सायनाइडेशन सोने काढणे: आंदोलन सायनाइडेशन प्रक्रियेत खोलवर जाणे

सोने काढण्याच्या क्षेत्रात, सायनायडेशनने एका शतकाहून अधिक काळ एक प्रमुख स्थान धारण केले आहे. सोने आणि चांदीच्या धातूंच्या उत्खननासाठी १८८७ मध्ये सुरुवात झाल्यापासून, ही पद्धत सतत विकसित होत राहिली आहे, उच्च पुनर्प्राप्ती दर, विविध प्रकारच्या धातूंशी जुळवून घेण्याची क्षमता आणि स्थानिक उत्पादनासाठी व्यवहार्यता यामुळे ही सर्वात जास्त वापरली जाणारी तंत्रांपैकी एक राहिली आहे.

१. सोने काढण्यातील सायनाइडेशन समजून घेणे

सायनायडेशन ही एक रासायनिक प्रक्रिया आहे, जी सायनाइड आयनांच्या सोन्यासोबत विद्राव्य संयुगे तयार करण्याच्या क्षमतेचा उपयोग करते . ऑक्सिजन आणि पाण्याच्या उपस्थितीत, सायनाइड आयन सोन्याच्या अणूंशी अभिक्रिया करतात. या अभिक्रियेमुळे एक विद्राव्य संयुग तयार होते, ज्यामध्ये सोने सायनाइड आयनांशी जोडलेले असते, ज्यामुळे सोने द्रावणात विरघळते. सोने काढण्यासाठी ही प्रक्रिया अत्यंत प्रभावी असली तरी, यामुळे पर्यावरण आणि सुरक्षिततेच्या गंभीर समस्या देखील निर्माण होतात, कारण सायनाइड हा एक विषारी पदार्थ आहे.

२. सायनाइडेशन पद्धतींचे प्रकार

सायनाइडेशन पद्धतींचे ढोबळमानाने दोन मुख्य श्रेणींमध्ये वर्गीकरण करता येते: अ‍ॅजिटेशन सायनाइडेशन आणि पाझर सायनाइडेशन.

• आंदोलन सायनायडेशन : ही पद्धत प्रामुख्याने फ्लोटेशन गोल्ड कॉन्सन्ट्रेट्सवर प्रक्रिया करण्यासाठी किंवा ऑल-स्लाइम सायनायडेशन परिस्थितीत वापरली जाते. यामध्ये धातुक लगदा सायनाइड द्रावणासोबत जोरदारपणे मिसळला जातो. असे केल्याने, धातुकातील सोने असलेले कण सायनाइड आयनांच्या जास्तीत जास्त संपर्कात येतात, ज्यामुळे सोन्याचे निष्कर्षण सुलभ होते.

• पर्कोलेशन सायनायडेशन : कमी प्रतीच्या सोन्याच्या खनिजांसाठी उपयुक्त असलेल्या पर्कोलेशन सायनायडेशन पद्धतीत, सायनाइडचे द्रावण खनिजांच्या थरातून ठिबकवत सोडले जाते. एजिटेशन सायनायडेशनच्या तुलनेत या पद्धतीत कमी ऊर्जा लागते. तथापि, याचा वापर केवळ चांगल्या पारगम्यता असलेल्या खनिजांपुरता मर्यादित आहे, ज्यामुळे सायनाइडचे द्रावण त्यातून सहजपणे वाहू शकते.

३. आंदोलन सायनाइडेशन सोने काढण्याची प्रक्रिया

आंदोलन सायनायडेशन सोने निष्कर्षण प्रक्रियेमध्ये दोन मुख्य उप-प्रक्रियांचा समावेश होतो: सायनायडेशन - झिंक प्रतिस्थापन प्रक्रिया आणि अनफिल्टर्ड सायनायडेशन कार्बन स्लरी प्रक्रिया.

३.१ सायनाइडेशन - झिंक रिप्लेसमेंट प्रक्रिया (सीसीडी आणि सीसीएफ पद्धती)

• लीचिंगसाठी कच्च्या मालाची तयारी : सुरुवातीच्या टप्प्यात धातुक (ore) लीचिंग प्रक्रियेसाठी तयार केले जाते. यामध्ये अनेकदा धातुक लहान तुकड्यांमध्ये दळले जाते आणि नंतर ते बारीक दळले जाते. काही प्रकरणांमध्ये, धातुकमधील सोन्याचे कण अधिक सहज उपलब्ध होण्यासाठी पूर्व-प्रक्रिया देखील केली जाते. याचा उद्देश इष्टतम कणांच्या आकाराचा लगदा (pulp) तयार करणे हा आहे, ज्यामुळे धातुक आणि सायनाइड द्रावण यांच्यात उत्तम आंतरक्रिया होण्यास मदत होते.

