એમોનિયા સાથે ઓક્સિજન-સમૃદ્ધ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં સોના અને ચાંદીના લીચિંગ દરમાં વધારો

પરિચય

ખાણકામ ઉદ્યોગમાં સોના અને ચાંદીના અયસ્કનું નિષ્કર્ષણ એક જટિલ અને મહત્વપૂર્ણ પ્રક્રિયા છે. આ હેતુ માટે સાયનાઇડેશન લાંબા સમયથી એક પ્રબળ પદ્ધતિ રહી છે. જો કે, કિંમતી ધાતુઓના લીચિંગ દરમાં સુધારો કરવા અને એકંદર કાર્યક્ષમતા વધારવા માટે પ્રક્રિયાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે સતત પ્રયાસો કરવામાં આવી રહ્યા છે. આવા એક અભિગમે આશાસ્પદ દર્શાવ્યું છે તે છે એમોનિયા ઓક્સિજન-સમૃદ્ધ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં. આ લેખ સોના અને ચાંદીના લીચિંગ દરને વધારવામાં એમોનિયા કેવી રીતે મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવી શકે છે તેની તપાસ કરે છે.

સાયનાઇડેશનની મૂળભૂત બાબતો

સાયનાઇડેશન એ સિદ્ધાંત પર આધારિત છે કે સોડિયમ અથવા પોટેશિયમના નબળા દ્રાવણો સાઇનાઇડ સોનાના અયસ્કમાં જોવા મળતા અન્ય પદાર્થો કરતાં ધાતુના સોના અને ચાંદીના નાના કણો પર તેમની ઓગળવાની ક્રિયા વધુ સારી હોય છે. આ પ્રક્રિયામાં, જ્યારે સોનાની તાજી સપાટીઓ મુક્ત ઓક્સિજન ધરાવતા જલીય દ્રાવણમાં સાયનાઇડના સંપર્કમાં આવે છે, ત્યારે એક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા થાય છે જે હાઇડ્રોક્સાઇડ સાથે ગોલ્ડ સાયનાઇડ સંયોજન બનાવે છે.

આ પ્રક્રિયા માટે ઘણા પરિબળોનું કાળજીપૂર્વક નિયંત્રણ જરૂરી છે. ઉદાહરણ તરીકે, સાયનાઇડ દ્રાવણની મજબૂતાઈ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. સામાન્ય રીતે, એક ટન દ્રાવણ (પાણી) માટે લગભગ એક પાઉન્ડ સાયનાઇડ (KCN સમકક્ષ) ની દ્રાવણ શક્તિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, કારણ કે મોટાભાગના સીધા સાયનાઇડ સર્કિટ માટે આ પૂરતું મજબૂત હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. પ્રાયોગિક કાર્ય દર્શાવે છે કે આ શક્તિ મહત્તમ ઓગળવાની શક્તિ પૂરી પાડે છે. વધુમાં, નબળા દ્રાવણ પર સાયનાઇડાઇડ્સ (ખનિજો જે સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયા પર હાનિકારક અસર કરી શકે છે) ની ઓછી અસર થાય છે, અને ગરમ હવામાનમાં બાષ્પીભવન દ્વારા રચાયેલા ધુમાડાથી ઝેરનું જોખમ ઓછું થાય છે.

તાપમાન પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. ઠંડા વાતાવરણમાં, કાર્યક્ષમ ઓગળવાની ક્રિયા જાળવવા માટે દ્રાવણને ઘણીવાર લગભગ 70 °F સુધી ગરમ કરવામાં આવે છે. આ તાપમાનથી ઉપર, વિઘટન દ્વારા સાયનાઇડનું નુકસાન એક મહત્વપૂર્ણ ચિંતાનો વિષય બની જાય છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, 138 °F તાપમાને દ્રાવણમાં સોનું સૌથી ઝડપથી ઓગળે છે.

