सायनाइड लीचिंग प्रक्रियेवर संबंधित खनिजांचा प्रभाव

परिचय

धातुकातून सोने आणि चांदी काढण्यासाठी सायनाइड लीचिंग ही एक मोठ्या प्रमाणावर वापरली जाणारी प्रक्रिया आहे. तथापि, धातुकात असलेल्या विविध सहयोगी खनिजांच्या उपस्थितीमुळे या प्रक्रियेच्या कार्यक्षमतेवर आणि परिणामकारकतेवर लक्षणीय परिणाम होऊ शकतो. सायनाइड लीचिंग प्रक्रिया अधिक कार्यक्षम करण्यासाठी आणि मौल्यवान धातूंची पुनर्प्राप्ती सुधारण्यासाठी हे परिणाम समजून घेणे अत्यंत महत्त्वाचे आहे.

लोह खनिजे

पायराईट

पायराइट हे सोने असलेल्या खनिजांमध्ये आढळणारे एक सामान्य लोह-सल्फाइड खनिज आहे. सायनाइड लीचिंग दरम्यान, जेव्हा पायराइट लगद्यामध्ये असते, तेव्हा त्याचे ऑक्सिडीकरण होऊन फेरस सल्फेट तयार होऊ शकते. हे फेरस सल्फेट नंतर सायनाइडसोबत अभिक्रिया करून फेरोसायनेट तयार करते. या अभिक्रियेत मोठ्या प्रमाणात सोडियम सायनाइड वापरले जाते , जे सोन्याच्या लीचिंगसाठी एक महत्त्वाचे अभिकर्मक आहे. शिवाय, चुना आणि हवेच्या क्रियेमुळे, पायराइटचे रूपांतर विद्राव्य सल्फाइड, कोलाइडल सल्फर किंवा थायोसल्फेटमध्ये देखील होऊ शकते. या रूपांतरण प्रक्रियेत ऑक्सिजन वापरला जातो, जो सायनाइड-लीचिंग प्रणालीमध्ये सोन्याच्या विद्राव्यतेसाठी आवश्यक असतो. एकूणच, याचा सोन्याच्या लीचिंगच्या कार्यक्षमतेवर नकारात्मक परिणाम होतो.

पायरोटाइट

पायरोटाइट हे आणखी एक लोह-सल्फाइड खनिज आहे जे सायनाइडच्या लीचिंगवर परिणाम करते. ते सायनाइडशी सहजपणे प्रतिक्रिया देऊन थायोसायनेट तयार करते. याव्यतिरिक्त, त्याच्या ऑक्सिडेशनमधून तयार होणारे फेरस सल्फेट देखील सायनाइडशी प्रतिक्रिया देऊन फेरोसायनेट तयार करते. संशोधनात असे दिसून आले आहे की पायरोटाइट सोन्याच्या विघटन दरात लक्षणीय घट करू शकते, उदाहरणार्थ, काही प्रकरणांमध्ये ते 28.1% ने कमी करते. यामुळे सायनाइडच्या वापरात लक्षणीय वाढ होते, ज्यामुळे ते अनेकदा चौपट होते.

तांबे खनिजे

चॅल्कोपीराइट आणि चॅल्कोसाइट

चॅल्कोपायराईट आणि चॅल्कोसाईट सारख्या तांब्याच्या खनिजांचा सायनाइडच्या लीचिंगवर लक्षणीय परिणाम होतो. सायनाइड द्रावण तांब्याची खनिजे विरघळवू शकते, परंतु विरघळण्याचा दर बदलतो. तांबे सल्फाइड खनिजांमध्ये चॅल्कोपायराईट तुलनेने स्थिर आहे, तर चॅल्कोसाईट अधिक प्रतिक्रियाशील आहे. सायनाइड द्रावणात, या खनिजांमधील तांबे, सहसा द्विभाज्य अवस्थेत, अस्थिर असते. द्विभाज्य तांबे सायनाइडचे ऑक्सिडीकरण करते, मोनोव्हॅलेंट तांब्यात बदलते आणि लगद्यामध्ये सायनाइडसह कॉम्प्लेक्स तयार करते. चॅल्कोसाईटसाठी, ते सोने-विघटन दरात लक्षणीय घट घडवून आणू शकते, काही प्रयोगांमध्ये 36.81% पर्यंत आणि सायनाइडच्या वापरात दहा पट वाढ होऊ शकते.

