সোনার খনিতে আন্দোলন সায়ানাইডেশন লিচিংয়ের মূল প্রক্রিয়া

ভূমিকা

সায়ানাইডেশন লিচিং, যা ১৮৮৭ সাল থেকে শিল্প উৎপাদনে ব্যবহৃত হয়ে আসছে, হলো একটি খনিজ নিষ্কাশন প্রক্রিয়া যা সোনা ও রূপা ধারণকারী খনিজ কাঁচামাল থেকে সোনা ও রূপা নিষ্কাশনের জন্য লিচিং এজেন্ট হিসেবে সায়ানাইড দ্রবণ ব্যবহার করে। আলোড়ন সায়ানাইডেশন লিচিং হলো সায়ানাইডেশন লিচিং-এর অন্যতম গুরুত্বপূর্ণ একটি পদ্ধতি এবং এটি স্বর্ণখনন শিল্পে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

আন্দোলনের নীতি সায়ানাইডেশন লিচিং

সোডিয়াম সায়ানাইড (NaCN)- এর মতো সায়ানাইড , সায়ানাইডেশন প্রক্রিয়ার একটি প্রধান বিকারক। সোডিয়াম সায়ানাইড একটি বর্ণহীন ও স্বচ্ছ স্ফটিক, যা অশুদ্ধির কারণে প্রায়শই ধূসর-হলুদ দেখায়। এটি জলে অত্যন্ত দ্রবণীয়, জলে এর দ্রবণীয়তা ২০%-এর বেশি। যখন এর জলীয় দ্রবণের pH অম্লীয় করে pH = ৭ করা হয়, তখন সায়ানাইড প্রায় সম্পূর্ণরূপে উদ্বায়ী হাইড্রোজেন সায়ানাইড গ্যাসে বিয়োজিত হয়, যা একটি বর্ণহীন এবং অত্যন্ত বিষাক্ত গ্যাস। দ্রবণে, হাইড্রোজেন সায়ানাইড একটি দুর্বল অ্যাসিড, যাকে আয়নিত করা কঠিন এবং সোনা ও রুপার উপর এর কোনো লিচিং প্রভাব নেই। যখন pH-এর মান ১২ হয়, তখন দ্রবণে থাকা সায়ানাইড প্রায় সম্পূর্ণরূপে সায়ানাইড আয়নে বিয়োজিত হয়। অতএব, সায়ানাইডেশন প্রক্রিয়াটি অবশ্যই একটি ক্ষারীয় মাধ্যমে সম্পন্ন করতে হবে।

সাধারণত, অক্সিজেনের উপস্থিতিতে, সোনার সায়ানাইডেশন লিচিং একটি তড়িৎ রাসায়নিক ক্ষয় প্রক্রিয়া। সায়ানাইড অক্সিজেনের অংশগ্রহণে ক্ষারীয় পরিবেশে সোনার সাথে বিক্রিয়া করে, জলে দ্রবণীয় সোনার সায়ানাইড কমপ্লেক্স তৈরি করে, যার ফলে আকরিক থেকে সোনা দ্রবীভূত হয়।

আন্দোলন সায়ানাইডেশন লিচিং প্রক্রিয়া

১. লিচিং কাঁচামাল প্রস্তুতকরণ

• চূর্ণীকরণ : খনি থেকে উত্তোলিত কাঁচা সোনার আকরিক প্রথমে চূর্ণ করার জন্য একটি ক্রাশারে প্রবেশ করানো হয়। চূর্ণীকরণ প্রক্রিয়াটিকে মোটা চূর্ণীকরণ, মাঝারি চূর্ণীকরণ এবং সূক্ষ্ম চূর্ণীকরণে ভাগ করা হয়। মোটা এবং মাঝারি চূর্ণীকরণের জন্য প্রায়শই জ ক্রাশার এবং কোন ক্রাশার ব্যবহার করা হয়, যার প্রধান কাজ হলো আকরিকের বড় টুকরোগুলোকে ভেঙে ছোট ছোট কণায় পরিণত করা, এবং এই কণাগুলোর আকার সাধারণত কয়েক সেন্টিমিটারে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। হ্যামার ক্রাশার প্রধানত সূক্ষ্ম চূর্ণীকরণের জন্য ব্যবহৃত হয়।