ઓક્સિજન - સમૃદ્ધ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં એમોનિયાની ભૂમિકા

ધાતુ આયનો સાથે જટિલતા

એમોનિયા ઓરમાં હાજર વિવિધ ધાતુ આયન સાથે જટિલ સંયોજનો બનાવી શકે છે. સોના અને ચાંદીના નિષ્કર્ષણના સંદર્ભમાં, તે તાંબાના આયનો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, જે સામાન્ય રીતે ઘણા સોનાના અયસ્કમાં જોવા મળે છે. તાંબુ સાયનાઇડનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને સોના અને ચાંદીના લીચિંગમાં દખલ કરી શકે છે. તાંબુ-એમોનિયા સંકુલ બનાવીને, એમોનિયા સાયનાઇડ આયન માટેની સ્પર્ધા ઘટાડે છે, જેનાથી સોના અને ચાંદીના ઓગળવા માટે વધુ સાયનાઇડ ઉપલબ્ધ થાય છે. પરિણામે, એમોનિયાની હાજરી દ્રાવણમાં મુક્ત સાયનાઇડ આયનોની ઊંચી સાંદ્રતા જાળવવામાં મદદ કરે છે, જે સોના અને ચાંદીના લીચિંગ માટે ફાયદાકારક છે.

ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પર્યાવરણ પર પ્રભાવ

એમોનિયા લીચિંગ સિસ્ટમના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વાતાવરણને પણ બદલી શકે છે. તે દ્રાવણના રેડોક્સ સંભવિતતાને અસર કરી શકે છે, જે બદલામાં સોના અને ચાંદીના ઓક્સિડેશન અને વિસર્જનને અસર કરે છે. ઓક્સિજનથી ભરપૂર વાતાવરણમાં, એમોનિયાની હાજરી ઓક્સિજન પરમાણુઓના સક્રિયકરણને વધારી શકે છે. આ ઉન્નત ઓક્સિજન સક્રિયકરણ સોના અને ચાંદીના તેમના સંબંધિત સાયનાઇડ સંકુલમાં ઓક્સિડેશનને પ્રોત્સાહન આપે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સોનાના કિસ્સામાં, પ્રતિક્રિયા માર્ગને એવી રીતે સુધારી શકાય છે કે જે સંબંધિત ગોલ્ડ સાયનાઇડ સંકુલની રચનાને વધુ કાર્યક્ષમ રીતે સરળ બનાવે છે.

ખનિજ સપાટીના ગુણધર્મોમાં સુધારો

એમોનિયા ઓરમાં રહેલા ખનિજોની સપાટી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે. કેટલાક ખનિજો જે સીધા લીચ કરવા મુશ્કેલ હોય છે તેમની સપાટીના ગુણધર્મો એમોનિયા દ્વારા બદલી શકાય છે. આ ફેરફાર સપાટીને સાયનાઇડ આયનો પ્રત્યે વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ બનાવી શકે છે, આમ એકંદર લીચિંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક ચાંદી ધરાવતા ખનિજોમાં સપાટીનું આવરણ હોઈ શકે છે જે સાયનાઇડ આયનોની પહોંચને અટકાવે છે. એમોનિયા આ આવરણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે અથવા ખનિજ સપાટી પર શોષી શકે છે, તેના ચાર્જ અને રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાશીલતાને બદલી શકે છે, અને સાયનાઇડ આયનોને ખનિજની અંદર ચાંદી સાથે વધુ અસરકારક રીતે પ્રતિક્રિયા આપવા દે છે.

કેસ સ્ટડીઝ અને પ્રેક્ટિકલ એપ્લિકેશન્સ

સોના-ચાંદીની ખાણમાં વ્યવહારુ ઉપયોગ તરીકે, સાઇડ-ગ્રાઇન્ડીંગ-વ્હીલ-લીચિંગ અને ઓક્સિજન-સમૃદ્ધ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ એમોનિયાના ઉમેરા સાથે કરવામાં આવ્યો હતો. મૂળ ઉત્પાદન પ્રક્રિયા યથાવત રહે તે શરતે, પ્રથમ તબક્કાના ગ્રાઇન્ડીંગમાં યોગ્ય માત્રામાં એમોનિયા ઉમેરવામાં આવ્યો. પરિણામો નોંધપાત્ર હતા. એમોનિયા ઉમેર્યા વિનાની પરિસ્થિતિની તુલનામાં, સોનાના સાયનાઇડેશન લીચિંગ દરમાં 0.47%, ચાંદીના લીચિંગ દરમાં 5.33% અને તાંબાના લીચિંગ દરમાં 6.50%નો ઘટાડો થયો. આનાથી માત્ર કિંમતી ધાતુઓની પુનઃપ્રાપ્તિમાં વધારો થયો જ નહીં પરંતુ તાંબાના વિસર્જનમાં પણ ઘટાડો થયો, જે ઘણીવાર અનિચ્છનીય આડઅસર હોય છે કારણ કે તાંબુ સાયનાઇડનો ઉપયોગ કરી શકે છે અને ત્યારબાદની ધાતુ પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રક્રિયાઓને જટિલ બનાવી શકે છે.