मालाकाइट (तांबे ऑक्साईड खनिज)

मॅलाकाइट हे एक सामान्य कॉपर-ऑक्साइड खनिज आहे. ते सोडियम-सायनाइड द्रावणात सहज विरघळते, ज्यामुळे सायनाइडच्या वापरात लक्षणीय वाढ होते. मॅलाकाइट आणि सायनाइडमधील अभिक्रियेत मोठ्या प्रमाणात सायनाइड आयन वापरले जातात. परिणामी, कॉपर सल्फाइड आणि कॉपर ऑक्साइड दोन्ही खनिजे सायनाइड-सोने-निष्कासन प्रक्रियेवर लक्षणीय नकारात्मक परिणाम करू शकतात.

आर्सेनिक खनिजे

रिअलगार आणि ऑर्पिमेंट

सायनाइड लीचिंगसाठी रियलगर आणि ऑर्पिमेंट अत्यंत हानिकारक आहेत. सायनाइड विसर्जनासाठी वापरल्या जाणाऱ्या तीव्र अल्कधर्मी द्रावणात, ते थायोआरसेनाइट सारखी संयुगे तयार करतात. थायोआरसेनाइट द्रावणातील ऑक्सिजनशी प्रतिक्रिया करून आर्सेनाइट तयार करू शकते, ज्यामुळे खनिज स्लरीमध्ये मोठ्या प्रमाणात ऑक्सिजन वापरला जातो. तसेच, जेव्हा आर्सेनिक खनिजे द्रावणात ऑक्सिडायझ केली जातात तेव्हा सोन्याच्या कणांच्या पृष्ठभागावर आर्सेनिक संयुगांपासून बनलेला एक थर तयार होतो. हा थर सोन्याला सायनाइडच्या संपर्कात येण्यापासून थेट थांबवतो, ज्यामुळे सोन्याच्या विरघळण्यावर गंभीर परिणाम होतो. अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की रियलगर आणि ऑर्पिमेंट सोने विरघळण्याचा दर अनुक्रमे ४१.९५% आणि ४९.९०% ने कमी करू शकतात आणि सायनाइडचा वापर १३.८ पट आणि १५.० पट वाढवू शकतात.

आर्सेनोपायराइट

आर्सेनोपायराइट हे आर्सेनिक असलेले एक सामान्य खनिज आहे. रियलगार आणि ऑर्पिमेंटच्या विपरीत, आर्सेनोपायराइट सायनाइड प्रणालीमध्ये तुलनेने स्थिर आहे. जरी त्यात आर्सेनिक असले तरी, सामान्य सायनाइड-लीचिंग परिस्थितीत, ते सहजपणे विघटित होत नाही आणि त्यामुळे इतर आर्सेनिक-युक्त खनिजांच्या तुलनेत सायनाइड लीचिंगवर तुलनेने कमी परिणाम होतो.

