আয়রন অক্সাইড পাউডার: ব্যবহার, নিরাপত্তা, রং এবং এটি কীভাবে তৈরি হয়

আয়রন অক্সাইড পাউডার লোহা এবং অক্সিজেনের সমন্বয়ে গঠিত রাসায়নিক যৌগগুলির একটি গ্রুপ, যা লোহা সমৃদ্ধ খনিজ থেকে প্রাকৃতিকভাবে বা শিল্প ও বাণিজ্যিক ব্যবহারের জন্য কৃত্রিমভাবে উত্পাদিত হয়। নিয়ন্ত্রিত সীমার মধ্যে ব্যবহার করা হলে - প্রসাধনী এবং খাদ্য যোগাযোগ সামগ্রী সহ - বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে এটি নিরাপদ। এটির নির্মাণ, শিল্প, প্রসাধনী এবং শিল্প আবরণে বিস্তৃত কয়েক ডজন ব্যবহারিক ব্যবহার রয়েছে এবং এটি রাসায়নিক আকারের উপর নির্ভর করে বিভিন্ন রঙে আসে।

আয়রন অক্সাইড নিরাপদ?

হ্যাঁ — মার্কিন খাদ্য ও ওষুধ প্রশাসন (FDA) এবং ইউরোপীয় খাদ্য নিরাপত্তা কর্তৃপক্ষ (EFSA) সহ বিশ্বব্যাপী প্রধান নিয়ন্ত্রক সংস্থাগুলি দ্বারা আয়রন অক্সাইডগুলি ব্যাপকভাবে নিরাপদ হিসাবে স্বীকৃত। মূল বিষয় হল প্রসঙ্গ: ফর্ম, কণার আকার এবং এক্সপোজার রুট সব বিষয়।

• প্রসাধনী: FDA মুখ, ঠোঁট এবং চোখে প্রয়োগ করা প্রসাধনীতে আয়রন অক্সাইডের অনুমতি দেয় (21 CFR 73.2250)। এগুলি বিশ্বব্যাপী ফাউন্ডেশন, আইশ্যাডো, ব্লাশ এবং লিপস্টিকে সর্বাধিক ব্যবহৃত রঙের উপাদানগুলির মধ্যে একটি। EU কসমেটিকস রেগুলেশন (EC No 1223/2009) তাদের সিআই 77489, সিআই 77491, সিআই 77492, এবং সিআই 77499 এর অধীনে অনুমোদিত রঙিন হিসাবে তালিকাভুক্ত করে।
• খাদ্য ব্যবহার: ইইউ (E172) তে আয়রন অক্সাইডগুলি নির্দিষ্ট খাবার যেমন জলপাইয়ের পেস্ট এবং সালমন বিকল্পগুলিতে ব্যবহারের জন্য খাদ্য রঙ হিসাবে অনুমোদিত। FDA এগুলিকে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে সরাসরি খাদ্য সংযোজন হিসাবে বিস্তৃতভাবে অনুমোদন করেনি, যদিও সেগুলি নির্দিষ্ট ওষুধের আবরণে অনুমোদিত।
• শিল্প পরিবেশ: দীর্ঘ সময় ধরে সূক্ষ্ম আয়রন অক্সাইড ধুলো নিঃশ্বাস নেওয়া একটি অবস্থার সাথে যুক্ত সাইডরোসিস — আয়রন ধুলো জমার কারণে নিউমোকোনিওসিস (ফুসফুসের রোগ) এর একটি রূপ। এটি সাধারণত সিলিকা বা অ্যাসবেস্টস এক্সপোজারের তুলনায় সৌম্য বলে মনে করা হয়, তবে ধূলিকণা উৎপাদন বা প্রক্রিয়াকরণ পরিবেশে শ্বাসযন্ত্রের সুরক্ষা (N95 বা উচ্চতর) সুপারিশ করা হয়।
• ন্যানো আকারের কণা: ন্যানো আয়রন অক্সাইড (100 এনএম-এর কম) বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশানগুলিতে ব্যবহৃত হয় যেমন এমআরআই কনট্রাস্ট এজেন্ট আলাদা নিরাপত্তা মূল্যায়নের বিষয়। এগুলি বাল্ক পিগমেন্ট-গ্রেড পাউডারের মতো নয়।

সংক্ষেপে: কসমেটিক-গ্রেড এবং পিগমেন্ট-গ্রেড আয়রন অক্সাইড পাউডারগুলি তাদের উদ্দেশ্যমূলক ব্যবহারের জন্য নিরাপদ। প্রাথমিক ঝুঁকি পেশাগত সেটিংসে সূক্ষ্ম ধূলিকণার দীর্ঘায়িত শ্বাস-প্রশ্বাস থেকে আসে, ত্বকের সংস্পর্শ বা নিয়ন্ত্রিত স্তরে গ্রহণ থেকে নয়।

কোন আয়রন অক্সাইড কালো?

