સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ કરીને સોનું કાઢવાની પ્રક્રિયાનું અનાવરણ

I. પરિચય

આધુનિકમાં સોનાની ખાણકામ ઉદ્યોગ, સોડિયમ સાયનાઇડ એક મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે. જૂના જમાનાની સોનાની ખાણકામ પદ્ધતિઓથી વિપરીત, આજની વ્યાપારી સોનાની ખાણકામ પ્રક્રિયાઓ અત્યંત ઓછી સોનાની સામગ્રીવાળા ખડકના અયસ્કમાંથી સોનું કાઢી શકે છે, ક્યારેક 0.005% જેટલું ઓછું, જ્યાં સોનું નરી આંખે અદ્રશ્ય હોય છે. આ જટિલ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયામાં સોડિયમ સાયનાઇડ મુખ્ય રાસાયણિક એજન્ટ છે, જે સોનાને અયસ્કમાંથી કાર્યક્ષમ રીતે અલગ કરવા સક્ષમ બનાવે છે. આ લેખ વિગતવાર શોધ કરશે કે કેવી રીતે સોડિયમ સાયનાઇડ સોનાની ખાણકામમાં વપરાય છે.

II. સોડિયમ સાયનાઇડની મૂળભૂત બાબતો

A. રાસાયણિક ગુણધર્મો

સોડિયમ સાયનાઇડ, જેનું રાસાયણિક સૂત્ર NaCN છે, તે સફેદ સ્ફટિકીય ઘન છે. તે દાણાદાર અથવા પાવડર તરીકે દેખાય છે અને તેમાં પાતળું થવાની સંભાવના છે. આ સંયોજનમાં કડવી બદામ જેવી હળવી ગંધ છે. દ્રાવ્યતાની દ્રષ્ટિએ, તે પાણીમાં ખૂબ જ દ્રાવ્ય છે, જ્યારે ઇથેનોલમાં થોડું દ્રાવ્ય છે. રાસાયણિક રીતે, સોડિયમ સાયનાઇડ તે એક મજબૂત પાયો અને નબળું એસિડ ક્ષાર છે. તેનું જલીય દ્રાવણ હાઇડ્રોલાઇઝ થાય છે અને હાઇડ્રોસાયનિક એસિડ ઉત્પન્ન કરે છે, જે દ્રાવણને ખૂબ જ આલ્કલાઇન બનાવે છે. નોંધનીય છે કે, સોડિયમ સાયનાઇડ અત્યંત ઝેરી છે. ત્વચાના સંપર્ક દ્વારા, શ્વાસમાં લેવાથી અથવા ઇન્જેશન દ્વારા લેવામાં આવતી થોડી માત્રા પણ ગંભીર ઝેર તરફ દોરી શકે છે અને સંભવિત રીતે જીવલેણ બની શકે છે. તે સાયનાઇડ આયનો (CN-) મુક્ત કરીને તેની ઘાતક અસર કરે છે, જે ઓક્સિજન કરતાં આયર્ન આયનો સાથે વધુ મજબૂત બંધનકર્તા આકર્ષણ ધરાવે છે. આ કોષોની સામાન્ય ઓક્સિડેટીવ પ્રક્રિયાઓને વિક્ષેપિત કરે છે, જેના પરિણામે કોષ ગૂંગળામણ અને પેશી હાયપોક્સિયા થાય છે.

