शिसे-झिंक पृथक्करण फ्लोटेशनमध्ये सोडियम सायनाइडच्या प्रतिबंध यंत्रणेवर संशोधन

1. परिचय

खनिज प्रक्रियेच्या क्षेत्रात, शिसे आणि जस्त खनिजांचे विलगीकरण अत्यंत महत्त्वाचे आहे. या विलगीकरणासाठी फ्रॉथ फ्लोटेशन ही एक सामान्यपणे वापरली जाणारी पद्धत आहे, आणि कार्यक्षम विलगीकरण साधण्यासाठी योग्य अवरोधकांचा वापर आवश्यक असतो. शिसे-जस्त विलगीकरण फ्लोटेशनमध्ये सोडियम सायनाइडचा अवरोधक म्हणून बऱ्याच काळापासून मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जात आहे. फ्लोटेशन प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम करण्यासाठी, विलगीकरणाची कार्यक्षमता वाढवण्यासाठी आणि अभिकर्मकांचा वापर कमी करण्यासाठी, त्याच्या अवरोधन यंत्रणेला समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे. या लेखाचा उद्देश शिसे-जस्त विलगीकरण फ्लोटेशनमध्ये सोडियम सायनाइडच्या अवरोधन यंत्रणेवर एक पद्धतशीर अभ्यास करणे आहे.

२. फ्लोटेशनमध्ये नैराश्याची भूमिका

फोम फ्लोटेशन प्रक्रियेत, डिप्रेसंट्स हे अभिकर्मक असतात जे लक्ष्य नसलेल्या खनिजांच्या पृष्ठभागावर संग्राहकांचे शोषण किंवा क्रिया रोखू शकतात किंवा कमी करू शकतात आणि या खनिजांच्या पृष्ठभागावर एक हायड्रोफिलिक फिल्म तयार करतात. शिसे-जस्त पृथक्करण फ्लोटेशनमध्ये, प्राथमिक उद्दिष्ट शिसे खनिजे (जसे की गॅलेना) जस्त खनिजांपासून (जसे की स्फॅलेराइट) वेगळे करणे आहे. प्रभावी डिप्रेसंट्सशिवाय, उच्च-शुद्धता पृथक्करण साध्य करणे आव्हानात्मक आहे कारण शिसे आणि जस्त दोन्ही खनिजे संग्राहकांच्या उपस्थितीत समान फ्लोटेशन वर्तन प्रदर्शित करू शकतात.

३. सोडियम सायनाइडचे हायड्रोलिसिस आणि त्याचा pH शी संबंध

सोडियम सायनाइडचे पाण्यात जलीय अपघटन होते आणि जलीय अपघटनातून निर्माण होणारी उत्पादने लगद्याच्या pH मूल्याशी जवळून संबंधित असतात. प्रायोगिक अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की, जेव्हा लगद्याचा pH 7.0 असतो, तेव्हा जवळजवळ सर्व सोडियम सायनाइडचे जलीय अपघटन होऊन हायड्रोजन सायनाइड वायू तयार होतो. जेव्हा लगद्याचा pH 12.0 असतो, तेव्हा सोडियम सायनाइडचे जवळजवळ पूर्णपणे सायनाइड आयनांमध्ये विघटन होते. जेव्हा लगद्याचा pH 9.3 असतो, तेव्हा हायड्रोजन सायनाइड आणि सायनाइड आयनांचे प्रमाण 1:1 असते. सोडियम सायनाइडच्या जलीय अपघटनाच्या या pH-अवलंबित वर्तनाचा, खनिजांवरील त्याच्या प्रतिबंधक परिणामावर लक्षणीय प्रभाव पडतो.

४. स्फॅलेराइटवर सोडियम सायनाइडची प्रतिबंधात्मक यंत्रणा

४.१ स्फॅलेराइट पृष्ठभागावर सक्रिय कॉपर सल्फाइड फिल्मचे विघटन

जेव्हा स्फॅलेराइट कॉपर सल्फेटद्वारे सक्रिय होते, तेव्हा त्याच्या पृष्ठभागावर एक कॉपर सल्फाइड थर तयार होतो, ज्यामुळे स्फॅलेराइटची तरंगण्याची क्षमता वाढते. सोडियम सायनाइड स्फॅलेराइट पृष्ठभागावरील या कॉपर सल्फाइड थराला विरघळवू शकते. एकदा कॉपर सल्फाइड थर विरघळला की, खराब तरंगण्याची क्षमता असलेला मूळ स्फॅलेराइट पृष्ठभाग उघड होतो. परिणामी, संग्राहकाला स्फॅलेराइट पृष्ठभागावर शोषणे अधिक कठीण होते, ज्यामुळे स्फॅलेराइटची तरंगण्याची क्षमता प्रभावीपणे रोखली जाते.

