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

सायनाइडेशन ही एक रासायनिक प्रक्रिया आहे जी क्षमतेचा फायदा घेते सायनाईड सोन्यासोबत विरघळणारे संयुगे तयार करण्यासाठी आयन. ऑक्सिजन आणि पाण्याच्या उपस्थितीत, सायनाइड आयन सोन्याच्या अणूंशी प्रतिक्रिया देतात. या अभिक्रियेमुळे एक विरघळणारे संयुग तयार होते जिथे सोने सायनाइड आयनांशी जोडले जाते, ज्यामुळे सोने द्रावणात विरघळते. सोने काढण्यासाठी ही प्रक्रिया अत्यंत प्रभावी असली तरी, सायनाइड हा एक विषारी पदार्थ असल्याने पर्यावरणीय आणि सुरक्षिततेच्या महत्त्वपूर्ण समस्या देखील निर्माण होतात.

२. सायनाइडेशन पद्धतींचे प्रकार

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

• आंदोलन सायनाइडेशन: ही पद्धत प्रामुख्याने फ्लोटेशन सोन्याच्या सांद्रतेवर किंवा एकूणच स्लाईम सायनायडेशन परिस्थितींवर उपचार करण्यासाठी वापरली जाते. यामध्ये सायनाइड द्रावणात धातूचा लगदा जोरदारपणे मिसळणे समाविष्ट आहे. असे केल्याने, धातूमधील सोने असलेले कण सायनाइड आयनच्या जास्तीत जास्त संपर्कात येतात याची खात्री होते, ज्यामुळे सोने काढणे सोपे होते.

• पाझरणे सायनिडेशन: कमी दर्जाच्या सोन्याच्या धातूंसाठी उपयुक्त, पर्कोलेशन सायनायडेशन सायनाइड द्रावणाला धातूच्या थरातून बाहेर पडू देऊन कार्य करते. ही पद्धत अ‍ॅजिटेशन सायनायडेशनच्या तुलनेत कमी ऊर्जा वापरते. तथापि, त्याचा वापर चांगल्या पारगम्यता असलेल्या धातूंपुरता मर्यादित आहे, ज्यामुळे सायनाइड द्रावण सहजपणे वाहू शकते.

३. आंदोलन सायनाइडेशन सोने काढण्याची प्रक्रिया

आंदोलन सायनाइडेशन सोने काढणे प्रक्रियेमध्ये दोन मुख्य उप-प्रक्रिया समाविष्ट आहेत: सायनायडेशन-झिंक रिप्लेसमेंट प्रक्रिया आणि अनफिल्टर्ड सायनायडेशन कार्बन स्लरी प्रक्रिया.

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

• लीचिंग कच्च्या मालाची तयारी: सुरुवातीच्या टप्प्यात धातूला लीचिंग प्रक्रियेसाठी तयार करणे समाविष्ट आहे. यामध्ये बहुतेकदा धातूचे लहान तुकडे करणे आणि नंतर ते बारीक सुसंगततेसाठी बारीक करणे समाविष्ट असते. काही प्रकरणांमध्ये, धातूमधील सोन्याचे कण अधिक सुलभ करण्यासाठी पूर्व-प्रक्रिया देखील केली जाते. याचा उद्देश इष्टतम कण आकाराचा लगदा तयार करणे आहे, जो धातू आणि सायनाइड द्रावण यांच्यातील चांगल्या परस्परसंवादाला प्रोत्साहन देतो.

• आंदोलन सायनाइडेशन लीचिंग: तयार केलेला धातूचा लगदा नंतर अ‍ॅजिटेशन टँकमध्ये हलवला जातो, जिथे सायनाइड द्रावण जोडले जाते. या टाक्या अ‍ॅजिटेटर्सने सुसज्ज असतात जे लगदा आणि सायनाइड द्रावण चांगले मिसळून ठेवतात. टाक्यांमध्ये ऑक्सिजन वायुवीजनाद्वारे किंवा ऑक्सिडायझिंग एजंट्स जोडून आणला जातो. हा ऑक्सिजन सायनाइड द्रावणात सोने विरघळवणारी रासायनिक अभिक्रिया चालविण्यास मदत करतो.

