लिथियमचा शोध - एक फार  मोठी उपलब्धी!

तरूण भारत, नागपूर.   मंगळवार, दिनांक २१/०२/२०२३ हा लेख फोटोस्वरुपात व वर्ड फाईल स्वरुपात फेसबुकवर उपलब्ध असतो. तसेच. ‘kasa mee?’ या ब्लॅागवरही त्याचवेळी टाकला जातो. वर्ड फाईल व ब्लॅागवरील मजकूर मॅग्निफाय करूनही वाचता येईल.     

 लिथियमचा शोध - एक फार  मोठी उपलब्धी!

वसंत गणेश काणे, बी एस्सी,एम ए (मानसशास्त्र), एम.एड  एल बी ७, लक्ष्मीनगर, पाण्याच्या टाकीजवळ, नागपूर 440 022 

मोबाईल 9422804430  Email: kanewasant@gmail.com 

Blog - kasa mee? 

    भारतात पहिल्यांदाच लिथियम धातूच्या साठ्याचा शोध लागला आहे. विजेवर चालणाऱ्या वाहनांच्या बॅटरीत लिथियम वापरले जाते. जम्मू-काश्मीरमध्ये 5.9  मिलीयन टन लिथियम साठा सापडल्याचा प्राथमिक अंदाज व्यक्त करण्यात आला आहे. जिऑलॅाजिकल सर्व्हे ऑफ इंडियाला जम्मू-काश्मीरमधील रियासी जिल्ह्यातील सालाल-हैमाना भागात लिथियमचे साठे सापडल्याचे केंद्रीय खणीकर्म मंत्रालयाने जाहीर केले आहे. खाणीतून काढण्यात येणाऱ्या कच्च्या मालापासून ते शुद्ध धातू मिळविण्यापर्यंतच्या प्रक्रियेचे चार टप्पे असतात. पहिला टप्पा धातूसाठी केली जाणारी पाहणी. दुसरा टप्पा प्राथमिक उत्खननाचा. तिसरा टप्पा सर्वसाधारण उत्खननाचा आणि चौथा टप्पा सखोल उत्खननाचा. काश्मीरमध्ये सापडलेला साठा हा दुसरा टप्पा आहे. सद्ध्या लिथियमचा वापर रिचार्जेबल बॅटरी बनवण्यासाठी  फार मोठ्या प्रमाणात केला जातो.

   आयातीवरच अवलंबून 

    आपण  सध्या लिथियमची आयात करीत आहोत. आपण राजस्थान आणि गुजरातच्या भूगर्भातील पाण्याच्या साठ्यातून लिथियम शोधण्याचा प्रयत्न बरीच वर्षे करीत  आहोत. असाच प्रयत्न ओडिशा आणि छत्तीसगढच्या अभ्रक पट्ट्यांमधून लिथियम काढण्यासाठीही आपण केले आहेत. या शोधाचे महत्त्व यासाठी आहे की, या खनिजासाठी  आज आपण जवळजवळ संपूर्णपणे चीनवरच अवलंबून आहोत.

लिथियमची वैशिष्ट्ये

     एक काळ असा होता की लिथियम हे नाव सामान्य जनांनी ऐकलेही नसेल. आजतर हे नाव ऐकताच सर्वसामान्य व्यक्ती लगेच आपले कान टवकारते. रसायनशास्त्राच्या पुस्तकााची मर्यादा ओलांडून हे नाव जनसामान्याच्याही ओठावर आल्यामुळे त्याची माहिती आणि महती त्यांनाही सहज समजेल, या दृष्टीने सद्ध्या प्रयत्न सुरू झालेले दिसतात. लिथियम हा अल्कली धातू आहे. सफेदीचा चुना अल्कली आहे. तो पाण्यात टाकला की पाण्याला कशी उकळी फुटते, तेही आपण बघितले असेल. खायच्या पानातला चुनाही अल्कलीच आहे. कॅलशियमची कमतरता असेल तर चुन्याची निवळी प्यायला सांगितले जायचे, हे जुन्या मंडळींना तरी नक्कीच माहीत असेल. तीही अल्कलीच. अर्थातच लिथियम वेगळा कॅलशियम वेगळा. पण दोन्ही एकाच जातकुळीचे.

    ग्रीक भाषेत दगडाला म्हणतात लिथॅास.  याच अर्थाने या धातूला लिथियम हे नाव दिले आहे. लोखंड आणि सोन्यासारखे धातू मानवाला खूप अगोदरपासून माहीत होते. लिथियमचे तसे नाही. आर्फेडसन नावाच्या स्वीडिश शास्त्रज्ञाने याचा शोध 1817 मध्ये लावला. हे वर्ष भारतासाठीही महत्त्वाचे अशासाठी आहे की, याच वर्षी कोलकात्याला राजा राममोहन राय यांनी हिंदू कॅालेजची स्थापना करून आधुनिक शिक्षणाची मुहूर्तमेढ भारतात रोविली. पुढे यथावकाश त्या कॅालेजचे रुपांतर प्रेसिडेन्सी युनिव्हर्सिटीत झाले. 1855 साली जर्मन रसायनशास्त्रज्ञ बुनसेन आणि इंग्लिश रसायनशास्त्रज्ञ मॅथिसन यांनी स्वतंत्रपणे, वितळलेल्या लिथियम क्लोराईडपासून विद्युतपृथ्क्करण करून शुद्ध लिथियम मिळविले. 