কালো আয়রন অক্সাইড হল ম্যাগনেটাইট — Fe₃O₄ (লোহা(II,III) অক্সাইড)। এটি একটি মিশ্র-ভ্যালেন্স অক্সাইড যার স্ফটিক গঠনে Fe²⁺ এবং Fe³⁺ আয়ন উভয়ই রয়েছে, যা এটিকে এর বৈশিষ্ট্যযুক্ত গভীর কালো রঙ এবং চৌম্বকীয় বৈশিষ্ট্য দেয়।

আয়রন অক্সাইড পিগমেন্টের সোর্সিং বা কাজ করার সময় রঙ থেকে যৌগিক সম্পর্ক বোঝা অপরিহার্য:

কালো আয়রন অক্সাইড (Fe₃O₄) রঙের বাইরে দুটি কারণে উল্লেখযোগ্য:

• এটা ফেরিম্যাগনেটিক — এটি চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রতি সাড়া দেয়, এটিকে চৌম্বকীয় রেকর্ডিং মিডিয়া, ফেরোফ্লুইড এবং বায়োমেডিকাল অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে অনন্যভাবে উপযোগী করে তোলে।
• অক্সিডাইজিং পরিবেশে আনুমানিক 300°C এর উপরে উত্তপ্ত হলে, Fe₃O₄ Fe₂O₃ (লাল আয়রন অক্সাইড) তে রূপান্তরিত হয়, যা ভাটা-চালিত সিরামিক এবং সিমেন্টের মতো উচ্চ-তাপমাত্রার প্রয়োগে বোঝা গুরুত্বপূর্ণ।

আয়রন অক্সাইডের কি কোন ব্যবহার আছে?

আয়রন অক্সাইড পাউডার শিল্প ও বাণিজ্যিক ব্যবহারে সবচেয়ে বহুমুখী অজৈব যৌগগুলির মধ্যে একটি। নীচে নির্দিষ্ট উদাহরণ সহ প্রধান অ্যাপ্লিকেশন বিভাগ রয়েছে।

নির্মাণ এবং কংক্রিট পিগমেন্টেশন

এটি বিশ্বব্যাপী সিন্থেটিক আয়রন অক্সাইড পাউডারের একক বৃহত্তম ব্যবহার। শিল্প অনুমান অনুযায়ী, উপর 300,000 টন সিন্থেটিক আয়রন অক্সাইড রঙ্গক বিশ্বব্যাপী নির্মাণ অ্যাপ্লিকেশনে বার্ষিক গ্রাস করা হয়. এটি রঙ করতে ব্যবহৃত হয়:

• কংক্রিট ব্লক, পেভার এবং প্রিকাস্ট প্যানেল
• ছাদের টাইলস এবং মাটির ইট
• সিমেন্ট-ভিত্তিক রেন্ডার এবং মর্টার
• অ্যাসফল্ট এবং টারমাক (আয়রন অক্সাইড অত্যন্ত ইউভি-স্থিতিশীল এবং জৈব রঙ্গকগুলির মতো বিবর্ণ হয় না)

কংক্রিটে সাধারণ ডোজ: সিমেন্টের ওজন অনুসারে 1-5% , পোড়ামাটির এবং বেলেপাথরের প্রভাবের জন্য লাল এবং হলুদ সবচেয়ে সাধারণ।

পেইন্টস, লেপ, এবং প্রাইমার

লাল আয়রন অক্সাইড (Fe₂O₃) হল প্রথাগত লাল অক্সাইড ধাতব প্রাইমারের সক্রিয় উপাদান। এটি ইস্পাত পৃষ্ঠতলের হালকা প্যাসিভেশন প্রদান করে। আধুনিক অ্যালকিড এবং ইপোক্সি প্রাইমারগুলি প্রায়শই জারা প্রতিরোধ, UV স্থিতিশীলতা এবং অস্বচ্ছতার জন্য 10-30% পিগমেন্ট ভলিউম ঘনত্বে (PVC) আয়রন অক্সাইড যুক্ত করে।

• কাঠামোগত ইস্পাত এবং সামুদ্রিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য বিরোধী জারা প্রাইমার
• আলংকারিক বাহ্যিক রঙ (আয়রন অক্সাইড রঙ্গকগুলি হালকা দ্রুত - তারা জৈব রঞ্জকগুলির মতো ইউভি এক্সপোজারের অধীনে হ্রাস পায় না)
• শিল্প মেঝে আবরণ