• চূর্ণীকরণ : চূর্ণ করা আকরিককে উপযুক্ত কণার আকারে আরও চূর্ণ করার জন্য একটি বল মিলে প্রবেশ করানো হয়। সাধারণত, আকরিকের কণার আকার ৬০% - ৯০% পর্যন্ত -২০০ মেশে পৌঁছানো প্রয়োজন, যাতে সোনার খনিজগুলো সম্পূর্ণরূপে বিয়োজিত হয়। সাধারণত, মোটা চূর্ণীকরণের জন্য ল্যাটিস-টাইপ বল মিল এবং সূক্ষ্ম চূর্ণীকরণের জন্য ওভারফ্লো-টাইপ বল মিল ব্যবহার করা হয়।

• স্লারি প্রস্তুতি : চূর্ণ করা আকরিক মণ্ড একটি আলোড়ন ট্যাঙ্কে প্রবেশ করানো হয়। আকরিক মণ্ডের ঘনত্ব সামঞ্জস্য করার জন্য উপযুক্ত পরিমাণে জল যোগ করা হয়, যা সাধারণত ৩০% - ৫০% এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা হয়। একই সময়ে, আকরিক মণ্ডের pH মান ১০ - ১১ তে সামঞ্জস্য করার জন্য চুনের মতো অ্যাডজাস্টার যোগ করা হয়। এটি একটি ক্ষারীয় পরিবেশ তৈরি করে যা সায়ানাইডেশন লিচিং-এর জন্য সহায়ক এবং অন্যান্য অপদ্রব্যের দ্রবণকে বাধা দেয়।

২. উত্তেজনা সায়ানাইডেশন লিচিং

• লিচিং বিকারক সংযোজন : সোডিয়াম সায়ানাইড (NaCN) বা পটাশিয়াম সায়ানাইড (KCN)- এর মতো সায়ানাইড বিকারকসমূহ পরিশোধিত আকরিক মণ্ডে যোগ করা হয়। পূর্ণ আলোড়নের অধীনে, সায়ানাইড সোনার সাথে রাসায়নিকভাবে বিক্রিয়া করে পানিতে দ্রবণীয় গোল্ড সায়ানাইড জটিল যৌগ গঠন করে।

• লিচিং সরঞ্জাম : লিচিং প্রক্রিয়াটি সাধারণত একাধিক ধারাবাহিকভাবে সংযুক্ত অ্যাজিটেশন ট্যাঙ্কে সম্পন্ন করা হয়। মিশ্রণের বিভিন্ন পদ্ধতি অনুসারে অ্যাজিটেশন ট্যাঙ্কগুলোকে তিন প্রকারে ভাগ করা যায়: সংকুচিত বায়ু অ্যাজিটেশন ট্যাঙ্ক, যান্ত্রিক অ্যাজিটেশন ট্যাঙ্ক, বা মিশ্র অ্যাজিটেশন ট্যাঙ্ক।

• লিচিং-এর শর্তাবলী : আকরিক মণ্ডে সোডিয়াম সায়ানাইডের ঘনত্ব সাধারণত ০.০২% - ০.১% থাকে। আকরিক মণ্ডের pH ৯ - ১২ করার জন্য প্রক্রিয়া চলাকালীন চুন যোগ করা হয়। আকরিক মণ্ডে দ্রবীভূত অক্সিজেনের ঘনত্ব এবং সোডিয়াম সায়ানাইডের ঘনত্বের মধ্যে সর্বোত্তম অনুপাত বজায় রাখার জন্য বায়ু প্রবেশ করানো হয়। সোনা সম্পূর্ণরূপে দ্রবীভূত হওয়া নিশ্চিত করতে লিচিং-এর সময় সাধারণত ২৪ - ৪৮ ঘণ্টা হয়।

