سلستین چیست؟

سلستین (Celestine)  یا سلستیت  (Celestite) با فرمول شیمیایی SrSO4، یک کانی سولفاته حاوی استرانسیوم است. نام این کانی از کلمه لاتین “caelestis” به معنای “آسمانی” به دلیل رنگ زیبای آبی آسمانی آن گرفته شده است. این کانی شکننده، به شکل‌های بلوری یا گاهی الیافی تشکیل می‌شود. می‌توان آن را در تمام جهان مانند: آلمان، بریتانیا، ایتالیا، چک‌واسلواکی، ایران و … در مقدار کم پیدا کرد. نوع آبی آن در ماداگاسکار یافت شده‌است.

سلستین و استرونتینیت (کربنات استرانسیوم با فرمول شیمیایی SrCO₃) مهمترین کانی‌های حاوی عنصر استرانسیوم هستند. سلستین بیشتر در سنگ های رسوبی یافت می‌شود که اغلب با کانی‌های گچ، انیدریت و هالیت همراه است. گاهی اوقات ممکن است با توده‌های حاوی گوگرد نیز دیده شود.

نمونه سلستین کشف شده در کشور لیبی

مشخصات کانی شناسی سلستین

نوع: کانی (مواد معدنی / سنگ معدن)
طبقه بندی: کانی های سولفاته
فرمول های شیمیایی: SrCO₃
اثر خاکه: سفید
سختی موس: 3-3.5
وزن مخصوص: 3.96-3.98
سیستم تبلور: ارتورومبیک
رنگ: بی رنگ، سایه های آبی روشن، سفید، قرمز، مایل به سبز، قهوه ای، مایل به خاکستری؛ بی رنگ یا کمی رنگی در نور عبوری
جلا: زجاجیه، مرواریدی
شکستگی: نامنظم و ناهموار

انواع کانی های حاوی استرانسیوم

عنصر استرانسیوم تاکنون در بیش از 135 کانی مختلف در 7 گروه در سرتاسر جهان کشف شده است. از مهمترین این کانی ها می‌توان به موارد زیر اشاره کرد.

تصویری از چند کانی سیلیکاته حاوی استرانسیوم

کاربرد و اهمیت سلستین در صنایع

پیش از آنکه به کاربردهای سلستین اشاره کنیم مهم است که بدانیم این کانی ارزشمند بر اساس خلوص، اندازه ذرات و ترکیب شیمیایی متفاوت درجه بندی می‌شود. انتخاب گرید صحیح با توجه به نیاز هر صنعت بسیار حائز اهمیت است.

درجه صنعتی: مناسب برای سرامیک، رنگدانه و کاربردهای حفاری خلوص متوسط و اندازه ذرات کنترل شده

درجه شیمیایی: سلستین با خلوص بالا برای تولید ترکیبات استرانسیم استفاده می‌شود این گرید ایده آل برای استفاده در صنایع الکترونیک و پیروتکنیک است.

درجه سفارشی : برای کاربردهای خاص که به خلوص و پارامترهای ترکیب خاصی نیاز دارند، استفاده می‌شود.

خواص منحصر به فرد سلستین امکان استفاده گسترده از آن را در صنایع مختلف فراهم می‌کند. کاربردهای اولیه آن عبارتند از:

1. تولید شیشه و سرامیک 

ترکیبات استرانسیوم مشتق شده از سلستین باعث افزایش شفافیت، دوام و پایداری محصولات شیشه ای می‌شود. این ترکیبات در لعاب‌های سرامیکی نیز حیاتی هستند، جایی که کیفیت رنگ و صافی سطح را بهبود می‌بخشند.

2. آتش بازی 

نیترات استرانسیوم که از سلستین تولید می‌شود برای تولید رنگ‌های قرمز روشن در آتش بازی‌ها استفاده می‌شود. این رنگ فعال از ویژگی‌های بارز نمایشگرهای پیروتکنیک با کیفیت است.

تصویری از رنگ حاصل از عناصر مختلف در آتش بازی

3. صنعت الکترونیک

ترکیبات استرانسیم مشتق شده از سلستین برای ساخت اجزای لوله‌های پرتو کاتدی (CRT) و سایر دستگاه‌های الکترونیکی ضروری هستند و به وضوح تصویر و طول عمر دستگاه کمک می‌کنند.

4. اکتشاف نفت و گاز

سلستین به عنوان یک عامل افزایش وزن در سیالات حفاری عمل می‌کند و به حفظ کنترل فشار و تثبیت گمانه‌ها در طول عملیات استخراج نفت و گاز کمک می‌کند.

5. کاربردهای پزشکی

ترکیبات مبتنی بر استرانسیوم در درمان‌های سلامت استخوان و فرمولاسیون‌های دندانی برای افزایش تراکم و ترمیم استخوان کاربرد دارند.

