লিচিং এর উপর সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইডের সহাবস্থানের প্রভাব

1. ভূমিকা

ধাতুবিদ্যার ক্ষেত্রে, বিশেষ করে সোনা ও রূপার মতো মূল্যবান ধাতু উত্তোলনের ক্ষেত্রে, সাইয়্যান্যাজিনের মিশ্রলিচিং প্রক্রিয়া একটি গুরুত্বপূর্ণ অবস্থান ধারণ করে। সোডিয়াম সায়ানাইড (NaCN) ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয় কারণ এটি আকরিক থেকে সোনা এবং রূপা বেছে বেছে দ্রবীভূত করতে পারে। তবে, অনেক আকরিক পদার্থে, বিভিন্ন পদার্থ সহাবস্থান করে, এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড (NaCl) হল সাধারণভাবে ব্যবহৃত লবণগুলির মধ্যে একটি। নিষ্কাশন দক্ষতা সর্বোত্তম করার জন্য, খরচ কমানোর জন্য এবং পরিবেশগত প্রভাব কমানোর জন্য লিচিং প্রক্রিয়ার উপর (NaCN) এবং (NaCl) এর সহাবস্থানের প্রভাব বোঝা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। এই নিবন্ধটির লক্ষ্য এই বিষয়টিকে ব্যাপকভাবে অন্বেষণ করা।

2. লিচিংয়ে সোডিয়াম সায়ানাইডের ভূমিকা

২.১ রাসায়নিক বিক্রিয়ার প্রক্রিয়া

সায়ানাইড লিচিং প্রক্রিয়ার সময়, সায়ানাইড আয়নগুলি সোনা ও রূপার পরমাণুর সাথে দ্রবণীয় জটিল গঠনে গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। অক্সিজেনও অপরিহার্য কারণ এটি একটি জারণকারী এজেন্ট হিসেবে কাজ করে, সোনা ও রূপার জারণকে সহজতর করে এবং সায়ানাইড দ্রবণে তাদের দ্রবীভূতকরণকে উৎসাহিত করে। এই রাসায়নিক মিথস্ক্রিয়া আকরিক থেকে এই মূল্যবান ধাতুগুলি নিষ্কাশন করতে সক্ষম করে।

২.২ লিচিংয়ে সোডিয়াম সায়ানাইডের দক্ষতাকে প্রভাবিত করার কারণগুলি

• সোডিয়াম সায়ানাইডের ঘনত্ব: এর ঘনত্ব সোডিয়াম সায়ানাইড লিচিং হারকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে। তাত্ত্বিকভাবে, একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সোডিয়াম সায়ানাইড ইলেকট্রোকেমিক্যাল বিক্রিয়ার উপর ভিত্তি করে একটি নির্দিষ্ট পরিমাণ সোনা দ্রবীভূত করার জন্য এটি প্রয়োজন। তবে, বাস্তবে, এর প্রকৃত ব্যবহার সোডিয়াম সায়ানাইড প্রায়শই তাত্ত্বিক পরিমাণের চেয়ে অনেক বেশি। কার্বন-ইন-পাল্প (CIP) এবং কার্বন-ইন-লিচ (CIL) এর মতো প্রক্রিয়াগুলিতে, সোডিয়াম সায়ানাইডের ঘনত্ব সাধারণত একটি নির্দিষ্ট সীমার মধ্যে বজায় থাকে। আরও জটিল আকরিক বা উচ্চ অপরিষ্কার মাত্রাযুক্ত আকরিকগুলির জন্য, ঘনত্ব সেই অনুযায়ী বৃদ্ধি করার প্রয়োজন হতে পারে।

