सोडियम सायनाइड सोना निष्कर्षण में निक्षालन सहायक की भूमिका

परिचय

साइनाइड लीचिंग लंबे समय से सोने के निष्कर्षण की एक प्रमुख विधि रही है, क्योंकि यह अत्यधिक कुशल और अपेक्षाकृत कम खर्चीली है। हालांकि, इस प्रक्रिया में कुछ चुनौतियां भी हैं, जैसे कि लंबे समय तक लीचिंग की आवश्यकता, साइनाइड की अधिक खपत और ऐसे खनिज पदार्थों की उपस्थिति जो सोने के घुलने में बाधा डाल सकते हैं। यहीं पर लीचिंग सहायक पदार्थों की भूमिका आती है। लीचिंग सहायक पदार्थ वे पदार्थ हैं जिन्हें साइनाइड लीचिंग घोल में मिलाया जाता है ताकि सोने के निष्कर्षण को बढ़ाया जा सके, जिससे सोने के खनन का एक अधिक कुशल और लागत प्रभावी तरीका मिलता है।

लीचिंग एड्स कैसे काम करते हैं

घुलित ऑक्सीजन में वृद्धि

कई निक्षालन सहायकों का एक प्राथमिक कार्य साइनाइड घोल में घुली हुई ऑक्सीजन की मात्रा को बढ़ाना है। साइनाइड घोल में सोने को घुलने के लिए, सोने के ऑक्सीकरण और साइनाइड आयनों के साथ इसके बाद के संयोजन को सुविधाजनक बनाने के लिए ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है। सामान्य परिस्थितियों में, हवा से आपूर्ति की जाने वाली ऑक्सीजन अक्सर अपर्याप्त होती है, जो सोने के घुलने की दर को सीमित करती है। पेरोक्साइड और परसल्फेट जैसे निक्षालन सहायक ऑक्सीजन को तोड़कर छोड़ सकते हैं, जिससे घोल में घुली हुई ऑक्सीजन की उच्च सांद्रता सुनिश्चित होती है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड सोने और साइनाइड के बीच प्रतिक्रिया के लिए ऑक्सीजन का एक अतिरिक्त स्रोत प्रदान करने के लिए विघटित होता है।

गैल्वेनिक सेल (भारी धातु लवण) का निर्माण

कुछ भारी धातु लवण, जैसे सीसा लवण, पारा लवण और बिस्मथ लवण, स्थानीय गैल्वेनिक सेल बनाकर लीचिंग में सहायक हो सकते हैं। साइनाइड घोल में मिलाने पर, ये भारी धातुएँ सोने के कणों की सतह पर जमा हो जाती हैं। इससे सोने और जमा हुई भारी धातु के बीच विभवांतर उत्पन्न होता है, जो सोने के घुलने की प्रक्रिया को तेज करता है। सोना एनोड का कार्य करता है जहाँ ऑक्सीकरण होता है, और भारी धातु से लेपित क्षेत्र कैथोड का कार्य करता है। यह विद्युत रासायनिक जैसी प्रक्रिया सोने के लीचिंग की दर को काफी बढ़ा देती है।

केलेशन और अशुद्धता निष्कासन

कुछ लीचिंग एड्स अयस्क में मौजूद अशुद्धियों को बांध सकते हैं या हटा सकते हैं जो साइनाइड लीचिंग प्रक्रिया में बाधा डाल सकते हैं। तांबा, जस्ता, लोहा जैसे धातु आयनों वाले अयस्कों में, ये अशुद्धियाँ साइनाइड के साथ प्रतिक्रिया कर सकती हैं, इसे खा सकती हैं और सोने के विघटन के लिए उपलब्ध मात्रा को कम कर सकती हैं। लीचिंग एड्स में चेलेटिंग एजेंट इन अशुद्धियों के आयनों के साथ स्थिर परिसर बनाते हैं, उन्हें दूर रखते हैं और साइनाइड के साथ उनकी प्रतिक्रिया को रोकते हैं। यह न केवल साइनाइड की खपत को कम करता है बल्कि सोने की लीचिंग प्रक्रिया की समग्र दक्षता में भी सुधार करता है।

निक्षालन सहायक सामग्री के प्रकार और उनकी विशिष्ट भूमिकाएँ

ऑक्सीडाइज़िंग एजेंट

1.पेरोक्साइड

• हाइड्रोजन पेरोक्साइड : हाइड्रोजन पेरोक्साइड सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले ऑक्सीकरण लीचिंग सहायक पदार्थों में से एक है। यह साइनाइड विलयन में घुलित ऑक्सीजन की मात्रा को तेजी से बढ़ा सकता है। औद्योगिक अनुप्रयोगों में, साइनाइड लीचिंग प्रणाली में हाइड्रोजन पेरोक्साइड मिलाने से लीचिंग का समय काफी कम हो सकता है। उदाहरण के लिए, कुछ सोने की खानों में, हाइड्रोजन पेरोक्साइड का उपयोग लीचिंग सहायक पदार्थ के रूप में करने पर लीचिंग का समय 50% तक कम हो सकता है। यह साइनाइड की खपत को कम करने में भी सहायक है क्योंकि सोने के बढ़े हुए ऑक्सीकरण से साइनाइड का अधिक कुशल उपयोग संभव हो पाता है।

• कैल्शियम पेरोक्साइड : कैल्शियम पेरोक्साइड विशेष रूप से उच्च सल्फर सामग्री वाले अयस्कों में उपयोगी होता है। यह हाइड्रोजन पेरोक्साइड की तुलना में धीमी गति से विघटित होता है, जिससे ऑक्सीजन का निरंतर उत्सर्जन होता है। इसके अतिरिक्त, यह सल्फर युक्त खनिजों द्वारा साइनाइड के उत्प्रेरक विघटन को कम कर सकता है। उच्च सल्फर वाले स्वर्ण अयस्कों में, कैल्शियम पेरोक्साइड का उपयोग लीचिंग सहायक के रूप में करने से पारंपरिक साइनाइड लीचिंग की तुलना में स्वर्ण पुनर्प्राप्ति में 10-15% की वृद्धि हो सकती है।

• बेरियम पेरोक्साइड : बेरियम पेरोक्साइड में ऑक्सीजन को धीरे-धीरे और स्थिर रूप से मुक्त करने का अनूठा गुण होता है। इससे घोल में घुली हुई ऑक्सीजन की सांद्रता लंबे समय तक लगातार उच्च बनी रहती है। बेरियम पेरोक्साइड की मात्रा बढ़ने के साथ सोने के घुलने की दर रैखिक रूप से बढ़ती है, जबकि साइनाइड की खपत अपेक्षाकृत स्थिर रहती है। इसे तैयार करना और खनन कार्यों में उपयोग करना भी आसान है।

2.परसल्फेट

• परसल्फेट मजबूत ऑक्सीकरण एजेंट हैं। जब साइनाइड लीचिंग सिस्टम में जोड़ा जाता है, तो वे अत्यधिक प्रतिक्रियाशील सल्फेट रेडिकल बनाने के लिए टूट जाते हैं। ये रेडिकल आणविक ऑक्सीजन की तुलना में सोने को अधिक प्रभावी ढंग से ऑक्सीकरण कर सकते हैं, जिससे सोने की लीचिंग दर में उल्लेखनीय वृद्धि होती है। कुछ मामलों में, ऑक्सीजन स्रोत के रूप में हवा के साथ पारंपरिक साइनाइड लीचिंग की तुलना में सोने के विघटन की दर 8 गुना तक बढ़ सकती है।

भारी धातु लवण

1.सीसा लवण

• सीसा लवण का उपयोग साइनाइड निक्षालन में व्यापक रूप से किया जाता है। पाइराइट और आर्सेनोपाइराइट जैसे सल्फाइड खनिजों वाले अयस्कों में, ये खनिज साइनाइड और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, उन्हें भस्म कर सकते हैं और सोने की निक्षालन की दक्षता को कम कर सकते हैं। सीसा लवण सल्फाइड खनिजों की सतह पर एक निष्क्रिय परत बना सकते हैं, जो साइनाइड और ऑक्सीजन के साथ उनकी प्रतिक्रिया को बाधित करता है। साथ ही, सीसा सोने के साथ एक गैल्वेनिक सेल बना सकता है, जो सोने के विघटन को बढ़ावा देता है। एक कनाडाई साइनाइड संयंत्र में, सीसा लवण जोड़कर और उचित घुलित ऑक्सीजन सांद्रता बनाए रखने से, साइनाइडेशन पर सल्फाइड खनिजों के प्रतिकूल प्रभावों को सफलतापूर्वक दूर किया गया, जिसके परिणामस्वरूप सोने की वसूली में 10 - 15% की वृद्धि हुई।

2.पारा और बिस्मथ लवण

• पारा और बिस्मथ के लवण साइनाइड लीचिंग में त्वरक के रूप में कार्य कर सकते हैं। सीसे के लवणों की तरह, ये सोने के साथ गैल्वेनिक सेल बना सकते हैं, जिससे लीचिंग दर बढ़ जाती है। हालांकि, पारे की विषाक्तता और बिस्मथ की अपेक्षाकृत उच्च लागत के कारण, सीसे के लवणों की तुलना में इनके अनुप्रयोग सीमित हैं। लेकिन कुछ विशिष्ट मामलों में, जहां अयस्क में अद्वितीय गुण होते हैं, इन लवणों को प्रभावी लीचिंग सहायक के रूप में माना जा सकता है।

चेलेटिंग एजेंट और अन्य

1. साइट्रिक एसिड

• साइनाइड से सोने के निष्कर्षण में साइट्रिक अम्ल का उपयोग लीचिंग सहायक के रूप में किया जा सकता है । तांबा, जस्ता, लोहा जैसे धातु आयनों वाले अयस्कों में, ये आयन साइनाइड और ऑक्सीजन का उपभोग कर सकते हैं, जिससे सोने के लीचिंग की दक्षता कम हो जाती है। साइट्रिक अम्ल इन धातु आयनों से बंध कर स्थिर संकुल बनाता है। उदाहरण के लिए, यह कॉपर-साइट्रेट संकुल बनाता है। इससे न केवल इन अशुद्ध आयनों द्वारा साइनाइड और ऑक्सीजन का उपभोग कम होता है, बल्कि यह गैंग खनिजों को फैलाने में भी मदद करता है, जिससे समग्र लीचिंग वातावरण में सुधार होता है। कुछ प्रयोगशाला प्रयोगों में, साइनाइड लीचिंग घोल में साइट्रिक अम्ल मिलाने से सोने की पुनर्प्राप्ति में 5-10% की वृद्धि देखी गई।

2.अमोनिया आधारित यौगिक

• कुछ मामलों में, अमोनिया-आधारित यौगिकों का उपयोग निक्षालन सहायक के रूप में किया जा सकता है, विशेष रूप से तांबा-सोना खनिजों वाले अयस्कों में। अमोनिया तांबे के आयनों के साथ संकुल बना सकता है, जिससे सोने के साइनाइड निक्षालन में तांबे का हस्तक्षेप कम हो जाता है। निक्षालन समाधान में अमोनिया-साइनाइड अनुपात को समायोजित करके, तांबे के विघटन को कम करते हुए चुनिंदा रूप से सोने को घोलना संभव है, जो बाद की सोने की वसूली प्रक्रियाओं के लिए फायदेमंद है।

अनुप्रयोग मामले

1.ऑस्ट्रेलिया में एक सोने की खान में

• खदान में निम्न-श्रेणी, उच्च-सल्फर वाले सोने के अयस्क का प्रसंस्करण किया जा रहा था। लीचिंग एड्स के रूप में हाइड्रोजन पेरोक्साइड और लेड साल्ट के संयोजन का उपयोग करके, महत्वपूर्ण सुधार प्राप्त किए गए। पारंपरिक साइनाइड लीचिंग की तुलना में सोने की लीचिंग दर 8 - 10% बढ़ गई। हाइड्रोजन पेरोक्साइड के मिश्रण ने अतिरिक्त ऑक्सीजन प्रदान की, जिससे सोने का ऑक्सीकरण बढ़ा, जबकि लेड साल्ट ने सल्फाइड खनिजों के नकारात्मक प्रभाव को बाधित किया। साइनाइड की खपत भी लगभग 20% कम हो गई, जिससे महत्वपूर्ण लागत बचत हुई।

2. जटिल अयस्कों से संबंधित एक चीनी सोने की खान

• इस खदान के अयस्क में तांबे और लोहे की अशुद्धियाँ बहुत ज़्यादा थीं। साइनाइड निक्षालन प्रक्रिया में निक्षालन सहायता के रूप में साइट्रिक एसिड का उपयोग करके, सोने की प्राप्ति दर 70% से बढ़कर 78% हो गई। साइट्रिक एसिड तांबे और लोहे के आयनों के साथ बंध जाता है, जिससे सोने-साइनाइड प्रतिक्रिया में उनका हस्तक्षेप कम हो जाता है। निक्षालन समय भी थोड़ा कम हो गया, जिससे खनन कार्य की समग्र उत्पादकता में सुधार हुआ।

लीचिंग एड्स के चयन और उपयोग के लिए विचार

1.अयस्क विशेषताएँ

• अयस्क की संरचना उपयुक्त निक्षालन सहायता निर्धारित करने में महत्वपूर्ण है। उच्च सल्फर अयस्कों के लिए, कैल्शियम पेरोक्साइड या बेरियम पेरोक्साइड जैसे ऑक्सीकरण एजेंट अधिक उपयुक्त हो सकते हैं क्योंकि वे न केवल ऑक्सीजन प्रदान कर सकते हैं बल्कि सल्फर के नकारात्मक प्रभाव को भी कम कर सकते हैं। अशुद्धता धातु आयनों के उच्च स्तर वाले अयस्कों में, साइट्रिक एसिड या अमोनिया-आधारित यौगिकों जैसे किलेटिंग एजेंटों पर विचार किया जाना चाहिए।

2.लागत - प्रभावशीलता

• लीचिंग एड की लागत, जिसमें इसकी खरीद मूल्य, परिवहन और भंडारण शामिल है, का मूल्यांकन किया जाना चाहिए। कुछ लीचिंग एड, जैसे कि कुछ बिस्मथ लवण, प्रभावी हो सकते हैं लेकिन अपेक्षाकृत महंगे हैं। ऐसे मामलों में, लागत और सोने की वसूली में सुधार के बीच संतुलन बनाए रखने की आवश्यकता है। इसके अतिरिक्त, लीचिंग एड के उपयोग के कारण साइनाइड की खपत और लीचिंग समय में कमी को भी लागत-प्रभावशीलता विश्लेषण में शामिल किया जाना चाहिए।

3.पर्यावरणीय प्रभाव

• साइनाइड के विषाक्त होने के कारण, इसके रिसाव से पहले से ही पर्यावरणीय चिंताएँ जुड़ी हुई हैं, इसलिए रिसाव सहायक पदार्थ का चयन करते समय इसके पर्यावरणीय प्रभाव पर भी विचार करना चाहिए। उदाहरण के लिए, कुछ ऑक्सीकरण एजेंट ऐसे उप-उत्पाद उत्पन्न कर सकते हैं जिनका उचित उपचार आवश्यक है। पारे के लवणों का उपयोग, यद्यपि कुछ मामलों में प्रभावी होता है, उनकी अत्यधिक विषाक्तता और पर्यावरणीय खतरों के कारण अत्यधिक प्रतिबंधित है।

निष्कर्ष

लीचिंग एड्स साइनाइड गोल्ड निष्कर्षण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। वे सोने की रिकवरी बढ़ाकर, लीचिंग समय को कम करके और साइनाइड की खपत को कम करके लीचिंग प्रक्रिया की दक्षता में काफी सुधार कर सकते हैं। विभिन्न प्रकार के लीचिंग एड्स, उनके काम करने के तरीके और अयस्क की विशेषताओं के आधार पर सबसे उपयुक्त एड्स का चयन करने के तरीके को समझकर, सोने के खनिक अपने संचालन को अनुकूलित कर सकते हैं। जैसे-जैसे सोने की मांग बढ़ती जा रही है, साइनाइड लीचिंग में लीचिंग एड्स का उपयोग संभवतः और भी व्यापक हो जाएगा, जिससे अधिक टिकाऊ और कुशल सोने के खनन प्रथाओं में योगदान मिलेगा।