক্সাইড এ রূপান্তরিত হতে পারে। ব্যাটারির দুটি উপাদান লিথিয়াম যৌগ দিয়ে তৈরি করা হয়: ক্যাথোড এবং ইলেক্ট্রোলাইট। ইলেক্ট্রোলাইট হল লিথিয়াম হেক্সাফ্লুরোফসফেট এর একটি দ্রবণ, যখন ক্যাথোড বিভিন্ন লিথিয়েটেড কাঠামোর একটি ব্যবহার করে, যার মধ্যে সবচেয়ে জনপ্রিয় হল লিথিয়াম কোবাল্ট অক্সাইড এবং লিথিয়াম আয়রন ফসফেট।

চিকিৎসায় ব্যবহার

১৮৪৩ সালে, লিথিয়াম কার্বনেট মূত্রাশয় পাথরের চিকিত্সার জন্য ব্যবহার করা হয়েছিল। ১৮৫৯ সালে, কিছু ডাক্তার  গাউট, বৃক্ক পাথর রোগ, রিউম্যাটিজম, ম্যানিয়া, বিষণ্নতা, এবং মাথাব্যথা অসুখ এর জন্য লিথিয়াম লবণ দিয়ে একটি থেরাপির সুপারিশ করেছিলেন।

১৯৪৮ সালে, জন ক্যাড লিথিয়াম আয়নের অ্যান্টি-ম্যানিক প্রভাব আবিষ্কার করেন। এই অনুসন্ধানের ফলে লিথিয়াম কার্বনেটকে মনস্তাত্ত্বিক ওষুধ হিসাবে ম্যানিয়া, বাইপোলার ডিসঅর্ডার-এর উন্নত পর্যায়ের চিকিৎসার জন্য ব্যবহৃত হয়। একটি ফার্মেসি থেকে প্রেসক্রিপশন লিথিয়াম কার্বনেট মানুষের ওষুধ হিসাবে ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত কিন্তু শিল্প লিথিয়াম কার্বনেট নয় কারণ এতে বিষাক্ত ভারী ধাতু বা অন্যান্য বিষাক্ত অনিরাপদ মাত্রা থাকতে পারে। খাওয়ার পর, লিথিয়াম কার্বনেট হয় বিচ্ছিন্ন ফার্মাকোলজিক্যালি সক্রিয় লিথিয়াম আয়ন (Li+) এবং (অ-থেরাপিউটিক) কার্বনেট। ৩০০ mg (মিলিগ্রাম) লিথিয়াম কার্বনেটে  প্রায় ৮ mEq (৮ মোল) লিথিয়াম আয়ন থাকে। খাদ্য ও ওষুধ প্রশাসন (এফডিএ)-র অনুসারে, ৩০০-৬০০ মিলিগ্রাম লিথিয়াম কার্বনেট দৈনিক দুই থেকে তিনবার গ্রহণ করা প্রাপ্তবয়স্কদের মধ্যে বাইপোলার  ডিসঅর্ডার রক্ষণাবেক্ষণের জন্য সাধারণ, যেখানে প্রদত্ত সঠিক ডোজ রোগীর সিরাম লিথিয়াম ঘনত্বের মতো কারণগুলির উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়, যা লিথিয়াম বিষাক্ততা এবং সম্ভাব্য বৃক্কের ক্ষতি  (বা এমনকি বৃক্কের অকার্যকারিতা) লিথিয়াম-প্ররোচিত নেফ্রোজেনিক ডায়াবেটিস ইনসিপিডাস থেকে এড়াতে একজন চিকিৎসক দ্বারা নিবিড়ভাবে পর্যবেক্ষণ করা আবশ্যক।  ডিহাইড্রেশন এবং এনএসএআইডি সহ কিছু ওষুধ যেমন আইবুপ্রোফেন, সিরাম লিথিয়ামের ঘনত্বকে অনিরাপদ মাত্রায় বাড়িয়ে দিতে পারে যেখানে অন্যান্য ওষুধ, যেমন ক্যাফিন  ঘনত্ব হ্রাস করতে পারে।  সোডিয়াম, পটাসিয়াম, এবং ক্যালসিয়াম মৌলিক আয়নগুলির  বিপরীতে অন্তঃকোষীয় লিথিয়াম কে সেলুলার মেকানিজম প্রক্রিয়া দিয়ে বিশেষভাবে নিয়ন্ত্রিত  কোনো পরিচিত পদ্ধতি নেই।