• পিএইচ স্তর: সোডিয়াম সায়ানাইড দ্রবণে হাইড্রোলাইজ করে, হাইড্রোসায়ানিক অ্যাসিড তৈরি করে, যা একটি অত্যন্ত বিষাক্ত গ্যাস। হাইড্রোলাইসিসের মাত্রা দ্রবণের pH এর উপর নির্ভর করে। হাইড্রোলাইসিসের মাধ্যমে সায়ানাইডের ক্ষয় কমাতে এবং সায়ানাইড দ্রবণের স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করতে, সোনার CIP প্ল্যান্টগুলিতে pH সাধারণত একটি নির্দিষ্ট ক্ষারীয় সীমার মধ্যে রাখা হয়। এই pH পরিবেশ কার্যকর সোনার লিচিংয়ের জন্য সর্বোত্তম সোডিয়াম সায়ানাইড ঘনত্বকেও প্রভাবিত করে।

• দ্রবীভূত অক্সিজেন ঘনত্ব: সায়ানাইড দ্রবণে সোনা ও রূপা দ্রবীভূত করার জন্য অক্সিজেন অপরিহার্য। বিক্রিয়ার জন্য সায়ানাইড আয়ন এবং অক্সিজেন উভয়েরই প্রয়োজন। ঘরের তাপমাত্রা এবং চাপে অক্সিজেনের সর্বাধিক দ্রাব্যতা সীমিত। যদি স্লারিতে দ্রবীভূত অক্সিজেনের ঘনত্ব খুব কম হয়, তাহলে এটি সোনা ও রূপার দ্রবীভূত হওয়ার হারকে সীমিত করতে পারে। এই ধরনের ক্ষেত্রে, স্লারিতে বাতাস প্রবেশ করানো বা হাইড্রোজেন পারক্সাইড যোগ করার মতো পদ্ধতি ব্যবহার করে অক্সিজেনের ঘনত্ব বৃদ্ধি করা যেতে পারে। সায়ানাইডের সাথে অক্সিজেনের অনুপাত অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ; ভারসাম্যহীনতার ফলে লিচিং হার হ্রাস পেতে পারে।

৩. লিচিং প্রক্রিয়ার উপর সোডিয়াম ক্লোরাইডের প্রভাব

৩.১ রাসায়নিক পরিবেশের উপর প্রভাব

• আয়নিক শক্তি এবং কার্যকলাপ সহগ: যখন সোডিয়াম ক্লোরাইড লিচিং দ্রবণে উপস্থিত থাকে, তখন এটি দ্রবণের আয়নিক শক্তি বৃদ্ধি করে। প্রাসঙ্গিক তত্ত্ব অনুসারে, আয়নিক শক্তি বৃদ্ধি দ্রবণে আয়নগুলির কার্যকলাপ সহগকে প্রভাবিত করতে পারে। সায়ানাইড লিচিং সিস্টেমে, কার্যকলাপ সহগের এই পরিবর্তন সোনা এবং রূপার দ্রবীভূতকরণের সাথে সম্পর্কিত বিক্রিয়ার রাসায়নিক ভারসাম্যকে প্রভাবিত করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, এটি সোনার সাথে বিক্রিয়ার জন্য উপলব্ধ সায়ানাইড আয়নগুলির কার্যকর ঘনত্বকে পরিবর্তন করতে পারে, যার ফলে লিচিং হার প্রভাবিত হয়।

• প্রতিক্রিয়াশীল সাইটগুলির জন্য প্রতিযোগিতা: ক্লোরাইড আয়নগুলি আকরিক কণার পৃষ্ঠে প্রতিক্রিয়াশীল স্থানের জন্য সায়ানাইড আয়নের সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে। কিছু পরিস্থিতিতে, যদি ক্লোরাইড আয়নের ঘনত্ব যথেষ্ট বেশি হয়, তাহলে তারা সোনা বা রূপার কণার পৃষ্ঠে শোষণ করতে পারে, সায়ানাইড আয়নগুলিকে প্রবেশ করতে বাধা দেয় এবং এইভাবে লিচিং দক্ষতা হ্রাস করে। তবে, কিছু পরিস্থিতিতে, ক্লোরাইড আয়নের উপস্থিতিও ইতিবাচক প্রভাব ফেলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, তামার খনিজ ধারণকারী কিছু আকরিকগুলিতে, ক্লোরাইড আয়নগুলি তামার সাথে জটিল গঠন করতে পারে, যা তামার দ্বারা সায়ানাইডের ব্যবহার হ্রাস করে এবং সম্ভাব্যভাবে সোনা ও রূপার লিচিং উন্নত করে।