প্রসাধনী এবং ব্যক্তিগত যত্ন

আয়রন অক্সাইড হল মেকআপ গঠনে মৌলিক রঙের উপাদান। তিনটি প্রাথমিক প্রকার - লাল (CI 77491), হলুদ (CI 77492), এবং কালো (CI 77499) - ফাউন্ডেশন, কনসিলার এবং টিন্টেড ময়েশ্চারাইজারগুলিতে ব্যবহৃত ত্বকের টোনগুলির সম্পূর্ণ পরিসীমা অর্জন করতে একসাথে মিশ্রিত করা হয়।

• ফাউন্ডেশন এবং কনসিলার: টাইটানিয়াম ডাই অক্সাইডের সাথে মিশ্রিত আয়রন অক্সাইড চীনামাটির বাসন থেকে গভীর আবলুস পর্যন্ত সমস্ত প্রাকৃতিক ত্বকের টোন শেড তৈরি করে।
• আইশ্যাডো এবং আইলাইনার: কালো আয়রন অক্সাইড হল কালো আইলাইনারের প্রাথমিক রঙ্গক এবং খনিজ প্রসাধনীতে মাস্কারার বিকল্প।
• খনিজ সানস্ক্রিন: কিছু আয়রন অক্সাইড রঙ্গক এর বিরুদ্ধে অতিরিক্ত সুরক্ষা প্রদান করে দৃশ্যমান আলো (VL) এবং উচ্চ-শক্তি দৃশ্যমান (HEV) আলো - মেলাসমা বা আলোক সংবেদনশীল ত্বকের অবস্থার রোগীদের জন্য দরকারী।

সিরামিক এবং মৃৎশিল্প

আয়রন অক্সাইড প্রাচীনতম সিরামিক রঙের একটি। গ্লেজ রসায়নে:

• লাল আয়রন অক্সাইড এ 1-3% হ্রাস ফায়ারিং বায়ুমণ্ডলে সেলাডন সবুজ শাক উত্পাদন করে
• এ 5-10% , এটি টেনমোকু এবং আয়রন-স্যাচুরেট বাদামী এবং কালো তৈরি করে
• ব্ল্যাক আয়রন অক্সাইড স্বতন্ত্র ম্যাট ব্ল্যাক তৈরি করে এবং পাথরের পাত্র এবং চীনামাটির বাসন বডি স্টেনিংয়ে ব্যবহৃত হয়

বায়োমেডিকেল এবং উন্নত প্রযুক্তি

ন্যানো-স্কেল আয়রন অক্সাইড কণা (SPIONs — সুপারপ্যারাম্যাগনেটিক আয়রন অক্সাইড ন্যানো পার্টিকেল) চিকিৎসা গবেষণার সীমানায় রয়েছে:

• এমআরআই কনট্রাস্ট এজেন্ট: Fe₃O₄ ন্যানো পার্টিকেল চৌম্বকীয় অনুরণন ইমেজিংয়ে নরম-টিস্যু বৈসাদৃশ্য উন্নত করে
• লক্ষ্যযুক্ত ওষুধ সরবরাহ: চৌম্বকীয় ন্যানো পার্টিকেলগুলি বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্র ব্যবহার করে টিউমার সাইটগুলিতে পরিচালিত হতে পারে
• চৌম্বকীয় হাইপারথার্মিয়া: ক্যান্সার কোষগুলিকে ধ্বংস করার জন্য চৌম্বক ক্ষেত্রগুলিকে পরিবর্তন করে SPIONগুলিকে উত্তপ্ত করা যেতে পারে

আয়রন অক্সাইড পাউডার কিভাবে তৈরি করবেন

আয়রন অক্সাইড পাউডার তৈরির বিভিন্ন রুট রয়েছে, যার মধ্যে রয়েছে সাধারণ DIY পদ্ধতি থেকে শিল্প সংশ্লেষণ। পদ্ধতিটি কণার আকার, বিশুদ্ধতা, রঙের সামঞ্জস্য এবং উদ্দেশ্যমূলক ব্যবহার নির্ধারণ করে।

প্রাকৃতিক নিষ্কাশন (খনন এবং প্রক্রিয়াকরণ)

প্রাকৃতিক আয়রন অক্সাইড - ochres এবং umbers - লোহা সমৃদ্ধ খনিজ জমা থেকে খনন করা হয়, তারপর:

• চূর্ণ করা এবং প্রয়োজনীয় কণা আকারে মাটি (সাধারণত রঙ্গক ব্যবহারের জন্য 1-10 মাইক্রন)
• দ্রবণীয় অমেধ্য অপসারণ ধুয়ে
• রঙ সামঞ্জস্য করতে এবং আর্দ্রতা কমাতে 400-800 ডিগ্রি সেলসিয়াসে ক্যালসাইন্ড (তাপ-চিকিত্সা)

প্রাকৃতিক গ্রেডের সিন্থেটিক গ্রেডের তুলনায় কম সামঞ্জস্যপূর্ণ রঙ থাকে এবং এতে ম্যাঙ্গানিজ, সিলিকা এবং অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড সহ অমেধ্য থাকতে পারে। এগুলি এখনও শিল্পীদের রঙ্গক এবং নির্মাণে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

