সায়ানাইড সোনার স্লাজ চিকিৎসার জন্য ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়া

ভূমিকা

স্বর্ণ উত্তোলন শিল্পে, সায়ানাইডেশন প্রক্রিয়ার সময় সায়ানাইড গোল্ড স্লাজ একটি উপজাত হিসেবে উৎপন্ন হয়। এই স্লাজে শুধু সোনা ও রুপার মতো মূল্যবান ধাতুই থাকে না, বরং সায়ানাইডের মতো ক্ষতিকর পদার্থও থাকে । সম্পদ পুনরুদ্ধার এবং পরিবেশ সুরক্ষা উভয়ের জন্যই সায়ানাইড গোল্ড স্লাজের পরিশোধন অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই স্লাজ পরিশোধনের জন্য ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়া একটি কার্যকর পদ্ধতি হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে, যা মূল্যবান ধাতুগুলোকে পৃথক করতে এবং সায়ানাইডযুক্ত পদার্থগুলোকে বিষমুক্ত করতে সাহায্য করে।

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ার নীতিমালা

জারণ এবং নির্বাচনী দ্রবীভূতকরণ

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়াটি একটি নির্দিষ্ট মাধ্যমে ধাতুগুলির ভিন্ন ভিন্ন জারণ-বিজারণ বিভবকে কাজে লাগায়। সায়ানাইড গোল্ড স্লাজ পরিশোধনের ক্ষেত্রে, যখন একটি ক্লোরিনেটিং এজেন্ট (যেমন অম্লীয় মাধ্যমে সোডিয়াম ক্লোরেট) যোগ করা হয়, তখন জিঙ্ক, আয়রন, লেড এবং কপারের মতো কম জারণ-বিজারণ বিভবযুক্ত ধাতুগুলি অগ্রাধিকার ভিত্তিতে জারিত হয় এবং দ্রবণে দ্রবীভূত হয়। উদাহরণস্বরূপ, হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড মাধ্যমে, গোল্ড স্লাজে থাকা ধাতুগুলি দ্রবণের সাথে বিক্রিয়া করে। পরবর্তীতে, যখন সোডিয়াম ক্লোরেট যোগ করা হয়, তখন এটি দ্রবণের বিভব বাড়িয়ে দেয়, যার ফলে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিডে অদ্রবণীয় কপার এবং অন্যান্য অপদ্রব্য সম্পূর্ণরূপে জারিত ও দ্রবীভূত হতে পারে। দ্রবণের বিভবকে নিখুঁতভাবে নিয়ন্ত্রণ করার মাধ্যমে, রূপা এবং সোনার মতো মূল্যবান ধাতুগুলিকে অবশেষের মধ্যে রেখে দেওয়া সম্ভব হয়।

সায়ানাইড ধ্বংস

স্বর্ণের বর্জ্যে থাকা সায়ানাইড অত্যন্ত বিষাক্ত। ক্লোরিনেশনও সায়ানাইড ধ্বংস করতে ভূমিকা রাখতে পারে। ক্ষারীয় পরিবেশে, যখন ক্লোরিন-ভিত্তিক জারক (যেমন ক্লোরিন গ্যাস, সোডিয়াম হাইপোক্লোরাইট ইত্যাদি) যোগ করা হয়, তখন সায়ানাইড প্রথমে জারিত হয়ে সায়ানেটে পরিণত হয় এবং তারপর আরও জারিত হয়ে কার্বন ডাইঅক্সাইড ও নাইট্রোজেনে রূপান্তরিত হয়। সাধারণ বিক্রিয়া কৌশলটি নিম্নরূপ: ক্ষারীয় দ্রবণের উপস্থিতিতে, যোগ করা ক্লোরিনযুক্ত জারক OCl⁻-এর মতো পদার্থ তৈরি করে। সায়ানাইড (CN⁻) OCl⁻-এর সাথে বিক্রিয়া করে এবং ধারাবাহিক জারণ বিক্রিয়ার মাধ্যমে এটি কম ক্ষতিকর পদার্থে রূপান্তরিত হয়।