  लिथियम हा धातू नरम  व रुपेरी रंगाचा असून पाण्यापेक्षाही हलका आहे. म्हणजे असे की एक घनसेंटीमीटर पाण्याचे वजन एक ग्रॅम असते तर तेवढ्याच व्यापाच्या लिथियमचे वजन जवळजवळ निम्मे म्हणजे 0.53 ग्रॅम असते. एवढ्याच सोन्याचे वजन 19.32 ग्रॅम असते. तर चांदीचे 10.49 ग्रॅम असते.  अशाप्रकारे धातूंच्या हलकेपणात लिथियमचा नंबर पहिला आहे. तसा हैड्रोजन लिथियमपेक्षा हलका आहे पण तो वायू आहे. आपल्याला पोटॅशियम आणि सोडियम ऐकून माहीत असतील. त्यांना लिथियमची वडिल भावंडे मानता येईल. नेहमीच्या उष्णतामानावर  लिथियम हायड्रोजन, नायट्रोजन आणि ऑक्सिजन यांच्याशी वेगाने संयोग पावतो. म्हणून लिथियम व्हॅसलीन सारख्या पदार्थात खोल साठवून ठेवतात.

 हा धातू 180.5° शतांश उष्णतामानावर वितळतो, एवढी माहिती सद्ध्या आपल्याला पुरेशी आहे. लोखंड 1,538° शतांशावर वितळते तर सोने 1,064° वर वितळते. ही तुलनात्मक माहिती यासाठी की, लिथियम किती कमी उष्णतामानावर वितळते जाणवावे. लिथियमचा उपयोग पदार्थास खास प्रकारची चकाकी देण्यात, रंगांमध्ये, चिनी मातीच्या वस्तूंमध्ये करतात. लिथियम फ्ल्युरॉक्साइड पासून तयार करण्यात येणारी विशेष काच अतिउच्च पारदर्शकता या गुणामुळे दुर्बिणीसाठी वापरतात. या काचेतून अतिनील किरणे आरपार जाऊ शकतात. लिथियमची काही संयुगे जसे - स्टिअरेट, पामिटेट वगैरे खूप उष्ण झाली तरी आपले भौतिक गुणधर्म टिकवून ठेवू शकत असल्याने त्यांच्यापासून उत्तम प्रकारचे वंगण तयार करता येते. तसेच जिथे शून्य अंश शतांशच्या खाली उष्णतामान जाते अशा ठिकाणी मोटारींमध्ये हे वंगण वापरले जाते. बेरिलियम, तांबे, जस्त आणि चांदी यांचे लिथियम युक्त मिश्रधातू विविध क्षेत्रात आपापल्या गुणांमुळे मान्यता पावलेले आहेत.

 आवर्त सारणीच्या (पिरिऑडिक टेबल) डाव्या कोपऱ्यातील मूलद्रव्ये भूकवचात विपूल प्रमाणात आढळतात पण सोडियम, पोटॅशियम, मॅग्नेशियम, कॅल्शियम आणि अॅल्युमिनियम या सगळ्यांपेक्षा लिथियम मात्र काहीसे दुर्मिळ आहे. या पदार्थाची किमान २० प्रकारची खनिजे निसर्गात सापडतात.

  लिथियमचा बडेजाव यासाठीही आहे की, त्यात खूपमोठी उर्जा छोट्याच्या जागेत साठवता येते. भलामोठा कापसाचा ढीग ज्याप्रमाणे गठाणीत दाबूनदाबून साठवता येतो, तसेच काहीसे हे आहे. त्यामुळे लॅपटॅाप, मोबाईल यासारख्यात किंचितसा लिथियम पुरतो. इतरही धातू वापरता येतील पण मग ह्या वस्तू उचलण्यासाठी हमालच लागतील. मूड ताळ्यावर ठेवण्यासाठी जी औषधे लागतात, ती तयार करण्यासाठी लिथियम वापरतात. पुन्हापुन्हा चार्ज करायच्या बॅटऱ्या, मोबाईल, लॅपटॅाप, डिजिटल कॅमेरा, विजेवर चालणारी वाहने, हृदयासाठीचे पेसमेकर, घड्याळे यातही लिथियमचा वापर करतात. 

   लिथियमचे उत्पादन कुठे आणि किती?