 লিথিয়াম এপিথেলিয়াল সোডিয়াম চ্যানেল এর মাধ্যমে কোষে প্রবেশ করতে পারে। লিথিয়াম আয়নগুলি আয়ন পরিবহনের প্রক্রিয়াগুলিতে হস্তক্ষেপ করে  যা মস্তিষ্কের কোষগুলিতে বাহিত বার্তাগুলিকে রিলে এবং প্রশস্ত করে। ম্যানিয়া মস্তিষ্কের মধ্যে প্রোটিন কিনেস সি (পিকেসি) কার্যকলাপের অনিয়মিত বৃদ্ধির সাথে যুক্ত। লিথিয়াম কার্বনেট এবং সোডিয়াম ভালপ্রোয়েট, আরেকটি ওষুধ যা ঐতিহ্যগতভাবে ব্যাধির চিকিৎসায় ব্যবহৃত হয়, PKC-এর কার্যকলাপকে বাধা দিয়ে মস্তিষ্কে কাজ করে এবং পিকেসি-কে বাধা দেয় এমন অন্যান্য যৌগ তৈরি করতে সাহায্য করে। লিথিয়াম কার্বনেট মেজাজ-নিয়ন্ত্রক বৈশিষ্ট্য সম্পূর্ণরূপে বোঝা যায় না।

স্বাস্থ্যে ঝুঁকি

লিথিয়াম সল্ট গ্রহণের ঝুঁকি এবং পার্শ্বপ্রতিক্রিয়া আছে। মানসিক রোগের চিকিৎসায় লিথিয়ামের বর্ধিত ব্যবহার অর্জিত নেফ্রোজেনিক ডায়াবেটিস ইনসিপিডাস হতে পারে বলে জানা গেছে। লিথিয়াম নেশা কেন্দ্রীয় স্নায়ুতন্ত্র এবং রেনাল সিস্টেমকে প্রভাবিত করতে পারে এবং প্রাণঘাতী হতে পারে। দীর্ঘ সময় ধরে, লিথিয়াম সংগ্রহকারী নালীর প্রধান কোষতে জমা হতে পারে এবং অ্যান্টিডিউরেটিক হরমোন (ADH) এর সাথে হস্তক্ষেপ করে, যা সংগ্রহকারী টিউবুলে প্রধান কোষগুলির জল ব্যাপ্তিযোগ্যতা নিয়ন্ত্রণ করে। সংগ্রহ নালী সিস্টেম এর মেডুলারি ইন্টারস্টিটিয়ামে স্বাভাবিকভাবেই উচ্চ সোডিয়াম ঘনত্ব থাকে এবং এটি বজায় রাখার চেষ্টা করে। সোডিয়াম আয়ন থেকে লিথিয়াম আয়নগুলিকে আলাদা করার জন্য কোষগুলির জন্য কোনও পরিচিত প্রক্রিয়া নেই, তাই কিডনি এর নেফ্রন এর ক্ষতি হতে পারে যদি লিথিয়ামের ঘনত্ব খুব বেশি হয়ে যায়, ডিহাইড্রেশন বা হাইপোনাট্রেমিয়া, (একটি অস্বাভাবিকভাবে কম সোডিয়াম খাদ্য, বা কোনো ড্রাগের জন্য) এর ফলে।

লাল পাইরোটেকনিক রঙ 
লিথিয়াম কার্বনেট আতশবাজিকে লাল রঙ দিতে ব্যবহার করা হয়।

বৈশিষ্ট্য এবং প্রতিক্রিয়া 
সোডিয়াম কার্বনেট থেকে ভিন্ন, যা কমপক্ষে তিনটি হাইড্রেট গঠন করে, লিথিয়াম কার্বনেট শুধুমাত্র অ্যানহাইড্রাস আকারে বিদ্যমান। জলে এর দ্রবণীয়তা অন্যান্য লিথিয়াম লবণের তুলনায় কম। লিথিয়ামের জলীয় নির্যাস থেকে লিথিয়ামের বিচ্ছিন্নতা এই দুর্বল দ্রবণীয়তাকে পুঁজি করে। কার্বন ডাই অক্সাইড এর হালকা চাপে এর আপাত দ্রাব্যতা ১০ গুণ বৃদ্ধি পায়; এই প্রভাবটি মেটাস্টেবল লিথিয়াম বাইকার্বনেট গঠনের কারণে, যা আরও দ্রবণীয়:

 +  +       2 

 এর উচ্চ চাপ এ লিথিয়াম কার্বনেট নিষ্কাশন এবং চাপ মুক্ত করার পরে এর বাষ্প হওয়া হল কুইবেক প্রক্রিয়ার ভিত্তি। লিথিয়াম কার্বনেট গরম জলে এর হ্রাসপ্রাপ্ত দ্রবণীয়তাকে কাজে লাগিয়েও বিশুদ্ধ করা যেতে পারে।  এইভাবে, একটি স্যাচুরেটেড জলীয় দ্রবণ গরম করলে  এর স্ফটিককরণ হয়।