B. ઔદ્યોગિક મહત્વ

સોનાના ખાણકામમાં તેની ભૂમિકા ઉપરાંત, સોડિયમ સાયનાઇડ વિવિધ ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં નોંધપાત્ર મહત્વ ધરાવે છે. ઇલેક્ટ્રોપ્લેટિંગ ઉદ્યોગમાં, તે તાંબુ, ચાંદી, કેડમિયમ અને ઝીંકને પ્લેટિંગ કરવા માટે એક મહત્વપૂર્ણ ઘટક તરીકે સેવા આપે છે. તે એનોડિક ધ્રુવીકરણ ઘટાડવામાં મદદ કરે છે, એનોડનું સામાન્ય વિસર્જન સુનિશ્ચિત કરે છે, પ્લેટિંગ સોલ્યુશનને સ્થિર કરે છે અને એકસમાન અને ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા પ્લેટિંગ સ્તરો મેળવવા માટે કેથોડિક ધ્રુવીકરણને વધારે છે. ધાતુશાસ્ત્રમાં, તેનો ઉપયોગ સોના અને ચાંદી જેવી કિંમતી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણમાં વ્યાપકપણે થાય છે. વધુમાં, તે રાસાયણિક ઉદ્યોગમાં વિવિધ પ્રકારના અકાર્બનિક સાયનાઇડ્સનું ઉત્પાદન કરવા અને હાઇડ્રોસાયનિક એસિડ ઉત્પન્ન કરવા માટે એક મૂળભૂત કાચો માલ છે. તે કાર્બનિક કાચ, વિવિધ કૃત્રિમ સામગ્રી, નાઇટ્રાઇલ રબર અને કૃત્રિમ ફાઇબર કોપોલિમર્સ જેવા કાર્બનિક પદાર્થોના સંશ્લેષણમાં પણ મહત્વપૂર્ણ ભાગ ભજવે છે. રંગ ઉદ્યોગમાં, તેનો ઉપયોગ સાયનોરિક ક્લોરાઇડના ઉત્પાદનમાં થાય છે, જે પ્રતિક્રિયાશીલ રંગો માટે આવશ્યક મધ્યસ્થી અને સફેદ કરવાના એજન્ટો માટે પુરોગામી છે. વધુમાં, ફાર્માસ્યુટિકલ ઉદ્યોગ સાયનોએસેટિક એસિડ મિથાઈલ એસ્ટર અને ડાયથાઈલ મેલોનેટ ​​જેવા સંયોજનોના સંશ્લેષણમાં સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ કરે છે. એકંદરે, સોડિયમ સાયનાઇડની વૈવિધ્યતા અને પ્રતિક્રિયાશીલતા તેને આધુનિક ઔદ્યોગિક પ્રક્રિયાઓમાં અનિવાર્ય રસાયણ બનાવે છે.

III. સોડિયમ સાયનાઇડ સાથે સોનાની ખાણકામ પ્રક્રિયા

A. ઓર તૈયારી

સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ કરવાનું પ્રથમ પગલું સોનાનું નિષ્કર્ષણ ઓર તૈયાર કરી રહ્યું છે. સોનાના મોટા ઓરના ટુકડાને શરૂઆતમાં હેવી-ડ્યુટી ક્રશરનો ઉપયોગ કરીને નાના ટુકડાઓમાં કચડી નાખવામાં આવે છે. આ પ્રાથમિક ક્રશિંગ ઓરનું કદ વધુ વ્યવસ્થિત પરિમાણમાં ઘટાડે છે, સામાન્ય રીતે લગભગ 150-300 મિલીમીટર. ત્યારબાદ, કચડી ઓર ગૌણ ક્રશિંગમાંથી પસાર થાય છે, ઘણીવાર કોન ક્રશર અથવા ઇમ્પેક્ટ ક્રશર સાથે, કણનું કદ લગભગ 20-50 મિલીમીટર સુધી ઘટાડે છે. તે પછી, ઓરને બોલ મિલ્સ અથવા રોડ મિલ્સ દ્વારા બારીક પાવડરમાં પીસવામાં આવે છે, જે ખાતરી કરે છે કે મોટાભાગના કણો 0.074 મિલીમીટર કરતા ઓછા છે. આ બારીક ગ્રાઇન્ડીંગ મહત્વપૂર્ણ છે કારણ કે તે ઓરના સપાટીના ક્ષેત્રફળમાં નોંધપાત્ર વધારો કરે છે, જે અનુગામી લીચિંગ પ્રક્રિયામાં સાયનાઇડ દ્રાવણ સાથે વધુ સારી રીતે સંપર્ક અને પ્રતિક્રિયાને સરળ બનાવે છે. વધુમાં, ઓર વિવિધ કણ કદને અલગ કરવા માટે સ્ક્રીનીંગ પ્રક્રિયામાંથી પસાર થઈ શકે છે, જેનાથી રાસાયણિક સારવારનું વધુ ચોક્કસ નિયંત્રણ થાય છે અને નિષ્કર્ષણ કાર્યક્ષમતા મહત્તમ બને છે.