     आपल्या भारतात आजवर लिथियमची खनिजे सापडली नव्हती. पण जिऑलॅाजिकल सर्व्हे ऑफ इंडियाला इतिहासात पहिल्यांदा जम्मू आणि काश्मीरमध्ये लिथियमची खनिजे सापडली आहेत. लिथियमचे नुसते साठे असून उपयोगाचे नाही. कोणाचे उत्पादन किती, हेही महत्त्वाचे आहे. 2021 या वर्षी सर्वात जास्त उत्पादन ऑस्ट्रेलियाचे म्हणजे एकूण जागतिक उत्पादनाच्या तब्बल 52% आहे. त्यानंतर चिली 25%, चीन 13%, अर्जेंटिना 6%, नंतर ब्राझील, झिंबाब्वे, पोर्तुगाल, अमेरिका प्रत्येकी 1% आणि उरलेले देश 0,1% असा हिशोब सांगितला जातो. यावरून जगातल्या तीन देशातच एकूण उत्पादनाच्या 90% लिथियमचे उत्पादन होत असते, हे लक्षात येईल. या  मक्तेदारीमुळे इतर देशांना त्यांच्या अटी मान्य कराव्याच लागत असत.  आता यातून भारताची सुटका होण्याची शक्यता निर्माण झाली आहे. 

लिथियमचा वापर कशासाठी किती?

  बॅटऱ्या 74%, सेरॅमिक्स आणि काच 14%, वंगण 3%, हवेवर प्रक्रिया 1% ओतकाम 2%, अन्य 6% ही टक्केवारी 2021 ची सांगितली जाते. आता वाहने मोठ्या प्रमाणावर विजेवर चालू लागली की, ही टक्केवारी पार उलटीपालटी होईल, अशी शक्यता आहे. त्यामुळे गरजेच्या तुलनेत लिथियमचे उत्पादन कमी पडेल. याचा परिणाम लिथियमचे भाव कडाडण्यात होण्याची भीती आहे.

 शून्यावरून तिसऱा  क्रमांक

   जगातील लिथियम साठ्याच्या बाबतीत चिली 9.3 दशलक्ष टनांसह पहिल्या क्रमांकावर आहे. ऑस्ट्रेलिया 63 लाख टनांसह दुसऱ्या क्रमांकावर आहे. काश्मीरमध्ये 59 लाख टन साठा मिळाल्यानंतर भारत तिसऱ्या क्रमांकावर आला आहे. अर्जेंटिना 27 दशलक्ष टन साठ्यासह चौथ्या, चीन 2 दशलक्ष टन साठ्यासह पाचव्या आणि अमेरिका 1 दशलक्ष टन साठ्यासह सहाव्या स्थानावर आहे.

  लिथियम हे अमृतकाळातले हे अमृतच म्हणावे लागेल. अमृतकाळात देशातील 11 राज्यात खनिजांचा मोठा साठाही मिळाला आहे. त्यात लिथियम सोबत सोनेही आहे. जम्मू आणि काश्मीर, आंध्र प्रदेश, छत्तीसगड, गुजरात, झारखंड, कर्नाटक, मध्य प्रदेश, ओडिशा, राजस्थान, तमिळनाडू आणि तेलंगणा यांत विविध आणि मौल्यवान खनिजे सापडली आहेत.  आता आणखी काय हवे? तर या खनिजांपासून धातू वेगळा करण्याचे प्रकल्प उभारावे लागतील.  

   लिथियम आयन बॅटरी बनवणे सोपे काम नाही. एकतर लिथियमचे उत्पादन आणि शुद्धीकरण हे काम भारतासाठी आजतरी खूप कठीण आहे. चिलीचेच पहाना, चिलीमध्ये 9.3 दशलक्ष टन साठा असूनही केवळ 0.39 दशलक्ष टन एवढेच उत्पादन होऊ शकते. तर ऑस्ट्रेलियात लिथियमचा 63 लक्ष टन साठा पण उत्पादन 0.6 दशलक्ष टन आहे. भारतात लिथियम धातू खनिजातून वेगळा करणे शक्य झाले की वस्तूंच्या किमती निदान 45% ने स्वस्त होतील असा एक अंदाज आहे. यामुळे परकीय चलनाची बचत होईल. लिथियमच्या निमित्ताने आपली कुणीही अडवणूक करू शकणार नाही. चीनकडून बॅटऱ्या आयात करण्याची गरज उरणार नाही. चीनकडून लिथियम आयात करावेच लागत होते  तेही थांबेल. याशिवाय सोबत इतर नको असलेल्या वस्तूही निमूटपणे आयात करण्याची मुलखावेगळी अट मान्य करावी लागत होती, तेही टळेल. लिथियमचा साठा सापडला म्हणजे निसर्गाची कृपा झाली. मिळालेल्या साठ्यातून उत्पादन करण्यासाठी दुसऱ्या भगिरथाचीच गरज भासेल. सुदैवाने भारताजवळ दुसरा भगिरथही आहे. त्याच्या विज्ञाननिष्ठ भूमिकेमुळे आधुनिक तंत्रज्ञान मिळविण्यातही  भारत यशस्वी होईल, अशी खात्री बाळगूया.