सायनाइडेशन गोल्ड निष्कर्षण: एजिटेशन सायनाइडेशन प्रक्रिया में एक गहरी पैठ

सोने के निष्कर्षण के क्षेत्र में, साइनाइडेशन ने एक सदी से भी अधिक समय तक एक प्रमुख स्थान रखा है। सोने और चांदी के अयस्कों के निष्कर्षण के लिए 1887 में इसकी शुरुआत के बाद से, यह विधि लगातार विकसित हुई है, इसकी उच्च वसूली दर, विभिन्न अयस्क प्रकारों के लिए अनुकूलनशीलता और स्थानीय उत्पादन के लिए व्यवहार्यता के कारण यह सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकों में से एक बनी हुई है।

1. सोने के निष्कर्षण में सायनाइडेशन को समझना

साइनाइडेशन एक रासायनिक प्रक्रिया है जो साइनाइड आयनों की सोने के साथ घुलनशील यौगिक बनाने की क्षमता का लाभ उठाती है । ऑक्सीजन और पानी की उपस्थिति में, साइनाइड आयन सोने के परमाणुओं के साथ अभिक्रिया करते हैं। इस अभिक्रिया के परिणामस्वरूप एक घुलनशील यौगिक बनता है जिसमें सोना साइनाइड आयनों से बंधित होता है, जिससे सोना विलयन में घुल जाता है। यद्यपि यह प्रक्रिया सोने के निष्कर्षण के लिए अत्यधिक प्रभावी है, लेकिन साइनाइड एक विषैला पदार्थ होने के कारण इससे पर्यावरण और सुरक्षा संबंधी गंभीर चिंताएँ भी उत्पन्न होती हैं।

2. सायनाइडेशन विधियों के प्रकार

सायनाइडेशन विधियों को मोटे तौर पर दो मुख्य श्रेणियों में वर्गीकृत किया जा सकता है: एजीटेशन सायनाइडेशन और पेरकोलेशन सायनाइडेशन।

• एजिटेशन साइनाइडेशन : यह विधि मुख्य रूप से फ्लोटेशन गोल्ड कंसंट्रेट्स के उपचार या ऑल-स्लाइम साइनाइडेशन प्रक्रियाओं में उपयोग की जाती है। इसमें अयस्क पल्प को साइनाइड घोल के साथ तेजी से मिलाया जाता है। ऐसा करने से अयस्क में मौजूद सोने के कण साइनाइड आयनों के अधिकतम संपर्क में आते हैं, जिससे सोने का निष्कर्षण आसान हो जाता है।

• परकोलेशन साइनाइडेशन : कम श्रेणी के सोने के अयस्कों के लिए उपयुक्त, परकोलेशन साइनाइडेशन में साइनाइड घोल को अयस्क की परत से रिसने दिया जाता है। यह विधि एजिटेशन साइनाइडेशन की तुलना में कम ऊर्जा खपत करती है। हालांकि, इसका उपयोग केवल उन्हीं अयस्कों तक सीमित है जिनकी पारगम्यता अच्छी हो, जिससे साइनाइड घोल आसानी से प्रवाहित हो सके।

3. आंदोलन साइनाइडेशन सोना निष्कर्षण प्रक्रिया

साइनाइडेशन गोल्ड एक्सट्रैक्शन की एजिटेशन प्रक्रिया में दो मुख्य उप-प्रक्रियाएं शामिल हैं: साइनाइडेशन-जिंक रिप्लेसमेंट प्रक्रिया और अनफिल्टर्ड साइनाइडेशन कार्बन स्लरी प्रक्रिया।

3.1 सायनाइडेशन - जिंक प्रतिस्थापन प्रक्रिया (सीसीडी और सीसीएफ विधियां)

• लीचिंग के लिए कच्चे माल की तैयारी : पहला चरण अयस्क को लीचिंग प्रक्रिया के लिए तैयार करना है। इसमें अक्सर अयस्क को छोटे-छोटे टुकड़ों में तोड़ना और फिर उसे बारीक पीसना शामिल होता है। कुछ मामलों में, अयस्क में मौजूद सोने के कणों को अधिक सुलभ बनाने के लिए पूर्व-उपचार भी किया जाता है। इसका उद्देश्य इष्टतम कण आकार वाला लुगदी बनाना है, जो अयस्क और साइनाइड घोल के बीच बेहतर परस्पर क्रिया को बढ़ावा देता है।