সায়ানাইড সোনার স্লাজ চিকিৎসায় ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ার প্রয়োগের ধাপগুলি

pretreatment

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ার আগে, সায়ানাইড সোনার স্লাজকে সাধারণত প্রি-ট্রিটমেন্টের প্রয়োজন হয়। এর মধ্যে স্লাজের কণার আকার কমাতে গ্রাইন্ডিংয়ের মতো প্রক্রিয়া অন্তর্ভুক্ত থাকতে পারে, যা স্লাজ এবং ক্লোরিনেটিং এজেন্টের মধ্যে যোগাযোগের ক্ষেত্র বাড়িয়ে তুলতে পারে, যার ফলে বিক্রিয়ার দক্ষতা উন্নত হয়। অতিরিক্তভাবে, যদি স্লাজে প্রচুর পরিমাণে অমেধ্য থাকে যা ক্লোরিনেশন বিক্রিয়ায় হস্তক্ষেপ করতে পারে, যেমন অতিরিক্ত পরিমাণে নির্দিষ্ট ধাতব অক্সাইড বা সালফাইড, তাহলে এই হস্তক্ষেপকারী পদার্থগুলি অপসারণের জন্য উপযুক্ত রিএজেন্ট দিয়ে প্রি-লিচিং করা যেতে পারে।

ক্লোরিনেশন বিক্রিয়া

১.প্রথম - পর্যায় ক্লোরিনেশন (অপরিষ্কার অপসারণ)

• ক্লোরিনেশন বিক্রিয়ার প্রথম পর্যায়ে, মূল লক্ষ্য হল সায়ানাইড সোনার স্লাজ থেকে বেস ধাতু অপসারণ করা। স্লাজটি একটি উপযুক্ত অ্যাসিডিক মাধ্যম (সাধারণত হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড) সহ একটি প্রতিক্রিয়া পাত্রে স্থাপন করা হয়। তারপরে, সোডিয়াম ক্লোরেটের মতো একটি ক্লোরিনেটিং এজেন্ট ধীরে ধীরে যোগ করা হয়। বিক্রিয়ার তাপমাত্রা, অম্লতা এবং ক্লোরিনেটিং এজেন্ট যোগ করার হার সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, বিক্রিয়ার তাপমাত্রা একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে বজায় রাখা যেতে পারে, সাধারণত 40 - 60 °C এর কাছাকাছি, এবং হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড দ্রবণের অম্লতা একটি উপযুক্ত ঘনত্বে সামঞ্জস্য করা হয়, সাধারণত 1 - 3 mol/L এর কাছাকাছি।

• এই প্রক্রিয়া চলাকালীন, বিক্রিয়া ব্যবস্থার জারণ-হ্রাস বিভব পর্যবেক্ষণ করা হয়। যখন বিভব একটি নির্দিষ্ট পরিসরে পৌঁছায় (উদাহরণস্বরূপ, নির্দিষ্ট কিছু বেস ধাতু অপসারণের জন্য, বিভব 400 - 450 mV এর মধ্যে নিয়ন্ত্রণ করা যেতে পারে), তখন জিঙ্ক, লোহা এবং তামার কিছু অংশের মতো বেস ধাতুগুলিকে জারিত করা হয় এবং দ্রবণে দ্রবীভূত করা হয়। বিক্রিয়া সময় স্লাজের গঠন এবং কণার আকারের উপর নির্ভর করে পরিবর্তিত হয়, সাধারণত 2 - 4 ঘন্টা পর্যন্ত।

২.দ্বিতীয় - পর্যায় ক্লোরিনেশন (সোনা ও রূপা পৃথকীকরণ)