• आंदोलन सायनायडेशन लीचिंग : तयार केलेला धातुक लगदा नंतर आंदोलन टाक्यांमध्ये हस्तांतरित केला जातो, जिथे सायनाइड द्रावण टाकले जाते. या टाक्यांमध्ये आंदोलक बसवलेले असतात जे लगदा आणि सायनाइड द्रावण चांगले मिसळलेले ठेवतात. टाक्यांमध्ये हवा खेळवून किंवा ऑक्सिडीकारक पदार्थ टाकून ऑक्सिजन सोडला जातो. हा ऑक्सिजन सायनाइड द्रावणामध्ये सोने विरघळवणाऱ्या रासायनिक अभिक्रियेला चालना देण्यास मदत करतो.

• घन-द्रव विलगिकरणासाठी प्रतिप्रवाही प्रक्षालन : लीचिंग प्रक्रियेनंतर, तयार होणाऱ्या स्लरीमध्ये घन अवशेष आणि 'प्रेग्नंट सोल्युशन' म्हणून ओळखला जाणारा द्रव टप्पा असतो, ज्यामध्ये विरघळलेले सोने असते. या दोन घटकांना वेगळे करण्यासाठी, प्रतिप्रवाही प्रक्षालन सेटअपमध्ये थिकनर किंवा फिल्टरची मालिका वापरली जाते. घन अवशेषांसोबत वाया जाणाऱ्या सोन्याचे प्रमाण कमीत कमी ठेवून, सोनेयुक्त द्रावणाचा जास्तीत जास्त भाग परत मिळवण्यासाठी कंटीन्युअस काउंटर-करंट डिकँटेशन (CCD) किंवा कंटीन्युअस काउंटर-करंट फिल्ट्रेशन (CCF) यांसारख्या पद्धती वापरल्या जातात.

• लीचिंग द्रवाचे शुद्धीकरण आणि डीऑक्सिडेशन : घन-द्रव विलगीकरणाच्या टप्प्यातून मिळणाऱ्या द्रावणात अशुद्धी आणि विरघळलेला ऑक्सिजन असू शकतो. त्यानंतरच्या सोने पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेत अडथळा आणू शकणारे निलंबित घन पदार्थ आणि इतर दूषित घटक काढून टाकण्यासाठी शुद्धीकरण प्रक्रिया राबवल्या जातात. डीऑक्सिडेशन तितकेच महत्त्वाचे आहे कारण ऑक्सिजनमुळे गोल्ड-सायनाइड संयुगाचे पुन्हा ऑक्सिडेशन होऊ शकते, ज्यामुळे त्यानंतरच्या झिंक प्रतिस्थापन प्रक्रियेची परिणामकारकता कमी होते.

• झिंक पावडर (सिल्क) प्रतिस्थापन आणि पिक्लिंग : शुद्ध केलेल्या आणि डी-ऑक्सिडाइज्ड केलेल्या द्रावणात झिंक पावडर किंवा झिंक सिल्क मिसळले जाते. झिंक सोन्यापेक्षा अधिक क्रियाशील असल्यामुळे, ते लीचिंग प्रक्रियेदरम्यान तयार झालेल्या संयुगातून सोन्याला विस्थापित करते. यामुळे सोने आणि झिंक असलेला एक घन अवक्षेप तयार होतो, ज्याला सामान्यतः गोल्ड मड म्हटले जाते. प्रतिस्थापन अभिक्रियेनंतर, अतिरिक्त झिंक आणि इतर अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी गोल्ड मडवर सामान्यतः आम्लयुक्त द्रावणाने प्रक्रिया केली जाते.

• सोन्याच्या विटा वितळवणे : सायनायडेशन - झिंक रिप्लेसमेंट प्रक्रियेचा अंतिम टप्पा म्हणजे शुद्ध सोन्याच्या विटा तयार करण्यासाठी सोन्याचा लगदा वितळवणे. सोन्याचा लगदा एका भट्टीत उच्च तापमानावर वितळवला जातो आणि शुद्धीकरणाच्या अनेक टप्प्यांमधून उर्वरित अशुद्धी काढून टाकली जाते, ज्यामुळे उच्च-शुद्धतेच्या सोन्याच्या विटा मिळतात.

३.२ फिल्टर न केलेले सायनाइडेशन कार्बन स्लरी प्रक्रिया (CIP आणि CIL पद्धती)

• लीचिंगसाठी सामग्रीची तयारी : सायनायडेशन - झिंक रिप्लेसमेंट प्रक्रियेप्रमाणेच, पहिले काम म्हणजे लीचिंगसाठी धातुक तयार करणे. यासाठी धातुक बारीक करून आणि दळून योग्य कणांच्या आकारात आणणे आवश्यक असते.

• आंदोलन लीचिंग आणि काउंटरकरंट कार्बन ॲडसॉर्प्शन : कार्बन-इन-पल्प (CIP) पद्धतीमध्ये, सायनाइड लीचिंग प्रक्रिया प्रथम आंदोलन टाक्यांच्या मालिकेत पार पडते. एकदा सोने द्रावणात विरघळले की, पल्पमध्ये सक्रिय कार्बन टाकला जातो. सक्रिय कार्बनला सोने-सायनाइड संयुगासाठी तीव्र आकर्षण असते आणि तो विरघळलेले सोने आपल्या पृष्ठभागावर शोषून घेतो. कार्बन-इन-लीच (CIL) पद्धतीमध्ये, सक्रिय कार्बन सायनाइड द्रावणासोबतच लीचिंग टाकीमध्ये टाकला जातो, त्यामुळे लीचिंग आणि ॲडसॉर्प्शन प्रक्रिया एकाच वेळी घडतात. CIP आणि CIL या दोन्ही पद्धतींमध्ये, कार्बनद्वारे शोषल्या जाणाऱ्या सोन्याचे प्रमाण जास्तीत जास्त करण्यासाठी कार्बन आणि पल्पचा काउंटरकरंट प्रवाह राखला जातो.

• सोने-युक्त कार्बनचे अपशोषण : अधिशोषण प्रक्रियेनंतर, सोने-युक्त कार्बनला लगद्यापासून वेगळे करणे आवश्यक असते. त्यानंतर, गरम कॉस्टिक-सायनाइड द्रावणाचा वापर करून कार्बनमधून सोने काढून टाकले जाते. हे द्रावण सोने-सायनाइड संयुग आणि कार्बन यांच्यातील बंध तोडते, ज्यामुळे सोने पुन्हा द्रावणात मुक्त होते.

• इलेक्ट्रोविनिंग इलेक्ट्रोलायसिस : डिसॉर्प्शन प्रक्रियेतून मिळवलेल्या सोन्याने समृद्ध द्रावणावर इलेक्ट्रोविनिंग प्रक्रिया केली जाते. या प्रक्रियेदरम्यान, द्रावणामधून विद्युत प्रवाह सोडला जातो. यामुळे द्रावणातील सोन्याच्या आयनांचे क्षपण होऊन ते कॅथोडवर जमा होतात, ज्यामुळे सोन्याचा एक घन थर तयार होतो, ज्याचे पुढे शुद्धीकरण केले जाऊ शकते.

• लगडी वितळवणे : इलेक्ट्रोविनिंगमधून मिळणारे सोने तुलनेने शुद्ध असते, परंतु त्यात काही अशुद्धता असू शकते. सोन्याला अधिक शुद्ध करण्यासाठी आणि इच्छित शुद्धतेच्या लगडी बनवण्यासाठी ते वितळवण्याची प्रक्रिया केली जाते.

• कार्बनचे पुनर्जनन : सोने विलग झाल्यानंतर, वापरलेल्या कार्बनचे पुनर्जनन करून तो पुन्हा वापरला जाऊ शकतो. यामध्ये, शोषलेल्या अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी आणि सोने शोषण्याची त्याची क्षमता पुनर्संचयित करण्यासाठी कार्बनवर उच्च-तापमान प्रक्रिया केली जाते.

४. सीआयपी आणि सीआयएल प्रक्रियांची तुलना करणे

• प्रक्रियेचा कालावधी : सामान्यतः, CIL च्या तुलनेत CIP प्रक्रियेला एकूण जास्त वेळ लागतो. याचे कारण असे की, CIP मध्ये लीचिंग आणि ॲडसॉर्प्शन या स्वतंत्र प्रक्रिया असतात. CIL मध्ये, लीचिंग आणि ॲडसॉर्प्शन एकाच वेळी होत असल्यामुळे, संपूर्ण प्रक्रिया कमी वेळेत पूर्ण होऊ शकते. तथापि, दोन्ही प्रक्रिया एकाच वेळी घडत असल्यामुळे CIL प्रक्रियेसाठी अधिक गुंतागुंतीच्या नियंत्रणाची आवश्यकता असते.

• कार्बन आणि स्लरी व्यवस्थापन : CIL प्रक्रियेमध्ये, प्रवाहात कार्बनचे प्रमाण जास्त असते आणि स्लरीमधील कार्बनची सांद्रता CIP पेक्षा कमी असते. परिणामी, CIL मध्ये कार्बन हस्तांतरणासाठी वाहतूक करावी लागणाऱ्या स्लरीचे प्रमाण सहसा CIP पेक्षा कित्येक पटीने (सुमारे चार पट) जास्त असते. याचा परिणाम उपकरणांच्या आकारमानावर आणि ऊर्जा वापरावर होतो.

• द्रावणातील धातूचा साठा आणि सोन्याचा दर्जा : सीआयपी (CIP) प्रक्रियेमध्ये, प्रणालीमध्ये मोठ्या प्रमाणात धातू शिल्लक राहतो (धातूचा साठा), आणि हा धातू सक्रिय कार्बन व द्रावणामध्ये बऱ्यापैकी समान प्रमाणात विभागलेला असतो. सीआयएल (CIL) मध्ये, बहुतेक धातू सक्रिय कार्बनवर शोषला जातो. याव्यतिरिक्त, सीआयएल प्रक्रियेतील द्रावणामध्ये सोन्याची सांद्रता सीआयपीपेक्षा जास्त असते. याचे कारण असे की, सीआयएलमध्ये, जसे सोने विरघळत जाते, तसे ते सतत शोषलेही जात असते, ज्यामुळे द्रावणातील विरघळलेल्या सोन्याची भरपाई होते. याउलट, सीआयपी ही एक-टप्प्याची शोषण प्रक्रिया आहे, ज्यात विरघळलेल्या सोन्याची भरपाई मर्यादित प्रमाणात होते.

5. पर्यावरण आणि सुरक्षितता विचार

त्याची कार्यक्षमता असूनही, सायनाइडेशन, विशेषतः आंदोलन सायनाइडेशन, पर्यावरणीय आणि सुरक्षिततेचे महत्त्वपूर्ण धोके निर्माण करते. सायनाइड अत्यंत विषारी आहे आणि कोणत्याही गळतीमुळे किंवा अयोग्य हाताळणीमुळे गंभीर पर्यावरणीय प्रदूषण होऊ शकते आणि मानवी आरोग्याला धोका निर्माण होऊ शकतो. या जोखमींना तोंड देण्यासाठी, सोन्याच्या खाणीतील कामांमध्ये कठोर सुरक्षा प्रोटोकॉलचे पालन केले जाते. यामध्ये सायनाइडची योग्य साठवणूक आणि हाताळणी, गळती रोखण्यासाठी प्रतिबंधक प्रणालींची स्थापना आणि सायनाइडयुक्त सांडपाण्यावर प्रक्रिया यांचा समावेश आहे. शिवाय, चालू संशोधनाचे उद्दिष्ट सोने काढण्यात सायनाइडची जागा घेण्यासाठी पर्यायी, कमी विषारी लीचिंग एजंट विकसित करणे आहे.

6 निष्कर्ष

आधुनिक सोन्याच्या खाण उद्योगात अ‍ॅजिटेशन सायनायडेशन महत्त्वाची भूमिका बजावते, ज्यामुळे विविध प्रकारच्या धातूंमधून सोने उच्च दराने काढता येते. दोन मुख्य उप-प्रक्रिया, सायनायडेशन - झिंक रिप्लेसमेंट आणि अनफिल्टर्ड सायनायडेशन कार्बन स्लरी, प्रत्येकाचे स्वतःचे गुण आहेत आणि ते धातूंचे गुणधर्म, ऑपरेशनचे प्रमाण आणि आर्थिक व्यवहार्यता यासारख्या घटकांवर आधारित निवडले जातात. तथापि, सोने काढण्याचे शाश्वत भविष्य सुनिश्चित करण्यासाठी उद्योगाने सायनाइड वापराशी संबंधित पर्यावरणीय आणि सुरक्षितता आव्हानांना तोंड देत राहिले पाहिजे.