৩.২ সংযুক্ত ধাতুর লিচিংয়ের উপর প্রভাব

• তামা - আকরিকযুক্ত: উচ্চ তামার আকরিকগুলিতে, তামার খনিজগুলি সোডিয়াম সায়ানাইডের সাথে তীব্রভাবে বিক্রিয়া করে, উল্লেখযোগ্য পরিমাণে সায়ানাইড গ্রহণ করে। সোডিয়াম ক্লোরাইডের উপস্থিতি এই বিক্রিয়াকে প্রভাবিত করতে পারে। ক্লোরাইড আয়নগুলি তামার সাথে জটিল গঠন করতে পারে এবং এই জটিলগুলির তামা-সায়ানাইড কমপ্লেক্সের তুলনায় ভিন্ন স্থিতিশীলতা থাকতে পারে। যদি তামা-ক্লোরাইড কমপ্লেক্স তৈরির পক্ষে হয়, তাহলে তামা দ্বারা ব্যবহৃত সায়ানাইডের পরিমাণ কমাতে পারে, যার ফলে সোনা ও রূপা বের করার জন্য আরও সায়ানাইড পাওয়া যায়।

• অন্যান্য ধাতু: সোডিয়াম ক্লোরাইড আকরিকের মধ্যে উপস্থিত অন্যান্য ধাতু, যেমন দস্তা, সীসা এবং লোহার সাথেও মিথস্ক্রিয়া করতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, ক্লোরাইড আয়ন কিছু দস্তা এবং সীসা যৌগের দ্রাব্যতা বৃদ্ধি করতে পারে, যা ফলস্বরূপ লিচিং প্রক্রিয়ার সময় তাদের আচরণ এবং সোনা ও রূপার সায়ানাইড লিচিংয়ের উপর তাদের প্রভাবকে প্রভাবিত করতে পারে। লোহার ক্ষেত্রে, ক্লোরাইড আয়নের উপস্থিতি লোহার গঠন এবং স্থায়িত্বকে প্রভাবিত করতে পারে - যার মধ্যে অবক্ষেপ বা জটিল পদার্থ থাকে, যা নির্দিষ্ট অবস্থার উপর নির্ভর করে লিচিং প্রক্রিয়াকে উৎসাহিত বা বাধা দিতে পারে।

৪. লিচিংয়ের উপর সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইডের সম্মিলিত প্রভাব

৪.১ সিনারজিস্টিক বা বিরোধী প্রভাব

• সিনারজিস্টিক প্রভাব: কিছু ক্ষেত্রে, সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইডের সহাবস্থান লিচিং প্রক্রিয়ার উপর উপকারী বা সিনারজিস্টিক প্রভাব ফেলতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, কিছু অবাধ্য সোনার আকরিকগুলিতে, উপযুক্ত পরিমাণে সোডিয়াম ক্লোরাইড যোগ করলে আকরিক কাঠামোর ব্যাপ্তিযোগ্যতা উন্নত হতে পারে, যার ফলে সায়ানাইড আয়নগুলি আরও সহজে প্রবেশ করতে পারে এবং সোনার কণার সাথে বিক্রিয়া করতে পারে। এর ফলে সোনা লিচিং হার বৃদ্ধি পেতে পারে। উপরন্তু, যেমনটি আগে উল্লেখ করা হয়েছে, তামা খনিজযুক্ত আকরিকগুলিতে, সোডিয়াম ক্লোরাইড দ্বারা তামা-ক্লোরাইড কমপ্লেক্স তৈরি তামার দ্বারা সায়ানাইড গ্রহণ কমাতে পারে, যা সোনা ও রূপার সায়ানাইড লিচিংয়ের জন্য উপকারী, একটি সিনারজিস্টিক প্রভাব দেখায়।