লিথিয়াম কার্বনেট, এবং গ্রুপ ১ এর অন্যান্য কার্বনেট, সহজেই ডিকারবক্সিলেট করে না।  প্রায় ১৩০০ °সে তাপমাত্রায় আলাদা হয়ে যায়।

উৎপাদন 
লিথিয়াম প্রাথমিকভাবে দুটি উৎস থেকে আহরণ করা হয়: স্পোডুমেন পেগমাটাইট আমানতে, এবং লিথিয়াম লবণ ভূগর্ভস্থ ব্রাইন পুলগুলিতে। 2020 সালে প্রায় 82,000 টন উত্পাদিত হয়েছিল, উল্লেখযোগ্য এবং ধারাবাহিক বৃদ্ধি দেখায়।

ভূগর্ভস্থ ব্রাইন খনি থেকে
উত্তর চিলির আটাকামা মরুভূমির সালার দে আতাকামা তে, লিথিয়াম কার্বনেট এবং হাইড্রোক্সাইড ব্রিন থেকে উৎপন্ন হয়।

প্রক্রিয়াটি বাষ্পীভবনের জন্য মাটির নিচ থেকে অগভীর প্যানে লিথিয়াম সমৃদ্ধ ব্রিন পাম্প করে। ব্রাইনে অনেকগুলি বিভিন্ন দ্রবীভূত আয়ন থাকে এবং তাদের ঘনত্ব বাড়ার সাথে সাথে লবণগুলি দ্রবণ থেকে বেরিয়ে যায় এবং ডুবে যায়। অবশিষ্ট অতিধর্মী তরল পরবর্তী ধাপের জন্য ব্যবহার করা হয়। পানের ক্রম একটি নির্দিষ্ট উৎসে আয়নের ঘনত্বের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হতে পারে।

প্রথম পাত্রে, হ্যালাইট (সোডিয়াম ক্লোরাইড বা সাধারণ লবণ) ক্রিস্টালাইজ করে। এই সামান্য অর্থনৈতিক মূল্য আছে এবং বাতিল করা হয়. দ্রবীভূত কঠিন পদার্থের ক্রমবর্ধমান ঘনত্বের সাথে সুপারনাট্যান্ট ক্রমাগতভাবে সিলভিনাইট (সোডিয়াম পটাসিয়াম ক্লোরাইড) পাত্রে, কারনালাইট (পটাসিয়াম ম্যাগনেসিয়াম ক্লোরাইড) পাত্রে স্থানান্তরিত হয় এবং অবশেষে একটি প্যানের ঘনত্ব সর্বাধিক করার জন্য ডিজাইন করা হয়। লিথিয়াম ক্লোরাইড। প্রক্রিয়াটি প্রায় ১৫ মাস সময় নেয়। ঘনীভূত (৩০-৩৫% লিথিয়াম ক্লোরাইড দ্রবণ) সালার ডেল কারমেনে ট্রাক করা হয়। সেখানে, বোরন এবং ম্যাগনেসিয়াম অপসারণ করা হয় (সাধারণত অবশিষ্ট বোরন দ্রাবক নিষ্কাশন এবং/অথবা আয়ন বিনিময় এবং সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড এর সাথে pH ১০ এর উপরে বাড়িয়ে ম্যাগনেসিয়াম অপসারণ করা হয়, তারপর চূড়ান্ত ধাপে, সোডিয়াম কার্বনেট যোগ করে, কাঙ্খিত লিথিয়াম কার্বনেটটি বের করা হয়, আলাদা করা হয় এবং প্রক্রিয়াজাত করা হয়।

বাষ্পীভবন প্রক্রিয়া থেকে কিছু উপজাতের অর্থনৈতিক মূল্যও থাকতে পারে।

পানির  সঙ্কট এই অঞ্চলে পানি ব্যবহারে যথেষ্ট নজর রয়েছে। সোসিয়েদাদ কুমিকা ই মিনেরা ডি চিলি (সকুমি) কটি জীবন-চক্র বিশ্লেষণ (LCA) কমিশন করেছে যা এই উপসংহারে পৌঁছেছে যে সকুমি-এর লিথিয়াম হাইড্রোক্সাইড এবং কার্বনেটের জন্য জলের ব্যবহার প্রধান আকরিক থেকে উৎপাদনের মাধ্যমে গড় খরচের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম- ভিত্তিক প্রক্রিয়া, স্পডুমেন ব্যবহার করে। আরও সাধারণ এলসিএ জলাধার থেকে নিষ্কাশনের জন্য বিপরীত পরামর্শ দেয়।

