Kadmiyum

Kadmiyum, kimyasal simgesi Cd olan, gümüş beyazlığında, elektrik, seramik, pil ve akü sanayisinde kullanılan yumuşakça, kanserojen, toksik bir ağır metal element. Kadmiyum, çinko bileşikleriyle beraber doğada kadmiyum sülfür olarak bulunur. Çinko, kurşun ve bakırın yan ürünü olarak üretilir.
Üretimi
Kadmiyum, çinko cevherlerinde yaygın olan katışık bir maddedir ve çoğunlukla çinko üretimi sırasında ayrılır. Çinko sülfat cevherlerinden elde edilen bazı çinko cevher konsantreleri %1.4'e kadar kadmiyum içerir.
1970'lerde kadmiyum üretimi bir ton çinko başına 3 kg (6,5 pound) idi.
2001 yılında British Geological tarafından yapılan bir araştırmaya göre, Çin dünya kadmiyum üretimin altıda birini üreterek dünya birincisi konumundadır. Güney Kore ve Japonya diğer önemli üreticilerindendir.
Çinko sülfit cevherleri oksijen ile eritilir ve çinko sülfür okside dönüştürülür. Çinko metali, oksitin karbonla eritilmesiyle veya sülfürik asitte elektroliziyle üretilir. Çinko eritildiğinde kadmiyum, vakumlu damıtma yoluyla çinko metalden ayrılır veya elektroliz çözeltisinden kadmiyum sülfat çökeltilir.
Kullanım Alanları
Endüstride;
Elektrolizle kaplama ve galvanizleme proseslerinde,
Galvanik kaplama
Küresel üretimin %6'sını tüketen kadmiyum elektro kaplama, çelik bileşenlerin korozyonunu azaltmak için uçak endüstrisinde kullanılır. Bu kaplama kromat tuzları ile pasifleştirilir. Kadmiyum kaplamanın bir sınırlaması, elektrokaplama işleminden kaynaklanan yüksek mukavemetli çeliklerin hidrojen gevrekleşmesi'dir. Bu nedenle, 1300 MPa'nın (200 ksi) üzerinde çekme mukavemetine ısıl işlem uygulanmış çelik parçalar, alternatif bir yöntemle (özel az-gevrek kadmiyum elektrokaplama işlemleri veya fiziksel buhar biriktirme gibi) kaplanmalıdır.
Kadmiyum kaplı alet kalıntılarından titanyum gevrekliği, A-12/SR-71, U-2 ve titanyum kullanan müteakip uçak programlarında bu aletlerin (ve kadmiyum kirliliğini tespit etmek için rutin alet testinin uygulanması) yasaklanmasıyla sonuçlandı.
Boya pigmenti ve plastiklerde,
Nikel-kadmiyum pillerinde,
Piller
2009'da, kadmiyumun %86'sı pil'lerde, ağırlıklı olarak şarj edilebilir nikel-kadmiyum pil'lerde kullanıldı. Nikel-kadmiyum hücrelerin nominal hücre potansiyeli 1,2 V'dur. Hücre, bir pozitif nikel hidroksit elektrot ve bir alkalin elektrolit (potasyum hidroksit ile ayrılmış bir negatif kadmiyum elektrot plakasından oluşur. Avrupa Birliği 2004 yılında bazı istisnalar dışında elektronikte kadmiyum için %0.01'lik bir sınır koydu, ve 2006'da kadmiyum içeriği sınırını %0.002'ye indirdi. Kadmiyum bazlı başka bir pil türü gümüş-kadmiyum pilidir.
Seramik ve cam yapımında kullanılır.
Nükleer santrallerde nötron tutucu olarak
Eski tüplü televizyonlarda sarı piksel olarak ve QLED TV'lerde kadmiyum sülfit olarak kullanılır.
Biyolojik Rolü
Kadmiyumun gelişmiş organizmalarda bilinen bir işlevi yoktur, fakat bazı deniz diatomlarında kadmiyum bağlı karbonik anhidraz enzimi bulunmuştur. Diatomlar çok düşük çinko konsantrasyonlarına sahip ortamlarda yaşarlar ve kadmiyum, normalde diğer anhidrazlarda çinko ile gerçekleştirilen işlevi yerine getirir. Bu X-ışını absorpsiyonu floresan spektroskopisi (XAFS) ile keşfedilmiştir.
Kadmiyum insan sağlığını tehdit eden bir toksik elementtir. İnsanlarda 10-30 yıla varan yarılanma ömrüne sahip olması sebebiyle; böbrek, karaciğer ve akciğer gibi birçok organda birikmeye devam eder. En yüksek kadmiyum konsantrasyonu insan böbreklerinden emilir ve ergenlik çağının sonuna kadar yaklaşık 30 mg kadmiyum solunur. Kadmiyumun insanlarda toksisitesi, potansiyel olarak kanser, kardiyovasküler hastalıklar ve osteoporoz risklerini etkileyebilecek ön araştırmalarla incelenmektedir.