مطلب پیشنهادی: روش ثبت محدوده معدنی

ذخایر سلستین در جهان

استرانسیوم معمولاً در طبیعت وجود دارد و به عنوان پانزدهمین عنصر شیمیایی فراوان روی زمین رتبه بندی می‌شود؛ با این حال برای استفاده تجاری و تولید ترکیبات استرانسیم، از استرونتیانیت (کربنات استرانسیم) که محتوی استرانسیوم بالاتری است، و سلستین (سولفات استرانسیم) که تا حد زیادی فراوان‌ترین ماده معدنی استرانسیم است استفاده می‌شود.  تقریباً تمام ترکیبات استرانسیوم از سلستین استحصال می‌شوند. از آنجایی که سلستین معمولاً با مواد معدنی باریم و کلسیم با خواص مشابه تشکیل می‌شود فرآیند جداسازی را دشوار می‌کند. بیشتر تولیدکنندگان ترکیبات استرانسیوم به سلستین خامی نیاز دارند که حداقل 90 درصد سولفات استرانسیم داشته باشد. 

نقشه توزیع ذخایر اصلی استرانسیوم در جهان

ذخایر جهانی استرانسیوم بیش از یک میلیارد تن است که بیشتر این ذخایر در کشورهای چین، ایران، اسپانیا، گرینلند، مصر، ترکیه ایالات متحده، مکزیک و آرژانتین قرار گرفته است. همچنین در کشورهای مراکش، افغانستان، تاجیکستان و برخی از کشورهای آسیایی ذخایر کمتری از استرانسیوم به صورت پراکنده کشف شده است.

نقشه پتانسیل استرانسیوم در جهان

مهمترین ذخایر سلستین در ایران

معادن ایران جزو منابع غنی فلز استرانسیوم در جهان به شمار می‌رود. این فلز به صورت سولفات استرانسیوم در سنگ معدن سلستین وجود دارد. با استفاده از سلستین و بهره گیری از روش‌های مختلف، ترکیب‌های استرانسیوم تولید می‌شود. در میان ترکیبات استرانسیوم، کربنات استرانسیوم دارای مصارف بیشتری در صنعت می‌باشد.
معادن سلستین در نقاط مختلف کشور وجود دارد که می‌توان به کویرنمک، بهبهان، بوشهر، گنبدهای نمکی، زاگرس، قم، ایران مرکزی یعنی جنوب شرقی دشت ورامین اشاره کرد. همچنین اخیرا یک کانسار با ذخایر فراوان در استان سمنان شناسایی و مورد اکتشاف و استخراج قرار گرفته است.
سلستین تنها کانسنگی است که ذخایر آن به صورت رسوبی یافت شده و از آن استرانسیوم تولید می‌شود. نکته ای که در خصوص این کانی وجود دارد قرار گرفتن در محیط تبخیری است که با نور خورشید میزان غلظت این ماده افزایش پیدا می‌کند. سلستین از جمله مواد معدنی است که به دلیل روباز بودن معادن آن استخراج از آن آسان بوده و نیاز به تجهیزات خاص و پیچیده ندارد به گونه‌ای که سالیانه میزان قابل توجهی از این محصول از معادن کشور برداشت شده و به کشورهایی همچون چین، هند، اوکراین، تاجیکستان و... صادر می‌شود.

مطلب پیشنهادی: حداقل عیار اقتصادی مواد معدنی
 
استخراج سلستین به صورت روباز

آینده سلستین و پیش بینی بازار آن

بازار استرانسیوم بر اساس محصول، کاربرد و جغرافیا تقسیم بندی می‌شود. بر اساس محصول، بازار به کربنات استرانسیم، سولفات استرانسیم، نیترات استرانسیم و سایر محصولات (هیدروکسید استرانسیم) تقسیم می‌شود. از نظر کاربرد، بازار به بخش‌های برق و الکترونیک، پزشکی و دندانپزشکی، رنگ و پوشش، مراقبت شخصی، پیروتکنیک و سایر کاربردها (شیشه و سرامیک) تقسیم می‌شود.
اندازه بازار استرانسیوم در سال 2025 ،103 میلیون دلار تخمین زده می‌شود و انتظار می‌رود تا سال 2030 به 119.41 میلیون دلار برسد. عواملی که انتظار می‌رود بر بازار استرانسیوم تأثیر گذار باشند، افزایش تقاضا برای استرانسیوم در رنگ‌ها و پوشش‌ها و افزایش تقاضا در فعالیت های ساختمانی در کشورهای در حال توسعه است. از طرف دیگر، خطر انفجار و خطرات آتش سوزی مرتبط با استرانسیوم انتظار می‌رود مانع از رشد بازار آن شود. 

همچنین انتظار می‌رود که نیترات استرانسیوم عمدتاً در صنایع شیمیایی، دریایی و دفاعی استفاده شود. انتظار می‌رود افزایش استفاده در زمینه پزشکی فرصت های سودآوری را برای تولیدکنندگان اصلی بازار فراهم کند. با توجه به افزایش مصرف در کشورهایی مانند چین، هند و ژاپن، انتظار می‌رود آسیا و اقیانوسیه سلطه خود را بر بازار در دوره پیش بینی شده حفظ کنند. به طور کلی می‌توان نتیجه گرفت بازار استرانسیوم و سلستین که مهم ترین منبع آن است در سال های پیش رو رشد خواهد کرد.