Stronsiyum

Stronsiyum, Sr sembollüne sahip, atom numarası 38 olan, toprak alkali metaller grubundan gümüşümsü beyaz renkli bir kimyasal element. Oda sıcaklığında katı olan elementin atom ağırlığı 87,62 g/mol'dür. Stronsiyum, kimyasal olarak son derece reaktif olup, hava ile temas ettiği takdirde sarı rengine döner. Element sölestin ve strontianit minerallerinde bulunur. Elementin nükleer fisyon sonucunda oluşan 90Sr izotopu radyoaktiftir ve 28,90 yıllık bir yarılanma ömrüne sahiptir.
Adair Crawford ilk olarak 1790 yılında strontianit (SrCO3) mineralini tanımlamıştır. 1808 yılında ise Humphry Davy tarafından elektroliz yöntemi ile izole edilmiştir. Stronsiyum metali eritilmiş SrCl2 tuzunun elektrolizi ile saf olarak elde edilir.
Üretim
Endüstriyel olarak stronsiyum metalinin üretimi için gerekli stronsiyum oksit, sölestin mineralinden sağlanır. Stronsiyum oksit metalik alüminyum ile metalotermik redüksiyonu tabi tutulur ve metalik stronsiyum açığa çıkar. Reaksiyon, elektrik ark fırınlarında vakum altında gerçekleştirilir. Bu işlemde Sr %0,6 ya kadar oksitlenir ve vakum altında sublimasyon sayesinde uzaklaştırılır (%99,9). Bu saflıktaki Sr metali Ca ile aynı özellikleri gösterir. Sr ayrıca stronsiyum klorür ve KCI ergiyinden elektroliz yoluyla kazanılabilir.
Dünyada en büyük stronsiyum rezervleri İspanya, Meksika, Çin, Arjantin ve İran'da bulunmaktadır. Roskill lnformation Services'in 1999 yılında yaptığı araştırmaya göre dünya rezervlerinin 12 milyon ton olduğu tahmin edilmektedir.
Türkiye
1972 yılında Barit Maden Türk A. Ş. Sivas'ın 29 km güneyinde Sivas-Kangal karayolunda Miyosen yaşlı jipsler içerisinde önemli bir selestit yatağını işletmeye başlamıştır. Daha sonra yapılan araştırmalarda Sivas Tersiyer Havzası'nda çok sayıda Selestit yatağı saptanmış ancak bir kısmı rezerv ve tenörce ekonomik bulunmamıştır. MTA Genel Müdürlüğünün bulduğu Kabalı (Hafik), Battalhöyüğü Tepe (Ulaş) ve daha küçük rezervli onlarca Selestit cevherleşmesi vardır. Barit Madencilik A. Ş.'nin şu anda 3-4 ruhsatlı Selestit sahası bulunmaktadır.
Ekonomik olan tüm selestit yatakları Üst Eosen ve Alt Miyosen yaşlı evaporitik çökeller içerisinde katmansı veya mercekler şeklinde, genelde jipslerle birlikte gözlenmekte ve bir kısmı CaCO3 içermektedir. Bundan başka Konya Ereğli ve Malatya'da yeni zuhurlar bulunmuş, ancak Sivas yöresindekiler dışında ekonomik olabilecek bir yatak henüz saptanamamıştır.
Kullanım alanları
Stronsiyum tuzları
Dünyada stronsiyumu en fazla tüketen ülkeler ABD ve Japonya'dır. Stronsiyum karbonat olarak TV tüplerinde kullanımı en yaygın tüketim şeklidir. ABD ve Japonya'da üretilen renkli TV tüplerinde daha yüksek voltajlar kullanıldığından bu ülkelerde Sr kullanılmaktadır. Avrupa'da daha düşük voltajlı renkli TV'ler üretilmekte ve genelde baryum kullanılmaktadır.
Diğer bir kullanım alanı ile ferritlerdir. Ferritler seramik olarak otomotiv sanayinde, demir cevheri seperatörlerinde, fotokopi makinalarında ve özel alaşımlarda kullanılmaktadır. Ayrıca aleve verdiği kırmızı renk dolayısıyla havai fişekler ve sinyal maddeleri üretiminde; cam, boya, ilaç sanayiinde; çinko elektrolizinde; kuru fırın ve uçak motoru gibi makinelerde kullanılan mil yataklarını yağlayıcı olarak kullanılmaktadır. Stronsiyum hekzaferrit (SrO.6Fe2O3) bu gruba bir örnektir.
Sölestin cevherinin karbonla reaksiyonu sonucu oluşan stronsiyum sülfür (SrS) havai fişek ve floresan madde olarak boyalarla kullanılır. Stronsiyum nitrat [Sr(NO3)2] stronsiyum karbonatın %60lık asitte çözünmesi sonucu oluşur. İlaç sanayinde ve aleve verdiği koyu kırmızı renk doyalasıyla havai fişeklerde kullanılır. Stronsiyum oksit (SrO), SrCO3'nın 1400-1500 C civarında vakum atında kömürle reaksiyonu sonucu oluşur ve ilaç sanayisinde, havai fişeklerde ve Sr-ferrit üretiminde ara ürün olarak kullanılır.
Stronsiyum-niobyum-kromseskioksit, niobyum oksit ve kromseskioksitle reaksiyonu sonucu oluşan Sr-Ni-kromseskioksit elektrik sanayinde kullanılır. SrCl2'ün soda liçiyle kristalleşen Sr(OH)2 şeker fabrikalarında melasten şekeri kurtarmak için kullanılmıştır. Stronsiyum silikat ise yüksek kaliteli demir üretiminde British Cast Iron Research Association tarafından geliştirilen bir yöntemle kullanılmaktadır. Stronsiyum kromat, kromaj kaplamacılığında düzenleyici olarak kullanılır.
Alaşım ve metal olarak
Stronsiyum'un metal veya alaşım olarak kullanım sahası sınırlıdır. Ergimiş bakırda deoksidan madde olarak %10 stronsiyum ile %20 ila %40 oranında çinko alaşımı kullanılmaktadır. Al-Si alaşımlarında ise aşılayıcı madde olarak kullanılan stronsiyum, silisyum kristallerinin şekil ve boyutlarını değiştirip çok ince dağılımı sağlamaktadır. Stronsiyumun atomik çapı büyük olduğundan ötürü elementten X ışınlarının nötralize edilmesinde de yararlanılır.