৩. কঠিন-তরল পৃথকীকরণ এবং ধোয়া

• কঠিন-তরল পৃথকীকরণ : লিচিং-এর পর, আকরিক মণ্ডকে থিকনার এবং ফিল্টারের মতো যন্ত্রপাতির মাধ্যমে কঠিন-তরল পৃথকীকরণ করা হয়, যার ফলে স্বর্ণ-ধারণকারী প্রেগন্যান্ট সলিউশন এবং লিচিং রেসিডিউ পাওয়া যায়। থিকনারগুলো অভিকর্ষীয় অধঃক্ষেপণের নীতি ব্যবহার করে আকরিক মণ্ডের কঠিন কণাগুলোকে নিচে থিতিয়ে দেয় এবং উপরিভাগের তরলটিই হলো স্বর্ণ-ধারণকারী প্রেগন্যান্ট সলিউশন। ফিল্টারগুলো থিকনারের নিম্নপ্রবাহকে আরও পরিস্রুত করে কঠিন-তরল পৃথকীকরণের কার্যকারিতা উন্নত করে।

• ধৌতকরণ : সায়ানাইড লিচেট এবং লিচ অবশেষের মধ্যে পর্যাপ্ত পৃথকীকরণ নিশ্চিত করার জন্য, সাধারণত ৩-৫ ধাপের ঘনকরণ, পরিস্রাবণ, অথবা এই দুটির সমন্বয়ে একটি ধৌতকরণ প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। এটি সায়ানাইডেশন লিচিং-এর একটি মূল কার্যক্রম। বহুল ব্যবহৃত পদ্ধতিটি হলো কন্টিনিউয়াস কাউন্টারকারেন্ট ডিক্যান্টেশন পদ্ধতি (CCD পদ্ধতি)। এই পদ্ধতিতে ব্যবহৃত ঘনকারকগুলোকে একক-স্তর এবং বহু-স্তর প্রকারে ভাগ করা যায়। চীনের অনেক সায়ানাইডেশন কনসেনট্রেটর কঠিন-তরল পৃথকীকরণ এবং কন্টিনিউয়াস কাউন্টারকারেন্ট ধৌতকরণের জন্য ২-৩ স্তরের ঘনকারক ব্যবহার করে।

৩. সোনা পুনরুদ্ধার

• জিঙ্ক পাউডার প্রতিস্থাপন পদ্ধতি : স্বর্ণ-ধারণকারী দ্রবণে জিঙ্ক পাউডার যোগ করা হয়। জিঙ্ক একটি প্রতিস্থাপন বিক্রিয়ায় গোল্ড সায়ানাইড কমপ্লেক্সের সাথে বিক্রিয়া করে, স্বর্ণকে বিজারিত করে ধাতব স্বর্ণে পরিণত করে এবং অধঃক্ষেপিত করে। পরিস্রাবণের পর স্বর্ণ কাদা পাওয়া যায় এবং এই কাদা গলানোর মতো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে গলিয়ে অপরিশোধিত স্বর্ণ প্রস্তুত করা হয়।

• সক্রিয় কার্বন অধিশোষণ পদ্ধতি : স্বর্ণ-ধারণকারী প্রেগন্যান্ট দ্রবণে সক্রিয় কার্বন যোগ করা হয় এবং স্বর্ণ সায়ানাইড কমপ্লেক্সটি সক্রিয় কার্বন দ্বারা অধিশোষিত হয়। তারপর, বিশোষণ এবং ইলেক্ট্রউইনিং-এর মতো প্রক্রিয়ার মাধ্যমে সক্রিয় কার্বন থেকে স্বর্ণ পুনরুদ্ধার করা হয়। এই পদ্ধতিকে আরও কার্বন-ইন-পাল্প পদ্ধতি (CIP) এবং কার্বন-ইন-লিচ পদ্ধতি (CIL)-তে বিভক্ত করা যায়।