• প্রথম পর্যায়ের অপবিত্রতা অপসারণের পর, অবশিষ্টাংশে মূলত সোনা, রূপা এবং কিছু অবশিষ্ট অমেধ্য থাকে। ক্লোরিনেশনের দ্বিতীয় পর্যায়ে, সোনা বা রূপাকে বেছে বেছে দ্রবীভূত করার জন্য শর্তগুলি সামঞ্জস্য করা হয়। যদি লক্ষ্য সোনা দ্রবীভূত করা হয়, তাহলে বিক্রিয়ার শর্তগুলি জারণ-হ্রাস সম্ভাবনা বৃদ্ধির জন্য সামঞ্জস্য করা হয়। উদাহরণস্বরূপ, আরও সোডিয়াম ক্লোরেট যোগ করে এবং অ্যাসিডিটি এবং তাপমাত্রা যথাযথভাবে সামঞ্জস্য করে, সম্ভাব্যতা এমন একটি পরিসরে বাড়ানো যেতে পারে যেখানে সোনা জারিত এবং দ্রবীভূত করা যায় (সাধারণত প্রায় 1000 - 1050 mV)।

• বিক্রিয়া এগিয়ে যাওয়ার সাথে সাথে, সোনা দ্রবণে দ্রবণীয় সোনার ক্লোরাইড কমপ্লেক্সে রূপান্তরিত হয়। কিছু নির্দিষ্ট পরিস্থিতিতে রূপা অদ্রবণীয় রূপালী ক্লোরাইড তৈরি করতে পারে এবং অবশিষ্টাংশে থেকে যেতে পারে। এই পর্যায়ে বিক্রিয়ার সময় প্রায় 0.5 - 1 ঘন্টা হতে পারে, যা কাদায় সোনার পরিমাণের উপর নির্ভর করে।

ধাতু পুনরুদ্ধার

১. সোনা পুনরুদ্ধার

• সোনা ক্লোরাইড কমপ্লেক্স হিসেবে দ্রবণে দ্রবীভূত হওয়ার পর, তা হ্রাসের মাধ্যমে পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে। সোডিয়াম সালফাইট, অক্সালিক অ্যাসিড, বা হাইড্রাজিনের মতো হ্রাসকারী এজেন্ট ব্যবহার করা যেতে পারে। হ্রাসকারী এজেন্ট হিসেবে সোডিয়াম সালফাইট ব্যবহার করার সময়, দ্রবণটি একটি উপযুক্ত pH মানের সাথে সামঞ্জস্য করা হয় (সাধারণত প্রায় 1 - 2), এবং তারপর ধীরে ধীরে সোডিয়াম সালফাইট যোগ করা হয়। সোডিয়াম সালফাইট দ্বারা সোনা ক্লোরাইড কমপ্লেক্স হ্রাসের বিক্রিয়া সমীকরণ হল: 3H₂O + 3Na₂SO₃+2HAuCl₄ = 3Na₂SO₄ + 8HCl + 2Au।

• দ্রবণের জারণ-হ্রাস বিভব পরিমাপ করেও হ্রাস প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ করা হয়। বিভব যখন একটি নির্দিষ্ট মান পর্যন্ত পৌঁছায় তখন হ্রাসের শেষ বিন্দু নির্ধারণ করা যেতে পারে (উদাহরণস্বরূপ, সোডিয়াম সালফাইট ব্যবহার করে হ্রাসের প্রথম পর্যায়ে, শেষ বিন্দু বিভব প্রায় 590 - 730 mV হতে পারে)। এরপর অবক্ষেপিত সোনা ফিল্টার করা হয়, ধুয়ে শুকানো হয় এবং খাঁটি সোনার পণ্য তৈরি করা হয়।

2. রূপা পুনরুদ্ধার

• ক্লোরিনেশনের দ্বিতীয় পর্যায়ের পরে যদি রূপা অবশিষ্টাংশে থেকে যায়, তাহলে রূপা পুনরুদ্ধারের জন্য এটি আরও প্রক্রিয়াজাত করা যেতে পারে। একটি সাধারণ পদ্ধতি হল রূপা দ্রবীভূত করার জন্য উপযুক্ত বিকারক দিয়ে অবশিষ্টাংশ প্রক্রিয়া করা, যেমন নাইট্রিক অ্যাসিড ব্যবহার করে রূপা ক্লোরাইড দ্রবীভূত করে রূপা নাইট্রেট দ্রবণ তৈরি করা। তারপর, তড়িৎ বিশ্লেষণ বা উপযুক্ত হ্রাসকারী এজেন্ট দিয়ে হ্রাসের মতো পদ্ধতি ব্যবহার করে রূপা সিলভার নাইট্রেট দ্রবণ থেকে রূপা পুনরুদ্ধার করা যেতে পারে।