• বিরোধী প্রভাব: তবে, এমন পরিস্থিতিও রয়েছে যেখানে সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইডের বিপরীতমুখী বা বিরোধী প্রভাব রয়েছে। ক্লোরাইড আয়নের উচ্চ ঘনত্ব সোনা ও রূপার কণার পৃষ্ঠের জন্য সায়ানাইড আয়নের সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে, পাশাপাশি সায়ানাইড লিচিং বিক্রিয়ার রাসায়নিক ভারসাম্য ব্যাহত করতে পারে, যার ফলে লিচিং দক্ষতা হ্রাস পায়। অধিকন্তু, যদি সোডিয়াম ক্লোরাইডের উপস্থিতি আকরিক কণার পৃষ্ঠকে আবরণ করে এমন কিছু অবক্ষেপ বা জটিল পদার্থ তৈরি করে, তবে এটি সায়ানাইড আয়নগুলিকে মূল্যবান ধাতুর সংস্পর্শে আসতে বাধা দিতে পারে, লিচিং হার আরও হ্রাস করতে পারে।

৪.২ উভয়ের উপস্থিতিতে লিচিং প্রক্রিয়ার অপ্টিমাইজেশন

• রিএজেন্ট ঘনত্বের সমন্বয়: যখন সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড উভয়ই উপস্থিত থাকে, তখন তাদের ঘনত্বকে সর্বোত্তম করা প্রয়োজন। এর জন্য আকরিক গঠনের বিশদ বিশ্লেষণ প্রয়োজন। সায়ানাইডের সাথে বিক্রিয়া করতে পারে এমন ধাতুর উচ্চ পরিমাণযুক্ত আকরিক, যেমন তামা, সায়ানাইডের ব্যবহার কমাতে সোডিয়াম ক্লোরাইডের ঘনত্বের যথাযথ বৃদ্ধি বিবেচনা করা যেতে পারে। একই সময়ে, সোনা এবং রূপার দক্ষ লিচিং নিশ্চিত করার জন্য সোডিয়াম সায়ানাইডের ঘনত্ব প্রকৃত লিচিং প্রভাব অনুসারে সামঞ্জস্য করা উচিত।

• প্রক্রিয়ার অবস্থার নিয়ন্ত্রণ: বিকারকের ঘনত্ব ছাড়াও, pH, তাপমাত্রা এবং বায়ুচলাচলের মতো অন্যান্য প্রক্রিয়ার অবস্থাও সাবধানে নিয়ন্ত্রণ করা প্রয়োজন। সায়ানাইড দ্রবণের স্থিতিশীলতা এবং লিচিং বিক্রিয়ার কার্যকারিতা নিশ্চিত করার জন্য pH মান একটি উপযুক্ত সীমার মধ্যে বজায় রাখা প্রয়োজন, সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড উভয়ের প্রভাব বিবেচনা করে। দ্রবণের তাপমাত্রাও গুরুত্বপূর্ণ। যদিও সায়ানাইড দ্রবণে সোনা দ্রবীভূত করার জন্য তাত্ত্বিকভাবে সর্বোত্তম তাপমাত্রা রয়েছে, সোডিয়াম ক্লোরাইডের উপস্থিতিতে, লিচিং প্রক্রিয়ার উপর তাপমাত্রার প্রভাব পরিবর্তিত হতে পারে এবং পরীক্ষামূলক গবেষণার মাধ্যমে সর্বোত্তম তাপমাত্রা খুঁজে বের করা প্রয়োজন। লিচিং বিক্রিয়ার জন্য পর্যাপ্ত অক্সিজেন সরবরাহ নিশ্চিত করার জন্য পর্যাপ্ত বায়ুচলাচল অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং সোডিয়াম ক্লোরাইডের উপস্থিতি দ্রবণে অক্সিজেনের দ্রবণীয়তা এবং বিতরণকে প্রভাবিত করতে পারে, যা বিবেচনা করা প্রয়োজন।