• एजिटेशन साइनाइडेशन लीचिंग : तैयार अयस्क पल्प को एजिटेशन टैंकों में स्थानांतरित किया जाता है, जहाँ साइनाइड का घोल मिलाया जाता है। इन टैंकों में एजिटेटर लगे होते हैं जो पल्प और साइनाइड के घोल को अच्छी तरह से मिलाते रहते हैं। टैंकों में ऑक्सीजन या तो वातन द्वारा या ऑक्सीकरण एजेंट मिलाकर डाली जाती है। यह ऑक्सीजन उस रासायनिक अभिक्रिया को गति प्रदान करती है जिससे सोना साइनाइड के घोल में घुल जाता है।

• ठोस-द्रव पृथक्करण के लिए प्रतिधारा धुलाई : लीचिंग प्रक्रिया के बाद, प्राप्त घोल में ठोस अवशेष और एक द्रव अवस्था होती है जिसे 'प्रेग्नेंट सॉल्यूशन' कहा जाता है, जिसमें घुला हुआ सोना होता है। इन दोनों घटकों को अलग करने के लिए, प्रतिधारा धुलाई सेटअप में कई थिकनर या फिल्टर का उपयोग किया जाता है। सोने से युक्त घोल को यथासंभव अधिक से अधिक मात्रा में पुनर्प्राप्त करने और ठोस अवशेषों के साथ सोने की हानि को कम करने के लिए निरंतर प्रतिधारा डिकैंटेशन (CCD) या निरंतर प्रतिधारा फिल्ट्रेशन (CCF) जैसी विधियों का उपयोग किया जाता है।

• लीचिंग द्रव का शुद्धिकरण और ऑक्सीकरण-रोधी प्रक्रिया : ठोस-द्रव पृथक्करण चरण से प्राप्त द्रव में अशुद्धियाँ और घुली हुई ऑक्सीजन हो सकती हैं। बाद में होने वाली स्वर्ण पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया को बाधित करने वाले निलंबित ठोस पदार्थों और अन्य संदूषकों को हटाने के लिए शुद्धिकरण प्रक्रियाएँ लागू की जाती हैं। ऑक्सीकरण-रोधी प्रक्रिया भी उतनी ही महत्वपूर्ण है क्योंकि ऑक्सीजन स्वर्ण-साइनाइड यौगिक का पुनः ऑक्सीकरण कर सकती है, जिससे बाद में होने वाली जस्ता प्रतिस्थापन प्रक्रिया की प्रभावशीलता कम हो जाती है।

• जस्ता पाउडर (सिल्क) प्रतिस्थापन और पिकलिंग : शुद्ध और विऑक्सीकृत घोल में जस्ता पाउडर या जस्ता सिल्क मिलाया जाता है। जस्ता सोने से अधिक क्रियाशील होता है, इसलिए यह लीचिंग प्रक्रिया के दौरान बने यौगिक से सोने को विस्थापित कर देता है। इसके परिणामस्वरूप सोने और जस्ता युक्त एक ठोस अवक्षेप बनता है, जिसे आमतौर पर गोल्ड मड कहा जाता है। प्रतिस्थापन अभिक्रिया के बाद, गोल्ड मड को आमतौर पर अम्लीय घोल से उपचारित किया जाता है ताकि अतिरिक्त जस्ता और अन्य अशुद्धियों को हटाया जा सके।

• धातु-पिघलाना : साइनाइडीकरण - जस्ता प्रतिस्थापन प्रक्रिया का अंतिम चरण शुद्ध सोने की सिल्लियों के उत्पादन के लिए सोने के कीचड़ को पिघलाना है। सोने के कीचड़ को भट्टी में उच्च तापमान पर पिघलाया जाता है, और शोधन की कई प्रक्रियाओं के माध्यम से, शेष अशुद्धियों को हटा दिया जाता है, जिससे उच्च शुद्धता वाली सोने की सिल्लियां प्राप्त होती हैं।