शिसे खनिजे

गॅलेना आणि लीड अॅलम

सोन्याच्या खाणींमध्ये गॅलेना आणि शिसे तुरटी ही मुख्य शिसेयुक्त खनिजे आहेत. गॅलेना शिसे तुरटीमध्ये ऑक्सिडायझेशन केले जाऊ शकते. मजबूत-क्षारीय द्रावणात, शिसे तुरटी अल्कधर्मी शिसे-अम्ल मीठ तयार करू शकते, जे द्रावणातील सायनाइडशी प्रतिक्रिया देऊन अघुलनशील मजबूत-क्षारीय सायनाइड तयार करते. थोड्या प्रमाणात शिसे खनिजे प्रत्यक्षात सोन्याच्या खाणींमधून सायनाइड लीचिंगला मदत करू शकतात. तथापि, मोठ्या प्रमाणात शिसे खनिजे सायनाइडचे सेवन करून सोने-लीचिंग कार्यक्षमतेवर परिणाम करतील आणि कदाचित लीचिंग प्रक्रियेत व्यत्यय आणू शकतील असे अवक्षेपण तयार करतील.

अँटीमनी - खनिजे असलेले

स्टिबनाइट

स्टिबनाइट हे सल्फाइड असलेले मुख्य अँटीमनी खनिज आहे. सायनाइड-लीचिंग प्रक्रियेत, त्याचे नकारात्मक परिणाम ऑर्पिमेंटसारखेच असतात. ते थायोअँटिमोनाइट तयार करण्यासाठी मजबूत-क्षारीय द्रावणात सहजपणे विरघळते, जे नंतर अँटीमोनाइटमध्ये ऑक्सिडाइझ केले जाते. याव्यतिरिक्त, अल्कधर्मी-सायनाइड द्रावणातील नकारात्मक चार्ज केलेले स्टिबनाइट कोलाइडल कण सोन्याच्या कणांच्या पृष्ठभागावर चिकटू शकतात, ज्यामुळे सोने विरघळण्यापासून शारीरिकरित्या रोखले जाते.

कार्बन पदार्थ

सोन्याच्या खाणींमध्ये कार्बनयुक्त पदार्थ असू शकतात , ज्यात अजैविक कार्बन आणि ह्युमिक ॲसिडसारखे सेंद्रिय कार्बन यांचा समावेश असतो. जेव्हा हे कार्बनयुक्त पदार्थ उपस्थित असतात, तेव्हा ते सायनाइडच्या द्रावणातील विरघळलेले सोने शोषून घेऊ शकतात. यामुळे द्रावणातील सोन्याच्या निचऱ्याचा दर कमी होतो, या घटनेला “सोन्याची लूट” म्हणून ओळखले जाते. हे कार्बनयुक्त पदार्थ विरघळलेल्या सोन्यासाठी निष्कर्षण प्रक्रियेशी स्पर्धा करतात, ज्यामुळे सोन्याच्या पुनर्प्राप्तीत घट होते.

संबंधित खनिजांचा प्रभाव कमी करण्यासाठी धोरणे

धातूंचे पूर्वप्रक्रिया

• ऑक्सिडेशन पूर्व-उपचार : लोह-सल्फाइड, आर्सेनिक किंवा अँटिमनी खनिजे असलेल्या धातुकांसाठी, ऑक्सिडेशन पूर्व-उपचार प्रभावी ठरू शकतो. ऑक्सिडेशनमुळे या खनिजांचे विघटन होते, ज्यामुळे त्यातील सोने मुक्त होते आणि सायनाइड लीचिंगवरील त्यांचे हानिकारक परिणाम कमी होतात. सामान्य ऑक्सिडेशन पूर्व-उपचार पद्धतींमध्ये रोस्टिंग, प्रेशर ऑक्सिडेशन आणि बायो-ऑक्सिडेशन यांचा समावेश होतो.

• तांबे - पूर्व-निःसारण : ज्या खनिजांमध्ये तांब्याचे प्रमाण जास्त असते, त्यांच्या बाबतीत तांब्यासाठी पूर्व-निःसारण केले जाऊ शकते. सायनाइड निःसारणापूर्वी तांबे काढून टाकल्याने, तांब्याच्या खनिजांद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या सायनाइडचे प्रमाण कमी करता येते, ज्यामुळे सोन्याच्या सायनाइड निःसारणाची कार्यक्षमता सुधारते.