• সিআইপি প্রক্রিয়া : প্রথমে সায়ানাইডেশন লিচিং করা হয় এবং তারপরে আকরিক মণ্ডে সক্রিয় কার্বন যোগ করে সোনা শোষণ করা হয়। সিআইপি প্রক্রিয়ায়, লিচিং এবং শোষণ দুটি স্বাধীন কার্যক্রম। শোষণ কার্যক্রমে, লিচিং প্রক্রিয়াটি মূলত সম্পন্ন হয়ে যায় এবং শোষণ ট্যাংকের আকার, পরিমাণ ও পরিচালন শর্তাবলী শোষণ পরামিতি দ্বারা নির্ধারিত হয়।

• CIL প্রক্রিয়া : লিচিং ট্যাঙ্কে অ্যাক্টিভেটেড কার্বন যোগ করা হয় এবং লিচিং ও অ্যাডসর্পশন একই সাথে করা হয়, অর্থাৎ লিচিং এবং অ্যাডসর্পশন একই সময়ে ঘটে। CIL প্রক্রিয়ায়, লিচিং এবং অ্যাডসর্পশন কার্যক্রম একই সাথে পরিচালিত হয়। সাধারণত, অ্যাডসর্পশন কার্যক্রমের চেয়ে লিচিং কার্যক্রমে বেশি সময় লাগে। তাই, ট্যাঙ্কের আকার, বায়ুচলাচল এবং ডোজিং লিচিং প্যারামিটার দ্বারা নির্ধারিত হয়। যেহেতু অ্যাডসর্পশনের হার দ্রবণে দ্রবীভূত সোনার ঘনত্বের উপর নির্ভরশীল, তাই সামনের দিকের অ্যাডসর্পশন ট্যাঙ্কগুলিতে দ্রবীভূত সোনার ঘনত্ব বাড়াতে এবং একই সাথে লিচিং-এর সময় বাড়ানোর জন্য, সাধারণত লিচিং এবং অ্যাডসর্পশনের আগে ১-২ ধাপের প্রি-লিচিং যোগ করা হয়।

৪. লেজ প্রক্রিয়াকরণ

স্বর্ণ উত্তোলনের পরবর্তী বর্জ্যে সাধারণত নির্দিষ্ট পরিমাণে অবশিষ্ট সায়ানাইড এবং অন্যান্য অপদ্রব্য থাকে। পরিবেশ সুরক্ষার প্রয়োজনে, এই বর্জ্যের যথাযথ শোধন করা প্রয়োজন। সাধারণ শোধন পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে রাসায়নিক জারণ পদ্ধতি (যেমন সালফার ডাইঅক্সাইড - বায়ু পদ্ধতি), প্রাকৃতিক পচন, বা জৈব-অবক্ষয় পদ্ধতি, যার মাধ্যমে অবশিষ্ট সায়ানাইডের ঘনত্ব জাতীয় মানের নিচে নামিয়ে আনা হয় এবং পরিবেশ দূষণ প্রতিরোধ করা হয়। শোধিত বর্জ্য স্তূপ করে বা অন্য কোনো উপযুক্ত উপায়ে নিষ্পত্তি করা যেতে পারে।

উপসংহার

স্বর্ণ আকরিক থেকে সোনা নিষ্কাশনে অ্যাজিটেশন সায়ানাইডেশন লিচিং একটি গুরুত্বপূর্ণ প্রক্রিয়া। কাঁচামাল প্রস্তুতি, অ্যাজিটেশন লিচিং, কঠিন-তরল পৃথকীকরণ, সোনা পুনরুদ্ধার এবং টেইলিংস প্রক্রিয়াকরণের মতো ধারাবাহিক প্রক্রিয়ার মাধ্যমে স্বর্ণ আকরিক থেকে কার্যকরভাবে সোনা নিষ্কাশন করা যায়। তবে, সায়ানাইডের বিষাক্ততার কারণে, স্বর্ণ খনি শিল্পের টেকসই উন্নয়ন নিশ্চিত করতে অ্যাজিটেশন সায়ানাইডেশন লিচিং ব্যবহার করার প্রক্রিয়ায় নিরাপদ উৎপাদন এবং পরিবেশ সুরক্ষার দিকে কঠোর মনোযোগ দিতে হবে।