• घन - द्रव पृथक्करणासाठी प्रतिधारा धुणे: लीचिंग प्रक्रियेनंतर, परिणामी स्लरीमध्ये घन अवशेष आणि गर्भवती द्रावण म्हणून ओळखल्या जाणाऱ्या द्रव टप्प्याचा समावेश असतो, ज्यामध्ये विरघळलेले सोने असते. हे दोन घटक वेगळे करण्यासाठी, काउंटरकरंट वॉशिंग सेटअपमध्ये जाडसर किंवा फिल्टरची मालिका वापरली जाते. घन अवशेषांसह गमावलेल्या सोन्याचे प्रमाण कमीत कमी करून शक्य तितके सोने-वाहक द्रावण पुनर्प्राप्त करण्यासाठी कंटिन्युअस काउंटर-करंट डिकेंटेशन (CCD) किंवा कंटिन्युअस काउंटर-करंट फिल्ट्रेशन (CCF) सारख्या पद्धती वापरल्या जातात.

• लीचिंग लिक्विडचे शुद्धीकरण आणि डीऑक्सिडेशन: घन-द्रव पृथक्करण चरणातून मिळवलेल्या गर्भवती द्रावणात अशुद्धता आणि विरघळलेला ऑक्सिजन असू शकतो. सोन्याचे पुनर्प्राप्ती प्रक्रियेत व्यत्यय आणणारे निलंबित घन पदार्थ आणि इतर दूषित पदार्थ काढून टाकण्यासाठी शुद्धीकरण प्रक्रिया राबवल्या जातात. डीऑक्सिडेशन तितकेच महत्वाचे आहे कारण ऑक्सिजनमुळे सोने-सायनाइड संयुगाचे पुनर्ऑक्सीकरण होऊ शकते, ज्यामुळे त्यानंतरच्या झिंक बदलण्याच्या प्रक्रियेची प्रभावीता कमी होते.

• झिंक पावडर (रेशीम) बदलणे आणि लोणचे काढणे: शुद्ध आणि ऑक्सिडाइज्ड गर्भवती द्रावणात झिंक पावडर किंवा झिंक सिल्क जोडले जाते. झिंक सोन्यापेक्षा जास्त प्रतिक्रियाशील असतो, म्हणून ते लीचिंग प्रक्रियेदरम्यान तयार झालेल्या संयुगातून सोने विस्थापित करतो. यामुळे सोने आणि जस्त असलेले घन अवक्षेपण तयार होते, ज्याला सामान्यतः सोन्याचा गाळ म्हणतात. रिप्लेसमेंट रिअॅक्शननंतर, सोन्याच्या गाळावर सामान्यतः अतिरिक्त झिंक आणि इतर अशुद्धता काढून टाकण्यासाठी आम्लयुक्त द्रावणाने प्रक्रिया केली जाते.

• वितळणारे पिलू: सायनायडेशन-झिंक रिप्लेसमेंट प्रक्रियेचा शेवटचा टप्पा म्हणजे सोन्याचा चिखल वितळवून शुद्ध सोन्याचे पिंड तयार करणे. सोन्याचा चिखल भट्टीत उच्च तापमानावर वितळवला जातो आणि अनेक परिष्करण चरणांद्वारे, उर्वरित अशुद्धता काढून टाकल्या जातात, ज्यामुळे उच्च-शुद्धता असलेल्या सोन्याचे पिंड तयार होतात.

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

• लीचिंग मटेरियल तयार करणे: सायनायडेशन-झिंक रिप्लेसमेंट प्रक्रियेप्रमाणेच, पहिले काम म्हणजे धातूला लीचिंगसाठी तयार करणे. यासाठी क्रशिंग आणि ग्राइंडिंग ऑपरेशन्सद्वारे धातूला योग्य कण आकारात कमी करणे आवश्यक आहे.

• आंदोलन लीचिंग आणि काउंटरकरंट कार्बन शोषण: कार्बन-इन-पल्प (CIP) पद्धतीमध्ये, सायनाइड लीचिंग प्रक्रिया प्रथम अ‍ॅजिटेशन टँकच्या मालिकेत होते. सोने द्रावणात विरघळल्यानंतर, सक्रिय कार्बन लगद्यामध्ये जोडला जातो. सक्रिय कार्बनला सोने-सायनाइड संयुगासाठी एक मजबूत आत्मीयता असते आणि ते विरघळलेले सोने त्याच्या पृष्ठभागावर शोषून घेते. कार्बन-इन-लीच (CIL) पद्धतीमध्ये, सक्रिय कार्बन सायनाइड द्रावणासह एकाच वेळी लीचिंग टँकमध्ये जोडला जातो, त्यामुळे लीचिंग आणि शोषण प्रक्रिया एकाच वेळी होतात. CIP आणि CIL दोन्हीमध्ये, कार्बनद्वारे शोषलेल्या सोन्याचे प्रमाण जास्तीत जास्त करण्यासाठी कार्बन आणि लगद्याचा प्रतिधार प्रवाह राखला जातो.

• सोने - लोडेड कार्बन डिसॉर्प्शन: शोषण प्रक्रियेनंतर, सोन्याने भरलेला कार्बन लगद्यापासून वेगळा करणे आवश्यक आहे. नंतर, गरम कॉस्टिक-सायनाइड द्रावण वापरून कार्बनमधून सोने काढून टाकले जाते. हे द्रावण सोने-सायनाइड संयुग आणि कार्बनमधील बंध तोडते, सोने पुन्हा द्रावणात सोडते.

• इलेक्ट्रोविनिंग इलेक्ट्रोलिसिस: सोन्याने समृद्ध असलेले द्रावण डिसॉर्प्शन प्रक्रियेतून मिळवले जाते आणि इलेक्ट्रोविनिंग केले जाते. या प्रक्रियेदरम्यान, द्रावणातून विद्युत प्रवाह जातो. यामुळे द्रावणातील सोन्याचे आयन कमी होतात आणि कॅथोडवर जमा होतात, ज्यामुळे सोन्याचा एक घन साठा तयार होतो जो अधिक शुद्ध केला जाऊ शकतो.

• वितळणारे पिलू: इलेक्ट्रोविनिंगमधून मिळणारे सोने तुलनेने शुद्ध असते परंतु त्यात काही अशुद्धता असू शकतात. सोने अधिक शुद्ध करण्यासाठी आणि इच्छित शुद्धतेच्या पिंडांमध्ये टाकण्यासाठी स्मेलटिंग केले जाते.

• कार्बन पुनर्जन्म: सोने शोषल्यानंतर खर्च केलेला कार्बन पुन्हा निर्माण करून पुन्हा वापरता येतो. यामध्ये कोणत्याही शोषलेल्या अशुद्धी काढून टाकण्यासाठी आणि सोने शोषण्याची क्षमता पुनर्संचयित करण्यासाठी कार्बनला उच्च-तापमानाच्या उपचारांना सामोरे जावे लागते.

४. सीआयपी आणि सीआयएल प्रक्रियांची तुलना करणे

• प्रक्रियेचा कालावधी: साधारणपणे, CIL च्या तुलनेत CIP प्रक्रियेला एकंदर जास्त वेळ लागतो. कारण CIP मध्ये, लीचिंग आणि अ‍ॅशॉर्प्शन ही वेगवेगळी ऑपरेशन्स आहेत. CIL मध्ये, लीचिंग आणि अ‍ॅशॉर्प्शन एकाच वेळी होत असल्याने, संपूर्ण प्रक्रिया कमी वेळेत पूर्ण करता येते. तथापि, दोन्ही प्रक्रिया एकाच वेळी होत असल्याने CIL प्रक्रियेला अधिक जटिल नियंत्रणाची आवश्यकता असते.

• कार्बन आणि स्लरी व्यवस्थापन: CIL प्रक्रियेत, कार्बनचे प्रमाण जास्त असते आणि स्लरीमध्ये कार्बनचे प्रमाण CIP पेक्षा कमी असते. परिणामी, CIL मध्ये कार्बन ट्रान्सफरसाठी वाहून नेल्या जाणाऱ्या स्लरीचे प्रमाण सहसा CIP च्या कित्येक पट (सुमारे चार पट) असते. याचा परिणाम उपकरणांच्या आकारमानावर आणि ऊर्जेच्या वापरावर होतो.

• सोल्युशनमध्ये धातूचा अनुशेष आणि सुवर्ण श्रेणी: CIP प्रक्रियेत, प्रणालीमध्ये मोठ्या प्रमाणात धातू शिल्लक राहतो (धातूचा अनुशेष), आणि हा धातू सक्रिय कार्बन आणि द्रावणामध्ये समान रीतीने वितरित केला जातो. CIL मध्ये, बहुतेक धातू सक्रिय कार्बनवर शोषला जातो. याव्यतिरिक्त, CIL प्रक्रियेत द्रावणात सोन्याचे प्रमाण CIP पेक्षा जास्त असते. कारण CIL मध्ये, सोने बाहेर काढले जात असताना, ते सतत शोषले जात असते, जे द्रावणात विरघळलेले सोने पुन्हा भरते. दुसरीकडे, CIP मध्ये, ही एक-चरणीय शोषण प्रक्रिया आहे ज्यामध्ये विरघळलेल्या सोन्याची मर्यादित भरपाई 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.