3.2 अनफ़िल्टर्ड साइनाइडेशन कार्बन स्लरी प्रक्रिया (सीआईपी और सीआईएल विधियाँ)

• लीचिंग सामग्री की तैयारी : साइनाइडेशन - जिंक प्रतिस्थापन प्रक्रिया के समान, पहला कार्य अयस्क को लीचिंग के लिए तैयार करना है। इसके लिए अयस्क को कुचलने और पीसने की प्रक्रियाओं के माध्यम से उपयुक्त कण आकार में कम करना आवश्यक है।

• एजिटेशन लीचिंग और काउंटरकरंट कार्बन एडसॉर्प्शन : कार्बन-इन-पल्प (सीआईपी) विधि में, साइनाइड लीचिंग प्रक्रिया पहले एजिटेशन टैंकों की एक श्रृंखला में होती है। एक बार जब सोना घोल में घुल जाता है, तो पल्प में सक्रिय कार्बन मिलाया जाता है। सक्रिय कार्बन में सोने-साइनाइड यौगिक के लिए प्रबल आकर्षण होता है और यह घुले हुए सोने को अपनी सतह पर सोख लेता है। कार्बन-इन-लीच (सीआईएल) विधि में, सक्रिय कार्बन को साइनाइड घोल के साथ ही लीचिंग टैंक में मिलाया जाता है, जिससे लीचिंग और एडसॉर्प्शन प्रक्रियाएं एक ही समय में होती हैं। सीआईपी और सीआईएल दोनों में, कार्बन द्वारा सोखे गए सोने की मात्रा को अधिकतम करने के लिए कार्बन और पल्प का काउंटरकरंट प्रवाह बनाए रखा जाता है।

• स्वर्ण-युक्त कार्बन का विशोषण : अधिशोषण प्रक्रिया के बाद, स्वर्ण-युक्त कार्बन को लुगदी से अलग करना आवश्यक होता है। फिर, गर्म कास्टिक-साइनाइड विलयन का उपयोग करके कार्बन से स्वर्ण को अलग किया जाता है। यह विलयन स्वर्ण-साइनाइड यौगिक और कार्बन के बीच के बंधन को तोड़ देता है, जिससे स्वर्ण वापस विलयन में मुक्त हो जाता है।

• विद्युत शोधन (इलेक्ट्रोवाइनिंग) : विशोषण प्रक्रिया से प्राप्त स्वर्ण-समृद्ध विलयन का विद्युत शोधन किया जाता है। इस प्रक्रिया के दौरान विलयन में विद्युत धारा प्रवाहित की जाती है। इससे विलयन में मौजूद स्वर्ण आयन अपचयित होकर कैथोड पर जमा हो जाते हैं, जिससे स्वर्ण की एक ठोस परत बन जाती है जिसे आगे परिष्कृत किया जा सकता है।

• धातु गलाने की प्रक्रिया : विद्युत दोहन से प्राप्त सोना अपेक्षाकृत शुद्ध होता है, लेकिन इसमें कुछ अशुद्धियाँ हो सकती हैं। सोने को और अधिक शुद्ध करने और वांछित शुद्धता की धातुएँ बनाने के लिए धातु गलाने की प्रक्रिया की जाती है।

• कार्बन पुनर्जनन : सोने के अवशोषण के बाद, प्रयुक्त कार्बन को पुनर्जीवित और पुनः उपयोग किया जा सकता है। इसमें कार्बन को उच्च तापमान पर उपचारित किया जाता है ताकि उस पर मौजूद अशुद्धियों को दूर किया जा सके और सोने को अवशोषित करने की उसकी क्षमता को बहाल किया जा सके।