४.२ स्फॅलेराइट पृष्ठभागावर हायड्रोफिलिक फिल्मची निर्मिती

सोडियम सायनाइडमधील सायनाइड आयन सल्फेट आयन सारख्या आयनांसह आणि स्फॅलेराइट पृष्ठभागावरील झेंथेट्स सारख्या संग्राहकांच्या आयनांसह देवाणघेवाण-शोषण करू शकतात. उदाहरणार्थ, स्फॅलेराइट पृष्ठभागावरील झिंक आयनांशी प्रतिक्रिया देताना, ते हायड्रोफिलिक झिंक सायनाइड फिल्म तयार करू शकते. ही हायड्रोफिलिक फिल्म स्फॅलेराइट पृष्ठभाग आणि संग्राहक यांच्यातील परस्परसंवादात अडथळा आणते, ज्यामुळे स्फॅलेराइट पृष्ठभागावरील संग्राहकाचे शोषण कमी होते, अशा प्रकारे स्फॅलेराइटच्या फ्लोटेशनला प्रतिबंधित करण्याचे ध्येय साध्य होते.

४.३ विघटन - धातूच्या झेंथेट्सचे गुंतागुंतीकरण

सोडियम सायनाइडमध्ये धातूच्या झेंथेट्ससह विरघळण्याची आणि गुंतागुंतीची क्षमता असते, जे सामान्यतः सल्फाइड खनिज फ्लोटेशनमध्ये वापरले जातात. जस्त-संबंधित खनिजांसाठी, स्फॅलेराइट पृष्ठभागावर तयार झालेले झेंथेट-झिंक कॉम्प्लेक्स सोडियम सायनाइडद्वारे विघटित केले जाऊ शकतात. झेंथेट्समध्ये धातूच्या आयनांसह सोडियम सायनाइडचे कॉम्प्लेक्सेशन संग्राहक आणि खनिज पृष्ठभागामधील बंध कमकुवत करते, ज्यामुळे झेंथेट्स स्फॅलेराइट पृष्ठभागावरून शोषले जातात. परिणामी, स्फॅलेराइटची फ्लोटेबिलिटी रोखली जाते.

५. सोडियम सायनाइडची वेगवेगळ्या खनिजांमध्ये निवडकता

सोडियम सायनाइडच्या वेगवेगळ्या धातूंसह स्थिर सायनाइड कॉम्प्लेक्स तयार करण्याच्या क्षमतेवर आधारित, सामान्य धातू आणि त्यांच्या खनिजांचे तीन गटांमध्ये वर्गीकरण केले जाऊ शकते:

1. शिसे, थॅलियम, बिस्मथ, अँटिमनी, आर्सेनिक, कथील, ऱ्होडियम यांची खनिजे : ही खनिजे सोडियम सायनाइडसोबत स्थिर सायनाइड संयुगे तयार करू शकत नाहीत. त्यामुळे, सोडियम सायनाइडचा या खनिजांवर कोणताही प्रतिबंधात्मक परिणाम होत नाही. शिसे-जस्त विलगीकरण प्लवन प्रक्रियेत, याच गुणधर्मामुळे शिशाची खनिजे सोडियम सायनाइडमुळे प्रतिबंधित होत नाहीत आणि त्यांचे कार्यक्षमतेने प्लवन केले जाऊ शकते.

2. प्लॅटिनम, पारा , चांदी, कॅडमियम, तांबे यांची खनिजे : ही खनिजे सोडियम सायनाइडसोबत स्थिर सायनाइड संयुगे तयार करू शकतात, परंतु ही क्रिया रोखण्यासाठी सोडियम सायनाइडची तुलनेने जास्त मात्रा आवश्यक असते. शिसे-जस्त विलगिकरणाच्या संदर्भात, जर धातुकमध्ये तांबेयुक्त अशुद्धी असतील, तर तांब्याशी संबंधित खनिजांना रोखण्यासाठी आणि शिसे व जस्त यांच्या विलगिकरणात अडथळा येऊ नये यासाठी सोडियम सायनाइडची जास्त मात्रा आवश्यक असू शकते.