সায়ানাইড - বর্জ্য জল পরিশোধন ধারণকারী

সায়ানাইড সোনার স্লাজের ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ার সময় উৎপন্ন বর্জ্য জলে অবশিষ্ট সায়ানাইড থাকে। পরিবেশগত নির্গমনের মান পূরণ করার জন্য, এই বর্জ্য জল পরিশোধন করা প্রয়োজন। ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন এই ধরণের বর্জ্য জল পরিশোধনের একটি সাধারণ পদ্ধতি। ক্ষারীয় পরিবেশে (pH > 10), বর্জ্য জলে ক্লোরিন-ভিত্তিক অক্সিডেন্ট যোগ করা হয়। বর্জ্য জলে সায়ানাইড প্রথমে সায়ানেটে জারিত হয় এবং তারপরে আরও অ-বিষাক্ত কার্বন ডাই অক্সাইড এবং নাইট্রোজেনে জারিত হয়। সায়ানাইডের সম্পূর্ণ জারণ নিশ্চিত করার জন্য সঠিক মিশ্রণ এবং প্রতিক্রিয়া সময়ের শর্তে বিক্রিয়াটি করা হয়।

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ার সুবিধা

উচ্চ ধাতু পুনরুদ্ধারের হার

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়া সায়ানাইড সোনার স্লাজে মূল্যবান ধাতুগুলির উচ্চ পুনরুদ্ধার হার অর্জন করতে পারে। বিক্রিয়ার অবস্থা এবং জারণ-হ্রাস সম্ভাবনাকে সঠিকভাবে নিয়ন্ত্রণ করে, সোনা ও রূপাকে বেছে বেছে দ্রবীভূত করা এবং পুনরুদ্ধার করা সম্ভব, একই সাথে কার্যকরভাবে বেস ধাতুর অমেধ্য অপসারণ করা সম্ভব। উদাহরণস্বরূপ, ভালভাবে অপ্টিমাইজ করা প্রক্রিয়াগুলিতে, সোনার পুনরুদ্ধারের হার 95% এর বেশি পৌঁছাতে পারে এবং রূপা পুনরুদ্ধারের হারও তুলনামূলকভাবে বেশি হতে পারে, যা স্লাজের প্রাথমিক গঠনের উপর নির্ভর করে।

দক্ষ সায়ানাইড ধ্বংস

উপরে উল্লিখিত হিসাবে, ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়াটি সোনার কাদায় থাকা অত্যন্ত বিষাক্ত সায়ানাইডকে কার্যকরভাবে ধ্বংস করতে পারে। পরিবেশ সুরক্ষার জন্য এটি অত্যন্ত তাৎপর্যপূর্ণ, কারণ এটি পরিবেশে সায়ানাইডের নির্গমন রোধ করতে পারে, যা মানব স্বাস্থ্য এবং পরিবেশগত পরিবেশের সম্ভাব্য ক্ষতি হ্রাস করতে পারে।

বিভিন্ন স্লাজ রচনার সাথে অভিযোজনযোগ্যতা

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়া বিভিন্ন সংমিশ্রণ সহ সায়ানাইড সোনার স্লাজের সাথে ভালো অভিযোজনযোগ্যতা দেখায়। স্লাজে সোনা, রূপা এবং বিভিন্ন বেস ধাতুর পরিমাণ বেশি বা কম থাকুক না কেন, কার্যকর চিকিৎসা অর্জনের জন্য ক্লোরিনেটিং এজেন্টের ধরণ এবং পরিমাণ, বিক্রিয়ার তাপমাত্রা, অম্লতা এবং জারণ-হ্রাস সম্ভাবনার মতো বিক্রিয়া অবস্থার যথাযথ সমন্বয় করা যেতে পারে।