ব্রাইন ভিত্তিক উৎপাদনের বেশিরভাগই দক্ষিণ আমেরিকার "লিথিয়াম ত্রিভুজ" এ হয়।

'ভূতাপীয়' ব্রাইন থেকে 

লিথিয়ামের একটি সম্ভাব্য উৎস হল জিওথার্মাল কূপ এর লিচেট, যা ভূপৃষ্ঠে বাহিত হয়। লিথিয়াম পুনরুদ্ধার ক্ষেত্রে প্রদর্শিত হয়েছে; লিথিয়াম সহজ বৃষ্টিপাত এবং পরিস্রাবণ দ্বারা পৃথক করা হয়। The process and environmental costs are primarily those of the already-operating well; net environmental impacts may thus be positive.

রেডরুথ-এর কাছে ইউনাইটেড ডাউনস ডিপ জিওথার্মাল পাওয়ার প্রকল্পের ব্রিনকে কর্নিশ লিথিয়াম মূল্যবান বলে দাবি করেছে এর উচ্চ লিথিয়াম ঘনত্ব (২২০ mg/L) কম ম্যাগনেসিয়াম (<৫ mg/L) এবং মোট দ্রবীভূত কঠিন পদার্থের পরিমাণ <২৯ g/L, এবং ৪০-৬০ l/s প্রবাহ হার।

আকরিক থেকে 

α-spodumene কে 1 ঘন্টার জন্য ১১০০ °সে তাপমাত্রায় ভাজা হয়, তারপর সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে ২৫০ °সে তাপমাত্রায় ১০ মিনিটের জন্য ভাজা হয়।

২০২০ সালে, অস্ট্রেলিয়া লিথিয়াম মধ্যবর্তী বিশ্বের বৃহত্তম উত্পাদক ছিল, সব স্পোডুমিনের উপর ভিত্তি করে।

সাম্প্রতিক বছরে খনির কোম্পানিগুলি উত্তর আমেরিকা, দক্ষিণ আমেরিকা এবং অস্ট্রেলিয়া জুড়ে লিথিয়াম প্রকল্পগুলির অনুসন্ধান শুরু করেছে যাতে অর্থনৈতিক আমানত সনাক্ত করা যায় যা সম্ভাব্যভাবে অনলাইনে লিথিয়াম কার্বনেটের নতুন সরবরাহ আনতে পারে পণ্যের ক্রমবর্ধমান চাহিদা মেটানোর জন্য।

কাদামাটি থেকে 
২০২০ সালে টেসলা মোটরস নেভাদায় শুধুমাত্র লবণ এবং কোনো অ্যাসিড ব্যবহার না করে কাদামাটি থেকে লিথিয়াম বের করার জন্য একটি বিপ্লবী প্রক্রিয়া ঘোষণা করেছে। এটি সংশয়ের সঙ্গে দেখা হয়েছে।

জীবনে-শেষ ব্যাটারি থেকে 
কয়েকটি ছোট কোম্পানি তামা এবং কোবাল্ট পুনরুদ্ধারের উপর মনোযোগ কেন্দ্রীভূত করে  ব্যয় করা ব্যাটারি  পুনর্ব্যবহার করছে। কেউ কেউ  Li2Al4(CO3)(OH)12⋅3H2O যৌগের থেকে লিথিয়াম কার্বনেট পুনরুদ্ধার করে

অন্যান্য 
এপ্রিল ২০১৭ সালে এমজিএক্স মিনেরালস  খবর দেয় যে তারা  তেল এবং গ্যাসের বর্জ্য জলের ব্রিন থেকে লিথিয়াম এবং অন্যান্য মূল্যবান খনিজ পুনরুদ্ধার করার জন্য তার দ্রুত লিথিয়াম নিষ্কাশন প্রক্রিয়ার স্বাধীন নিশ্চিতকরণ পেয়েছে।

ইলেক্ট্রোডায়ালাইসিস সমুদ্রের জল থেকে লিথিয়াম আহরণের প্রস্তাব করা হয়েছে, কিন্তু এটি বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর নয়।

প্রাকৃতিক ভাবে উপলব্ধ 
প্রাকৃতিক লিথিয়াম কার্বনেট  জাবুয়েলাইট  নামে পরিচিত. এই খনিজটি কিছু  লবণ হ্রদ  এবং কিছু  পেগমাটাইটের  জমার সাথে যুক্ত.

তথ্যসূত্র 

উইল কিন্সন

বহিঃসংযোগ

 Official FDA information published by Drugs.com

কার্বনেট
লবণ
মুড স্টেবিলাইজার
অরফান ড্রাগ