3. जस्त, निकेल, सोने, लोह यांची खनिजे : ही खनिजे सोडियम सायनाइडसोबत अत्यंत स्थिर सायनाइड संयुगे तयार करू शकतात. सोडियम सायनाइडचा या खनिजांवर सर्वात प्रभावी प्रतिबंधक परिणाम होतो आणि सोडियम सायनाइडच्या अगदी कमी प्रमाणामुळेही लक्षणीय प्रतिबंध होऊ शकतो. शिसे-जस्त विलगीकरण प्लवन प्रक्रियेमध्ये, या वैशिष्ट्यामुळे लोहयुक्त खनिजे (जसे की पायराइट) आणि जस्तयुक्त खनिजांना प्रभावीपणे प्रतिबंधित करणे शक्य होते, जे शिशाच्या खनिजांच्या निवडक प्लवनासाठी फायदेशीर ठरते.

६. व्यावहारिक उपयोग आणि विचार

प्रत्यक्ष शिसे-जस्त पृथक्करण फ्लोटेशन ऑपरेशन्समध्ये, सोडियम सायनाइडचा वापर काळजीपूर्वक ऑप्टिमायझेशन आवश्यक आहे. सोडियम सायनाइडचा डोस धातूच्या विशिष्ट रचना, शिसे आणि जस्त खनिजांचे प्रमाण आणि इतर अशुद्धतांच्या उपस्थितीनुसार समायोजित केला पाहिजे. जर डोस खूप कमी असेल, तर झिंक खनिजे आणि संबंधित गँग्यू खनिजांचे प्रतिबंध अपुरे असू शकते, ज्यामुळे कमी-शुद्धता असलेले शिसे सांद्रता निर्माण होऊ शकते. उलट, जर डोस खूप जास्त असेल, तर ते केवळ अभिकर्मक खर्च वाढवत नाही तर सायनाइडच्या विषारीपणामुळे पर्यावरणीय समस्या देखील निर्माण करू शकते.

शिवाय, पल्पचे pH मूल्य, जे सोडियम सायनाइडच्या हायड्रॉलिसिसवर परिणाम करते, ते काटेकोरपणे नियंत्रित केले पाहिजे. सोडियम सायनाइड वापरून शिसे-जस्त पृथक्करण फ्लोटेशनसाठी योग्य pH श्रेणी साधारणपणे 9-11 च्या आसपास असते. या pH श्रेणीमध्ये, सोडियम सायनाइड अशा स्वरूपात अस्तित्वात असू शकते जे जस्त खनिजांच्या प्रतिबंधासाठी अनुकूल असते आणि अति-प्रतिबंधामुळे शिसे खनिजांचे नुकसान कमी करते.

7 निष्कर्ष

सोडियम सायनाइड हे अनेक प्रतिबंधात्मक यंत्रणांद्वारे शिसे-जस्त पृथक्करण फ्लोटेशनमध्ये महत्त्वाची भूमिका बजावते. स्फॅलेराइट पृष्ठभागावर सक्रिय तांबे सल्फाइड फिल्म विरघळवून, स्फॅलेराइट पृष्ठभागावर हायड्रोफिलिक फिल्म तयार करून आणि धातूच्या झेंथेट्सचे विरघळवणे-जटिल करून, ते झिंक खनिजांच्या फ्लोटेशनला प्रभावीपणे प्रतिबंधित करते. वेगवेगळ्या खनिजांसाठी त्याची निवडकता शिसे आणि जस्त खनिजांच्या पृथक्करणासाठी पाया प्रदान करते. तथापि, व्यावहारिक अनुप्रयोगांमध्ये, कार्यक्षम, किफायतशीर आणि पर्यावरणास अनुकूल शिसे-जस्त पृथक्करण साध्य करण्यासाठी डोस नियंत्रण आणि लगदा pH समायोजन यासारख्या घटकांचा काळजीपूर्वक विचार करणे आवश्यक आहे. या क्षेत्रातील पुढील संशोधन शिसे-जस्त खनिजांच्या पृथक्करण कार्यक्षमता राखताना किंवा सुधारताना सोडियम सायनाइडसाठी अधिक कार्यक्षम आणि पर्यावरणास अनुकूल पर्याय विकसित करण्यावर लक्ष केंद्रित करू शकते.