সিন্থেটিক উৎপাদন: লাক্স প্রক্রিয়া

Laux প্রক্রিয়া হল হলুদ আয়রন অক্সাইড (FeO(OH)) এবং পরবর্তীতে লাল আয়রন অক্সাইড (Fe₂O₃) উৎপাদনের জন্য প্রভাবশালী শিল্প পদ্ধতি। এটি জড়িত:

• জলীয় অ্যাসিড মাধ্যমে অ্যানিলিন এবং নাইট্রোবেনজিনের উপস্থিতিতে ধাতব লোহার (সাধারণত স্ক্র্যাপ লোহা বা লোহার গুঁড়া) অক্সিডেশন
• প্রতিক্রিয়াটি অ্যানিলিনের পাশাপাশি হলুদ আয়রন অক্সাইড অবক্ষেপ উৎপন্ন করে, যা পুনরুদ্ধার করা হয় এবং পুনর্ব্যবহৃত হয়
• আনুমানিক 500-700°C তাপমাত্রায় হলুদ পণ্যের ক্যালসিনেশন এটিকে লাল আয়রন অক্সাইডে রূপান্তরিত করে (Fe₂O₃)
• কালো আয়রন অক্সাইড (Fe₃O₄) নিয়ন্ত্রিত আংশিক হ্রাস বা সহ-বর্ষণ দ্বারা উত্পাদিত হয়

বৃষ্টিপাত পদ্ধতি (ল্যাব এবং ছোট স্কেল)

ল্যাব, আর্ট স্টুডিও বা ছোট-ব্যাচ উত্পাদনের জন্য উপযুক্ত একটি সহজ বৃষ্টিপাতের পথ:

• আয়রন (II) সালফেট (FeSO₄) বা আয়রন (III) ক্লোরাইড (FeCl₃) জলে দ্রবীভূত করুন
• আয়রন হাইড্রোক্সাইডের ক্ষরণের জন্য ধীরে ধীরে সোডিয়াম হাইড্রক্সাইড (NaOH) দ্রবণ যোগ করুন
• আয়রন অক্সাইড কোন ফেজ গঠন করে তা নির্ধারণ করতে pH (টার্গেট pH 8-10) এবং অক্সিডেশন অবস্থা (এয়ার বুদবুদ বা হাইড্রোজেন পারক্সাইড সংযোজন) নিয়ন্ত্রণ করুন
• 80-120 ডিগ্রি সেলসিয়াসে রেসিপিটেট ফিল্টার, ধুয়ে এবং শুকিয়ে নিন
• একটি বল কল বা মর্টার ব্যবহার করে পছন্দসই কণার আকারে পিষে নিন এবং ছোট ব্যাচের জন্য পেস্টেল

মৌলিক DIY পদ্ধতি (মরিচা রূপান্তর)

বাড়িতে অশোধিত লাল আয়রন অক্সাইড উত্পাদন করার সবচেয়ে সহজ উপায় হল মরিচা নিয়ন্ত্রণ করা:

• পরিষ্কার ইস্পাত উল বা লোহার ফাইলিং বাতাস এবং আর্দ্রতার সংস্পর্শে রেখে দিন (ত্বরণ বাড়াতে নোনা জল দিয়ে স্প্রে করুন)
• বেশ কিছু দিন পর, পৃষ্ঠে মরিচা (Fe₂O₃ এবং FeO(OH) এর মিশ্রণ) তৈরি হয়
• স্ক্র্যাপ, শুকিয়ে এবং একটি সূক্ষ্ম গুঁড়ো মরিচা পিষে
• আরও সামঞ্জস্যপূর্ণ লালের জন্য, পাউডারটিকে একটি ওভেনে 300-400°C তাপমাত্রায় 1-2 ঘন্টার জন্য গরম করুন যাতে সম্পূর্ণরূপে নির্জল Fe₂O₃ রূপান্তরিত হয়

এই পদ্ধতিটি একটি অশুদ্ধ, পরিবর্তনশীল পণ্য তৈরি করে যা শুধুমাত্র আলংকারিক বা নৈপুণ্যের ব্যবহারের জন্য উপযুক্ত - প্রসাধনী, খাদ্য বা নির্ভুল শিল্প অ্যাপ্লিকেশনের জন্য নয়।

আয়রন অক্সাইড পাউডার কেনার সময় কি দেখতে হবে

আপনি কনস্ট্রাকশন পিগমেন্টেশন, কসমেটিক ফর্মুলেশন বা সিরামিক গ্লেজিংয়ের জন্য সোর্সিং করছেন কিনা, এই স্পেসিফিকেশনগুলি গুরুত্বপূর্ণ: