सोडियम सायनाइड सोने काढण्यात लीचिंग एड्सची भूमिका

परिचय

सायनाइड लीचिंग ही पद्धत तिच्या उच्च कार्यक्षमतेमुळे आणि तुलनेने कमी खर्चामुळे सोने काढण्याच्या प्रक्रियेत दीर्घकाळापासून एक प्रमुख पद्धत राहिली आहे. तथापि, या प्रक्रियेत काही आव्हानेही आहेत, जसे की लीचिंगसाठी लागणारा जास्त वेळ, सायनाइडचा जास्त वापर आणि सोन्याच्या विरघळण्याच्या प्रक्रियेत अडथळा आणू शकणाऱ्या कठीण खनिजांची उपस्थिती. इथेच लीचिंग एड्सची भूमिका महत्त्वाची ठरते. लीचिंग एड्स हे असे पदार्थ आहेत जे सोन्याचे निष्कर्षण वाढवण्यासाठी सायनाइड लीचिंग द्रावणात मिसळले जातात, ज्यामुळे सोन्याच्या खाणकामासाठी एक अधिक कार्यक्षम आणि किफायतशीर मार्ग उपलब्ध होतो.

लीचिंग एड्स कसे काम करतात

विरघळलेला ऑक्सिजन वाढवणे

अनेक लीचिंग एड्सचे एक प्राथमिक कार्य म्हणजे सायनाइड द्रावणात विरघळलेले ऑक्सिजनचे प्रमाण वाढवणे. सायनाइड द्रावणात सोने विरघळण्यासाठी, सोन्याचे ऑक्सिडेशन आणि त्यानंतर सायनाइड आयनसह त्याचे संयोजन सुलभ करण्यासाठी ऑक्सिडायझिंग एजंट म्हणून ऑक्सिजनची आवश्यकता असते. सामान्य परिस्थितीत, हवेतून पुरवला जाणारा ऑक्सिजन बहुतेकदा अपुरा असतो, ज्यामुळे सोने विरघळण्याचा दर मर्यादित होतो. पेरोक्साइड आणि पर्सल्फेट्स सारखे लीचिंग एड्स विघटित होऊ शकतात आणि ऑक्सिजन सोडू शकतात, ज्यामुळे स्लरीमध्ये विरघळलेल्या ऑक्सिजनची उच्च एकाग्रता सुनिश्चित होते. उदाहरणार्थ, सोने आणि सायनाइडमधील अभिक्रियेसाठी ऑक्सिजनचा अतिरिक्त स्रोत प्रदान करण्यासाठी हायड्रोजन पेरोक्साइड विघटित होते.

गॅल्व्हॅनिक पेशी (जड धातूंचे क्षार) तयार करणे

शिसे, पारा आणि बिस्मथ यांसारखे काही जड धातूंचे क्षार, स्थानिक गॅल्व्हॅनिक सेल तयार करून लीचिंग प्रक्रियेत मदत करू शकतात. सायनाइड स्लरीमध्ये मिसळल्यावर, हे जड धातू सोन्याच्या कणांच्या पृष्ठभागावर जमा होतात. यामुळे सोने आणि जमा झालेल्या जड धातूमध्ये विभवांतर निर्माण होते, ज्यामुळे सोन्याच्या विरघळण्याची प्रक्रिया वेगवान होते. सोने ॲनोड म्हणून काम करते, जिथे ऑक्सिडेशन होते, आणि जड धातूने आच्छादित भाग कॅथोड म्हणून काम करतो. ही इलेक्ट्रोकेमिकल-सारखी प्रक्रिया सोन्याच्या लीचिंगचा वेग लक्षणीयरीत्या वाढवते.

चिलेशन आणि अशुद्धता काढून टाकणे

काही लीचिंग एड्स सायनाइड लीचिंग प्रक्रियेत अडथळा आणणाऱ्या धातूमध्ये असलेल्या अशुद्धतेशी बांधले जाऊ शकतात किंवा काढून टाकले जाऊ शकतात. तांबे, जस्त, लोह यांसारख्या धातू आयन असलेल्या धातूंमध्ये, या अशुद्धता सायनाइडशी प्रतिक्रिया देऊ शकतात, ते शोषून घेतात आणि सोन्याचे विरघळण्यासाठी उपलब्ध प्रमाण कमी करतात. लीचिंग एड्समधील चेलेटिंग एजंट्स या अशुद्धता आयनांसह स्थिर संकुल तयार करतात, त्यांना दूर ठेवतात आणि सायनाइडशी त्यांची प्रतिक्रिया रोखतात. यामुळे केवळ सायनाइडचा वापर कमी होत नाही तर सोने-लीचिंग प्रक्रियेची एकूण कार्यक्षमता देखील सुधारते.

लीचिंग एड्सचे प्रकार आणि त्यांची विशिष्ट भूमिका

ऑक्सिडायझिंग एजंट्स

1.Peroxides

• हायड्रोजन पेरॉक्साइड : हायड्रोजन पेरॉक्साइड हे सर्वात जास्त वापरल्या जाणाऱ्या ऑक्सिडायझिंग लीचिंग सहाय्यकांपैकी एक आहे. ते सायनाइड द्रावणातील विरघळलेल्या ऑक्सिजनचे प्रमाण वेगाने वाढवू शकते. औद्योगिक उपयोगांमध्ये, सायनाइड लीचिंग प्रणालीमध्ये हायड्रोजन पेरॉक्साइड मिसळल्याने लीचिंगचा वेळ लक्षणीयरीत्या कमी होऊ शकतो. उदाहरणार्थ, काही सोन्याच्या खाणींमध्ये, जेव्हा हायड्रोजन पेरॉक्साइडचा लीचिंग सहाय्यक म्हणून वापर केला जातो, तेव्हा लीचिंगचा वेळ ५०% पर्यंत कमी होऊ शकतो. यामुळे सायनाइडचा वापर कमी होण्यासही मदत होते, कारण सोन्याच्या वाढलेल्या ऑक्सिडेशनमुळे सायनाइडचा अधिक कार्यक्षमतेने वापर करता येतो.

• कॅल्शियम पेरॉक्साइड : कॅल्शियम पेरॉक्साइड विशेषतः जास्त गंधक असलेल्या खनिजांमध्ये उपयुक्त आहे. हायड्रोजन पेरॉक्साइडच्या तुलनेत त्याचे विघटन अधिक हळू होते, ज्यामुळे ऑक्सिजनचा पुरवठा अधिक काळ टिकून राहतो. याव्यतिरिक्त, ते गंधकयुक्त खनिजांद्वारे होणारे सायनाइडचे उत्प्रेरकीय विघटन कमी करू शकते. जास्त गंधक असलेल्या सोन्याच्या खनिजांमध्ये, पारंपरिक सायनाइड लीचिंगच्या तुलनेत, कॅल्शियम पेरॉक्साइडचा लीचिंग सहाय्यक म्हणून वापर केल्यास सोन्याच्या पुनर्प्राप्तीमध्ये १० ते १५% वाढ होऊ शकते.

• बेरियम पेरॉक्साइड : बेरियम पेरॉक्साइडमध्ये ऑक्सिजन हळूहळू आणि स्थिरपणे सोडण्याचा एक अद्वितीय गुणधर्म आहे. यामुळे स्लरीमध्ये दीर्घ कालावधीसाठी विरघळलेल्या ऑक्सिजनची उच्च सांद्रता सातत्याने टिकून राहते. बेरियम पेरॉक्साइडच्या प्रमाणातील वाढीनुसार सोन्याच्या विरघळण्याचा दर रेषीय पद्धतीने वाढतो, तर सायनाइडचा वापर तुलनेने स्थिर राहतो. तसेच, हे तयार करणे आणि प्रत्यक्ष खाणकामात वापरणे सोपे आहे.

२. पर्सल्फेट्स

• पर्सल्फेट्स हे मजबूत ऑक्सिडायझिंग एजंट आहेत. सायनाइड लीचिंग सिस्टममध्ये जोडल्यावर ते विघटित होऊन अत्यंत प्रतिक्रियाशील सल्फेट रॅडिकल्स तयार करतात. हे रॅडिकल्स आण्विक ऑक्सिजनपेक्षा सोन्याचे अधिक प्रभावीपणे ऑक्सिडायझेशन करू शकतात, ज्यामुळे सोन्याच्या लीचिंग दरात लक्षणीय वाढ होते. काही प्रकरणांमध्ये, ऑक्सिजन स्त्रोत म्हणून हवा वापरून पारंपारिक सायनाइड लीचिंगच्या तुलनेत सोन्याचे विघटन दर 8 पट वाढवता येतो.

जड धातूंचे क्षार

१. शिशाचे क्षार

• सायनाइड लीचिंगमध्ये शिशाचे क्षार मोठ्या प्रमाणात वापरले जातात. पायराइट आणि आर्सेनोपायराइट सारख्या सल्फाइड खनिजे असलेल्या अयस्कांमध्ये, ही खनिजे सायनाइड आणि ऑक्सिजनसह प्रतिक्रिया देऊ शकतात, त्यांना शोषून घेतात आणि सोन्याच्या लीचिंगची कार्यक्षमता कमी करतात. शिशाचे क्षार सल्फाइड खनिजांच्या पृष्ठभागावर एक निष्क्रिय थर तयार करू शकतात, ज्यामुळे सायनाइड आणि ऑक्सिजनसह त्यांची प्रतिक्रिया रोखली जाते. त्याच वेळी, शिशाचे सोन्यासह गॅल्व्हॅनिक सेल तयार होऊ शकते, ज्यामुळे सोन्याचे विघटन होण्यास प्रोत्साहन मिळते. कॅनेडियन सायनाइड प्लांटमध्ये, शिशाचे क्षार घालून आणि योग्य विरघळलेल्या ऑक्सिजनची एकाग्रता राखून, सल्फाइड खनिजांचे सायनाइडेशनवरील प्रतिकूल परिणाम यशस्वीरित्या दूर केले गेले, परिणामी सोन्याच्या पुनर्प्राप्तीमध्ये 10-15% वाढ झाली.

२. पारा आणि बिस्मथ क्षार

• पारा आणि बिस्मथचे क्षार सायनाइड लीचिंगमध्ये वेगवर्धक म्हणूनही काम करू शकतात. शिशाच्या क्षारांप्रमाणेच, ते सोन्यासोबत गॅल्व्हॅनिक सेल तयार करून लीचिंगचा दर वाढवतात. तथापि, पाऱ्याची विषारीता आणि बिस्मथची तुलनेने जास्त किंमत यामुळे, शिशाच्या क्षारांच्या तुलनेत त्यांचे उपयोग अधिक मर्यादित आहेत. परंतु काही विशिष्ट प्रकरणांमध्ये, जिथे धातुकमध्ये अद्वितीय गुणधर्म असतात, तिथे या क्षारांना प्रभावी लीचिंग सहाय्यक म्हणून विचारात घेतले जाऊ शकते.

चेलेटिंग एजंट आणि इतर

१. सायट्रिक आम्ल

• सायट्रिक ॲसिडचा वापर सायनाइड गोल्ड एक्सट्रॅक्शनमध्ये लीचिंग सहाय्यक म्हणून केला जाऊ शकतो . तांबे, जस्त, लोह यांसारखे धातू आयन असलेल्या खनिजांमध्ये, हे आयन सायनाइड आणि ऑक्सिजनचा वापर करू शकतात, ज्यामुळे सोन्याच्या लीचिंगची कार्यक्षमता कमी होते. सायट्रिक ॲसिड या धातू आयनांशी बंध तयार करून स्थिर कॉम्प्लेक्स बनवते. उदाहरणार्थ, ते कॉपर-सायट्रेट कॉम्प्लेक्स तयार करते. यामुळे केवळ या अशुद्ध आयनांद्वारे होणारा सायनाइड आणि ऑक्सिजनचा वापर कमी होत नाही, तर गँग खनिजांना विखुरण्यासही मदत होते, ज्यामुळे एकूण लीचिंगचे वातावरण सुधारते. काही प्रयोगशाळेतील प्रयोगांमध्ये, सायनाइड लीचिंग द्रावणात सायट्रिक ॲसिड टाकल्याने सोन्याच्या रिकव्हरीमध्ये ५ ते १०% वाढ झाल्याचे दिसून आले आहे.

२. अमोनिया-आधारित संयुगे

• काही प्रकरणांमध्ये, अमोनिया-आधारित संयुगे लीचिंग एड्स म्हणून वापरली जाऊ शकतात, विशेषतः तांबे-सोने खनिजे असलेल्या अयस्कांमध्ये. अमोनिया तांब्याच्या आयनांसह कॉम्प्लेक्स तयार करू शकते, ज्यामुळे सोन्याच्या सायनाइड लीचिंगमध्ये तांब्याचा हस्तक्षेप कमी होतो. लीचिंग द्रावणात अमोनिया-सायनाइड गुणोत्तर समायोजित करून, तांब्याचे विघटन कमीत कमी करताना निवडकपणे सोने विरघळवणे शक्य आहे, जे नंतरच्या सोने पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेसाठी फायदेशीर आहे.

अर्ज प्रकरणे

१. ऑस्ट्रेलियातील सोन्याच्या खाणीत

• या खाणीत कमी दर्जाच्या, उच्च-सल्फर असलेल्या सोन्याच्या धातूवर प्रक्रिया केली जात होती. हायड्रोजन पेरोक्साइड आणि शिशाच्या क्षारांचे मिश्रण लीचिंगसाठी मदत म्हणून वापरून, लक्षणीय सुधारणा साध्य करण्यात आल्या. पारंपारिक सायनाइड लीचिंगच्या तुलनेत सोन्याच्या लीचिंगचा दर 8-10% ने वाढला. हायड्रोजन पेरोक्साइडच्या जोडणीमुळे अतिरिक्त ऑक्सिजन मिळाला, ज्यामुळे सोन्याचे ऑक्सिडेशन वाढले, तर शिशाच्या क्षारांनी सल्फाइड खनिजांचा नकारात्मक प्रभाव रोखला. सायनाइडचा वापर देखील सुमारे 20% ने कमी झाला, ज्यामुळे खर्चात लक्षणीय बचत झाली.