ચોક્કસ પ્રકારના સોના-ચાંદીના અયસ્ક પરના બીજા એક અભ્યાસમાં, ઓક્સિજનથી ભરપૂર સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં એમોનિયા ઉમેરવાથી લીચિંગ ગતિશાસ્ત્રમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો. સોના અને ચાંદીના લીચિંગના ઉચ્ચ સ્તર સુધી પહોંચવા માટે જરૂરી સમય ઓછો થયો. આનાથી લીચિંગ પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતામાં વધારો થયો એટલું જ નહીં પરંતુ લાંબા ગાળે ઊર્જા અને સંસાધનોની પણ બચત થઈ.

ઑપ્ટિમાઇઝેશન અને વિચારણાઓ

ઓક્સિજન-સમૃદ્ધ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં સોના અને ચાંદીના લીચિંગ દરમાં વધારો કરવા માટે એમોનિયા મોટી સંભાવના દર્શાવે છે, ત્યારે ઘણા પરિબળોને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવાની જરૂર છે. ઉમેરવામાં આવેલા એમોનિયાની સાંદ્રતા મહત્વપૂર્ણ છે. ખૂબ ઓછી એમોનિયા જટિલતા, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વાતાવરણ અથવા ખનિજ સપાટીના ફેરફાર પર નોંધપાત્ર અસર કરી શકતી નથી. બીજી બાજુ, એમોનિયાની વધુ પડતી માત્રા ખર્ચમાં વધારો, સંભવિત પર્યાવરણીય સમસ્યાઓ તરફ દોરી શકે છે અને લીચિંગ સિસ્ટમના એકંદર રાસાયણિક સંતુલનને પણ વિક્ષેપિત કરી શકે છે.

લીચિંગ સોલ્યુશનના pH મૂલ્યને પણ કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરવાની જરૂર છે. એમોનિયા એક નબળો આધાર છે, અને તેનો ઉમેરો દ્રાવણના pH ને અસર કરી શકે છે. સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયા pH પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોવાથી, સાયનાઇડ આયનોની યોગ્ય કામગીરી અને એકંદર પ્રતિક્રિયા ગતિશાસ્ત્ર માટે શ્રેષ્ઠ pH શ્રેણી (સામાન્ય રીતે 10 - 11 ની આસપાસ) જાળવવી જરૂરી છે.

વધુમાં, પ્રક્રિયામાં વપરાતા અન્ય રીએજન્ટ્સ, જેમ કે ચૂનો (જે ઘણીવાર pH ને સમાયોજિત કરવા અને હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસની રચનાને રોકવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે) સાથે એમોનિયાની સુસંગતતા ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે. સોના અને ચાંદીના લીચિંગ દરને મહત્તમ કરવા માટે લીચિંગ સિસ્ટમમાં બધી રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ સુમેળમાં કાર્ય કરે છે તેની ખાતરી કરવી મહત્વપૂર્ણ છે.

ઉપસંહાર

ઓક્સિજનથી ભરપૂર સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં એમોનિયાનો ઉપયોગ સોના અને ચાંદીના લીચિંગ દરને વધારવા માટે એક સક્ષમ અને અસરકારક રીત પ્રદાન કરે છે. ધાતુના આયન સાથે જટિલતા, ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ વાતાવરણમાં ફેરફાર અને ખનિજ સપાટીના ગુણધર્મોમાં સુધારો દ્વારા, એમોનિયા કિંમતી ધાતુના નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે. જો કે, આ અભિગમના ફાયદાઓને સંપૂર્ણપણે સમજવા માટે એમોનિયા સાંદ્રતા, pH નિયંત્રણ અને અન્ય રીએજન્ટ્સ સાથે સુસંગતતા જેવા પરિમાણોનું કાળજીપૂર્વક ઑપ્ટિમાઇઝેશન જરૂરી છે. જેમ જેમ ખાણકામ ઉદ્યોગ કિંમતી ધાતુઓ કાઢવા માટે વધુ કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ રીતો શોધવાનું ચાલુ રાખે છે, તેમ તેમ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયાઓમાં એમોનિયાની ભૂમિકા પર વધુ ધ્યાન અને વધુ સંશોધન મળે તેવી શક્યતા છે.