5. কেস স্টাডিজ এবং পরীক্ষামূলক ফলাফল

৫.১ কেস স্টাডি ১: উচ্চ তামার পরিমাণ সহ সোনা-রূপার আকরিক

উচ্চ তামার পরিমাণযুক্ত সোনা-রূপা আকরিকের ক্ষেত্রে, শুধুমাত্র সোডিয়াম সায়ানাইড ব্যবহার করে ঐতিহ্যবাহী সায়ানাইড লিচিংয়ের ফলে তামার দ্বারা উল্লেখযোগ্যভাবে সায়ানাইড গ্রহণের কারণে সোনা লিচিংয়ের হার কম হয়। যখন একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বে লিচিং সিস্টেমে সোডিয়াম ক্লোরাইড যোগ করা হয় এবং সোডিয়াম সায়ানাইডের ঘনত্ব সামঞ্জস্য করা হয়, তখন সোনা লিচিংয়ের হার বৃদ্ধি পায়। বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে সোডিয়াম ক্লোরাইড যোগ করার ফলে তামা-ক্লোরাইড কমপ্লেক্স তৈরি হয়, যা তামার দ্বারা ব্যবহৃত সায়ানাইডের পরিমাণ হ্রাস করে এবং এইভাবে সোনা লিচিংয়ের জন্য সায়ানাইডের প্রাপ্যতা বৃদ্ধি পায়।

৫.২ কেস স্টাডি ২: অবাধ্য সোনার আকরিক

একটি অবাধ্য সোনার আকরিকের ক্ষেত্রে, সোডিয়াম ক্লোরাইড ছাড়াই প্রাথমিক সায়ানাইড লিচিং কম সোনা লিচিং হার অর্জন করেছিল। একটি নির্দিষ্ট ঘনত্বে সোডিয়াম ক্লোরাইড যোগ করার পরে এবং সায়ানাইড ঘনত্ব এবং অন্যান্য প্রক্রিয়া অবস্থার সর্বোত্তমকরণের পরে, সোনা লিচিং হার বৃদ্ধি পেয়েছিল। আকরিক কণাগুলির মাইক্রোস্কোপিক পর্যবেক্ষণে দেখা গেছে যে সোডিয়াম ক্লোরাইড যোগ করার ফলে আকরিক কাঠামোর ব্যাপ্তিযোগ্যতা উন্নত হয়েছে, সায়ানাইড আয়নগুলি আরও কার্যকরভাবে সোনার কণাগুলিতে পৌঁছাতে সক্ষম হয়েছে, যার ফলে লিচিং দক্ষতা বৃদ্ধি পেয়েছে।