4. सीआईपी और सीआईएल प्रक्रियाओं की तुलना

• प्रक्रिया की अवधि : सामान्यतः, सीआईपी प्रक्रिया सीआईएल की तुलना में अधिक समय लेती है। इसका कारण यह है कि सीआईपी में लीचिंग और एडसॉर्प्शन अलग-अलग क्रियाएं होती हैं। सीआईएल में, लीचिंग और एडसॉर्प्शन एक साथ होने के कारण, पूरी प्रक्रिया कम समय में पूरी हो जाती है। हालांकि, सीआईएल प्रक्रिया में अधिक जटिल नियंत्रण की आवश्यकता होती है क्योंकि दोनों प्रक्रियाएं एक साथ होती हैं।

• कार्बन और स्लरी प्रबंधन : सीआईएल प्रक्रिया में, कार्बन की मात्रा अधिक होती है और स्लरी में कार्बन की सांद्रता सीआईपी की तुलना में कम होती है। परिणामस्वरूप, सीआईएल में कार्बन स्थानांतरण के लिए परिवहन की जाने वाली स्लरी की मात्रा आमतौर पर सीआईपी की तुलना में कई गुना (लगभग चार गुना) होती है। इसका प्रभाव उपकरण के आकार और ऊर्जा खपत पर पड़ता है।

• धातु का संचय और विलयन में सोने की मात्रा : सीआईपी प्रक्रिया में, सिस्टम में काफी मात्रा में धातु शेष रह जाती है (धातु संचय), और यह धातु सक्रिय कार्बन और विलयन के बीच लगभग समान रूप से वितरित होती है। सीआईएल में, अधिकांश धातु सक्रिय कार्बन पर अधिशोषित हो जाती है। इसके अतिरिक्त, सीआईएल प्रक्रिया में विलयन में सोने की सांद्रता सीआईपी की तुलना में अधिक होती है। इसका कारण यह है कि सीआईएल में, जैसे-जैसे सोना घुलता है, वैसे-वैसे वह लगातार अधिशोषित भी होता रहता है, जिससे विलयन में घुले हुए सोने की मात्रा पुनःपूर्ति होती रहती है। दूसरी ओर, सीआईपी एक चरणबद्ध अधिशोषण प्रक्रिया है जिसमें घुले हुए सोने की मात्रा की सीमित पुनःपूर्ति होती है।

5. पर्यावरण और सुरक्षा संबंधी विचार

अपनी दक्षता के बावजूद, साइनाइडेशन, विशेष रूप से आंदोलन साइनाइडेशन, महत्वपूर्ण पर्यावरणीय और सुरक्षा जोखिम प्रस्तुत करता है। साइनाइड अत्यधिक विषैला होता है, और किसी भी रिसाव या अनुचित हैंडलिंग से गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण हो सकता है और मानव स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा हो सकता है। इन जोखिमों को दूर करने के लिए, सोने के खनन संचालन सख्त सुरक्षा प्रोटोकॉल का पालन करते हैं। इनमें साइनाइड का उचित भंडारण और हैंडलिंग, रिसाव को रोकने के लिए रोकथाम प्रणालियों की स्थापना और साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल का उपचार शामिल है। इसके अलावा, चल रहे शोध का उद्देश्य सोने के निष्कर्षण में साइनाइड को बदलने के लिए वैकल्पिक, कम विषैले लीचिंग एजेंट विकसित करना है।

6. निष्कर्ष

आधुनिक स्वर्ण खनन उद्योग में एजिटेशन साइनाइडेशन एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है, जो विभिन्न अयस्क प्रकारों से उच्च दर पर सोने का निष्कर्षण करने में सक्षम बनाता है। दो मुख्य उप-प्रक्रियाएँ, साइनाइडेशन - जिंक प्रतिस्थापन और अनफ़िल्टर्ड साइनाइडेशन कार्बन स्लरी, प्रत्येक की अपनी खूबियाँ हैं और अयस्क के गुणों, संचालन के पैमाने और आर्थिक व्यवहार्यता जैसे कारकों के आधार पर चुनी जाती हैं। हालाँकि, उद्योग को सोने के निष्कर्षण के टिकाऊ भविष्य को सुनिश्चित करने के लिए साइनाइड के उपयोग से जुड़ी पर्यावरणीय और सुरक्षा चुनौतियों से निपटना जारी रखना चाहिए।