सायनाइडचे ऑप्टिमायझेशन - लीचिंग परिस्थिती

• अभिकर्मकांच्या मात्रेचे समायोजन : संबंधित खनिजांच्या प्रकार आणि प्रमाणानुसार, सायनाइड आणि इतर अभिकर्मकांचे प्रमाण समायोजित केले जाऊ शकते. उदाहरणार्थ, जेव्हा तांब्याची खनिजे मोठ्या प्रमाणात असतात, तेव्हा pH मूल्य नियंत्रित ठेवून सायनाइडची मात्रा थोडी वाढवल्यास सोने प्रभावीपणे विरघळेल याची खात्री करण्यास मदत होऊ शकते.

• लगद्याच्या स्थितीवर नियंत्रण ठेवणे : लगद्याची घनता, तापमान आणि ढवळण्याचा वेग नियंत्रित करणे देखील महत्त्वाचे आहे. लगद्याची योग्य घनता हे सुनिश्चित करते की सायनाइड आणि ऑक्सिजन लगद्यामध्ये कार्यक्षमतेने पसरू शकतील. योग्य तापमान (साधारणपणे १५ - ३०°C) राखल्याने सोने विरघळण्याचा वेग आणि सायनाइड द्रावणाची स्थिरता यांच्यात संतुलन राखले जाते.

Additives वापर

• खनिज अभिक्रिया रोखण्यासाठीचे पूरक पदार्थ : काही विशिष्ट हानिकारक खनिजांची अभिक्रिया थांबवण्यासाठी लेड सॉल्ट्ससारख्या पूरक पदार्थांचा वापर केला जाऊ शकतो. उदाहरणार्थ, लेड ॲसिटेट टाकल्यास ते गंधकयुक्त खनिजांच्या विघटनातून निर्माण होणाऱ्या सल्फाइड आयनांसोबत अभिक्रिया करून अविद्राव्य लेड-सल्फाइडचा अवक्षेप तयार करते. यामुळे गंधकयुक्त खनिजांद्वारे वापरल्या जाणाऱ्या सायनाइड आणि ऑक्सिजनचे प्रमाण कमी होते.

• स्पर्धात्मक अधिशोषक : कार्बनयुक्त खनिजांच्या बाबतीत, सायनाइड लीचिंग दरम्यान सक्रिय कार्बनसारखे स्पर्धात्मक अधिशोषक टाकल्याने "सोन्याची चोरी" होण्याचा परिणाम कमी होऊ शकतो. सक्रिय कार्बन खनिजातील कार्बनशी विरघळलेल्या सोन्यासाठी स्पर्धा करतो, त्यामुळे सोन्याच्या लीचिंगचा दर वाढतो.

निष्कर्ष

सोने आणि चांदीच्या धातूंमधील संबंधित खनिजांचा सायनाइड-लीचिंग प्रक्रियेवर विविध आणि महत्त्वपूर्ण परिणाम होतो. लोह, तांबे, आर्सेनिक, शिसे, अँटीमनी-युक्त खनिजे आणि कार्बन पदार्थ हे सर्व अभिकर्मकांचे सेवन करून, सोन्याला सायनाइडशी संपर्क येण्यापासून रोखून किंवा विरघळलेले सोने शोषून घेऊन लीचिंग कार्यक्षमतेवर परिणाम करू शकतात. तथापि, योग्य पूर्व-उपचार पद्धती, लीचिंग परिस्थितीचे ऑप्टिमायझेशन आणि अॅडिटीव्हजच्या वापराद्वारे, हे नकारात्मक परिणाम कमी केले जाऊ शकतात. यामुळे जटिल-खनिजयुक्त धातूंमधून सोने आणि चांदीचे अधिक कार्यक्षम उत्खनन शक्य होते, ज्यामुळे खाणकामाची आर्थिक व्यवहार्यता सुधारते.