6. পরিবেশগত এবং নিরাপত্তা বিবেচনা

৬.১ সায়ানাইডের বিষাক্ততা

সায়ানাইড একটি অত্যন্ত বিষাক্ত পদার্থ। পরিবেশে সায়ানাইডযুক্ত দ্রবণের যেকোনো নির্গমন জলজ প্রাণী, মাটির গুণমান এবং মানব স্বাস্থ্যের জন্য মারাত্মক পরিণতি ডেকে আনতে পারে। যখন সোডিয়াম ক্লোরাইড লিচিং প্রক্রিয়ায় সোডিয়াম সায়ানাইডের সাথে সহাবস্থান করে, তখন সায়ানাইডযুক্ত বর্জ্য ব্যবস্থাপনা এবং প্রক্রিয়াজাতকরণ পরিবেশগত নিয়ম মেনে কঠোরভাবে পরিচালিত হয় তা নিশ্চিত করা প্রয়োজন। সোডিয়াম ক্লোরাইডের উপস্থিতি বর্জ্য প্রক্রিয়ায় সায়ানাইডের আচরণকে প্রভাবিত করতে পারে, যেমন ক্ষারীয় ক্লোরিনেশন বা জৈবিক প্রক্রিয়াকরণের মতো সায়ানাইড ধ্বংস করার জন্য ব্যবহৃত পদ্ধতিতে। উদাহরণস্বরূপ, সোডিয়াম ক্লোরাইডের কারণে বর্ধিত আয়নিক শক্তি এই চিকিত্সা পদ্ধতিগুলির প্রতিক্রিয়া হার এবং দক্ষতাকে প্রভাবিত করতে পারে।

৬.২ পরিচালনায় নিরাপত্তা

সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইড উভয়ই সাবধানতার সাথে পরিচালনা করা উচিত। সোডিয়াম সায়ানাইড অত্যন্ত বিষাক্ত এবং সংরক্ষণ, পরিবহন এবং ব্যবহারের সময় কঠোর সুরক্ষা ব্যবস্থা গ্রহণ করা প্রয়োজন। সোডিয়াম ক্লোরাইড তুলনামূলকভাবে কম বিপজ্জনক হলেও, সঠিকভাবে পরিচালিত না হলে সরঞ্জামের ক্ষয় এবং কর্ম পরিবেশের উপর সম্ভাব্য প্রভাবের মতো ঝুঁকি তৈরি করতে পারে। লিচিং অপারেশনে যেখানে উভয়ই ব্যবহার করা হয়, সেখানে কর্মীদের এই রাসায়নিকগুলি নিরাপদে পরিচালনা করার জন্য প্রশিক্ষণ দেওয়া প্রয়োজন এবং দুর্ঘটনা রোধ করতে এবং কর্মীদের সুস্থতা নিশ্চিত করার জন্য উপযুক্ত সুরক্ষা সরঞ্জাম এবং পদ্ধতি থাকা উচিত।

7. উপসংহার

লিচিং প্রক্রিয়ায় সোডিয়াম সায়ানাইড এবং সোডিয়াম ক্লোরাইডের সহাবস্থান মূল্যবান ধাতু নিষ্কাশনের উপর জটিল প্রভাব ফেলে। সোডিয়াম ক্লোরাইড লিচিং দ্রবণের রাসায়নিক পরিবেশকে প্রভাবিত করতে পারে, সংশ্লিষ্ট ধাতুগুলির সাথে মিথস্ক্রিয়া করতে পারে এবং সোডিয়াম সায়ানাইডের সাথে সমন্বয়মূলক এবং বিরোধী উভয় প্রভাব ফেলতে পারে। লিচিং প্রক্রিয়াটি সর্বোত্তম করার জন্য এই প্রভাবগুলি বোঝা অপরিহার্য। রিএজেন্ট ঘনত্ব সামঞ্জস্য করে, প্রক্রিয়া পরিস্থিতি নিয়ন্ত্রণ করে এবং পরিবেশগত ও সুরক্ষা বিষয়গুলি বিবেচনা করে, সোনা, রূপা এবং অন্যান্য মূল্যবান ধাতুর আরও দক্ষ এবং টেকসই নিষ্কাশন অর্জন করা সম্ভব। ধাতব শিল্পের নিষ্কাশন প্রযুক্তিকে ক্রমাগত উন্নত করার লক্ষ্যে বিভিন্ন ধরণের আকরিক এবং প্রক্রিয়া অবস্থার অধীনে এই সহ-বিদ্যমান ব্যবস্থার সম্ভাবনা সম্পূর্ণরূপে অন্বেষণ করার জন্য আরও গবেষণা এবং পরীক্ষামূলক অধ্যয়নের প্রয়োজন।