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ার চ্যালেঞ্জ এবং সমাধান

সরঞ্জাম জারা

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ায় অ্যাসিডিক এবং জারক পরিবেশ যন্ত্রপাতির মারাত্মক ক্ষয় ঘটাতে পারে। ক্লোরিনযুক্ত অক্সিডেন্ট এবং অ্যাসিডিক মিডিয়া, বিশেষ করে হাইড্রোক্লোরিক অ্যাসিড ব্যবহার বিক্রিয়ার জাহাজ, পাইপলাইন এবং অন্যান্য সরঞ্জামকে ক্ষয় করতে পারে। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, জারা-প্রতিরোধী উপকরণ নির্বাচন করা প্রয়োজন। উদাহরণস্বরূপ, বিক্রিয়ার জাহাজগুলি উচ্চমানের স্টেইনলেস স্টিল, টাইটানিয়াম অ্যালয়, অথবা রাবার বা গ্রাফাইটের মতো জারা-প্রতিরোধী উপকরণ দিয়ে তৈরি করা যেতে পারে। সময়মতো ক্ষয়-সম্পর্কিত সমস্যা সনাক্ত এবং মেরামত করার জন্য নিয়মিত পরিদর্শন এবং সরঞ্জাম রক্ষণাবেক্ষণও প্রয়োজন।

বিষাক্ত উপজাতের উৎপাদন

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ার সময়, বিশেষ করে সায়ানাইডযুক্ত পদার্থের প্রক্রিয়াকরণের সময়, বিষাক্ত উপজাত তৈরির ঝুঁকি থাকে। উদাহরণস্বরূপ, যখন সায়ানাইড জারিত হয়, তখন সায়ানোজেন ক্লোরাইড, যা বিষাক্ত, উৎপন্ন হতে পারে। এই সমস্যা সমাধানের জন্য, উপযুক্ত প্রতিক্রিয়া পরিস্থিতি কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। সায়ানাইড জারণ ক্ষেত্রে, ক্ষারীয় পরিবেশ বজায় রাখলে সায়ানোজেন ক্লোরাইড গঠন রোধ করা যেতে পারে। উপরন্তু, বিষাক্ত গ্যাস জমা হওয়া এড়াতে উৎপাদন এলাকায় সঠিক বায়ুচলাচল এবং গ্যাস পরিশোধন ব্যবস্থা স্থাপন করা উচিত।

উচ্চ শক্তি এবং রিএজেন্ট খরচ

ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়ায় প্রায়শই গরম করার, নাড়া দেওয়ার এবং সরঞ্জাম পরিচালনার জন্য একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ শক্তির প্রয়োজন হয়। এছাড়াও, ক্লোরিনেটিং এজেন্ট এবং অন্যান্য বিকারক ব্যবহারের জন্যও খরচ হয়। শক্তি এবং বিকারক খরচ কমাতে, প্রক্রিয়া অপ্টিমাইজেশন করা যেতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, প্রতিক্রিয়ার অবস্থা অপ্টিমাইজ করে প্রতিক্রিয়া দক্ষতা উন্নত করার মাধ্যমে, অপ্রয়োজনীয় গরম করার এবং নাড়ার সময় হ্রাস করে এবং উন্নত প্রক্রিয়া নকশা এবং নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে বিকারকগুলির ব্যবহারের হার উন্নত করে।

উপসংহার

সায়ানাইড সোনার কাদা শোধনের জন্য ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়া একটি আশাব্যঞ্জক পদ্ধতি। এটি মূল্যবান ধাতু পুনরুদ্ধার এবং সায়ানাইডযুক্ত পদার্থের বিষমুক্তকরণকে একত্রিত করে। যদিও এর প্রয়োগে কিছু চ্যালেঞ্জ রয়েছে, প্রযুক্তির ক্রমাগত উন্নতি এবং উপযুক্ত সমাধান গ্রহণের সাথে সাথে, ক্লোরিনেশন প্রক্রিয়া সোনা নিষ্কাশন শিল্পে ক্রমবর্ধমান গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করতে পারে, যা অর্থনৈতিক সুবিধা এবং পরিবেশগত সুরক্ষা উভয় ক্ষেত্রেই অবদান রাখে।