२. जटिल धातूंचा वापर करणारी चिनी सोन्याची खाण

• या खाणीतील धातूमध्ये तांबे आणि लोह अशुद्धतेचे प्रमाण जास्त होते. सायनाइड लीचिंग प्रक्रियेत लीचिंग सहाय्यक म्हणून सायट्रिक आम्लाचा वापर केल्याने, सोन्याच्या पुनर्प्राप्तीचा दर ७०% वरून ७८% पर्यंत वाढला. तांबे आणि लोह आयनांशी बांधलेले सायट्रिक आम्लामुळे सोने-सायनाइड अभिक्रियेत त्यांचा हस्तक्षेप कमी झाला. लीचिंगचा वेळ देखील थोडा कमी झाला, ज्यामुळे खाणकामाची एकूण उत्पादकता सुधारली.

लीचिंग एड्स निवडताना आणि वापरताना विचारात घ्यावयाच्या बाबी

१. धातूची वैशिष्ट्ये

• योग्य लीचिंग एड निश्चित करण्यासाठी धातूची रचना महत्त्वाची असते. उच्च-सल्फर धातूंसाठी, कॅल्शियम पेरोक्साइड किंवा बेरियम पेरोक्साइड सारखे ऑक्सिडायझिंग एजंट अधिक योग्य असू शकतात कारण ते केवळ ऑक्सिजन प्रदान करू शकत नाहीत तर सल्फरचा नकारात्मक प्रभाव देखील कमी करू शकतात. उच्च पातळीच्या अशुद्धता असलेल्या धातू आयन असलेल्या धातूंमध्ये, सायट्रिक ऍसिड किंवा अमोनिया-आधारित संयुगे सारख्या चेलेटिंग एजंट्सचा विचार केला पाहिजे.

२.किंमत - परिणामकारकता

• लीचिंग एडची किंमत, त्याची खरेदी किंमत, वाहतूक आणि साठवणूक यासह, मूल्यांकन करणे आवश्यक आहे. काही लीचिंग एड्स, जसे की काही बिस्मथ लवण, प्रभावी असू शकतात परंतु तुलनेने महाग असू शकतात. अशा प्रकरणांमध्ये, किंमत आणि सोने पुनर्प्राप्तीमधील सुधारणा यांच्यात संतुलन साधणे आवश्यक आहे. याव्यतिरिक्त, लीचिंग एड्सच्या वापरामुळे सायनाइडचा वापर आणि लीचिंग वेळेत होणारी घट देखील खर्च-प्रभावीता विश्लेषणात विचारात घेतली पाहिजे.

3.पर्यावरण प्रभाव

• सायनाइडच्या विषारीपणामुळे सायनाइड लीचिंगमध्ये आधीच पर्यावरणीय समस्या असल्याने, लीचिंग सहाय्यकाची निवड करताना त्याच्या पर्यावरणीय परिणामांचाही विचार केला पाहिजे. उदाहरणार्थ, काही ऑक्सिडायझिंग एजंट्स असे उप-उत्पादने तयार करू शकतात ज्यांवर योग्य प्रक्रिया करणे आवश्यक असते. पाऱ्याच्या क्षारांचा वापर, काही प्रकरणांमध्ये प्रभावी असला तरी, त्यांच्या अत्यंत विषारीपणामुळे आणि पर्यावरणीय धोक्यांमुळे त्यावर कठोर निर्बंध आहेत.

निष्कर्ष

सायनाइड सोने काढण्यात लीचिंग एड्स महत्त्वाची भूमिका बजावतात. सोने काढण्यासाठी लागणारा वेळ कमी करून आणि सायनाइडचा वापर कमी करून ते लीचिंग प्रक्रियेची कार्यक्षमता लक्षणीयरीत्या सुधारू शकतात. वेगवेगळ्या प्रकारचे लीचिंग एड्स, त्यांची कार्यपद्धती आणि धातूच्या वैशिष्ट्यांवर आधारित सर्वात योग्य कसे निवडायचे हे समजून घेऊन, सोन्याचे खाण कामगार त्यांचे कार्य अनुकूलित करू शकतात. सोन्याची मागणी वाढत असताना, सायनाइड लीचिंगमध्ये लीचिंग एड्सचा वापर अधिक व्यापक होण्याची शक्यता आहे, ज्यामुळे अधिक शाश्वत आणि कार्यक्षम सोने खाण पद्धतींना हातभार लागेल.