B. લીચિંગ પ્રક્રિયા

એકવાર ઓર બારીક રીતે તૈયાર થઈ જાય પછી, તે લીચિંગ તબક્કામાં પ્રવેશ કરે છે, જે સોડિયમ સાયનાઇડ સાથે સોનાના નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાનું હૃદય છે. પાઉડર ઓરને કાળજીપૂર્વક બનાવેલા સાયનાઇડ દ્રાવણ સાથે મિશ્રિત કરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે 0.05% થી 0.1% સુધી સોડિયમ સાયનાઇડ સાંદ્રતા સાથે. આ તબક્કામાં, એક રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા થાય છે જ્યાં ઓરમાં રહેલું સોનું ઓક્સિજનની હાજરીમાં સાયનાઇડ આયનો (CN-) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે. એકંદર પ્રતિક્રિયા સમીકરણ દ્વારા રજૂ કરી શકાય છે: 4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH. અહીં, સોનાના અણુઓ સાયનાઇડ આયનો સાથે દ્રાવ્ય સંકુલ બનાવે છે, જે સોડિયમ ગોલ્ડ સાયનાઇડ (Na[Au(CN)₂]) બનાવે છે, જે દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે. લીચિંગ પ્રક્રિયાને વિવિધ પરિમાણોના કડક નિયંત્રણની જરૂર પડે છે. સાયનાઇડની સ્થિરતા સુનિશ્ચિત કરવા અને ઝેરી હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસના નિર્માણને રોકવા માટે દ્રાવણનું pH લગભગ 10-11 પર જાળવવામાં આવે છે. તાપમાન પણ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે; સામાન્ય રીતે, તેને 20-30°C ની રેન્જમાં રાખવામાં આવે છે. ખૂબ ઓછું તાપમાન પ્રતિક્રિયા દર ધીમો પાડે છે, જ્યારે વધુ પડતી ગરમી દ્રાવણનું ઝડપી બાષ્પીભવન અને સંભવિત સાધનોના કાટ તરફ દોરી શકે છે. ઓર અને સાયનાઇડ દ્રાવણનું એકસમાન મિશ્રણ સુનિશ્ચિત કરવા માટે પર્યાપ્ત હિલચાલ અને વાયુમિશ્રણ સતત પૂરું પાડવામાં આવે છે, જે કાર્યક્ષમ સોનાના વિસર્જનને પ્રોત્સાહન આપે છે.

C. વરસાદનો તબક્કો

લીચિંગ પ્રક્રિયા પછી, સોનું હવે દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય સોનાના સાયનાઇડ સંકુલના સ્વરૂપમાં હોય છે. સોનાને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે, એક વરસાદનો તબક્કો હાથ ધરવામાં આવે છે. આમાં સામાન્ય રીતે દ્રાવણમાં ઝીંક પાવડર અથવા સક્રિય કાર્બન ઉમેરવાનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે ઝીંક પાવડરનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે વિસ્થાપન પ્રતિક્રિયા થાય છે. ઝીંક, સોના કરતાં વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોવાથી, સોનાને સોનાના સાયનાઇડ સંકુલમાંથી વિસ્થાપિત કરે છે. રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને આ રીતે વ્યક્ત કરી શકાય છે: 2Na[Au(CN)₂] + Zn → Na₂[Zn(CN)₄] + 2Au. પછી સોનાના અણુઓ તેમના ધાતુ સ્વરૂપમાં ઘટાડી દેવામાં આવે છે અને દ્રાવણમાંથી બહાર નીકળી જાય છે. જો સક્રિય કાર્બનનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, તો તેનો ઉચ્ચ સપાટી વિસ્તાર અને શોષણ ગુણધર્મો કાર્યમાં આવે છે. સોનાના સાયનાઇડ સંકુલ સક્રિય કાર્બનની સપાટી પર શોષાય છે, સોનાને દ્રાવણથી અસરકારક રીતે અલગ કરે છે. ત્યારબાદ લોડ થયેલ સક્રિય કાર્બનને શોષિત સોનાને પુનઃપ્રાપ્ત કરવા માટે વધુ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. એકવાર વરસાદ પૂર્ણ થઈ જાય, પછી પરિણામી સ્લરીને ફિલ્ટર અથવા સેન્ટ્રીફ્યુજ કરવામાં આવે છે જેથી ઘન સોનાના અવક્ષેપને બાકીના પ્રવાહીથી અલગ કરી શકાય, જેમાં શેષ સાયનાઇડ અને અન્ય અશુદ્ધિઓ હોઈ શકે છે.

ડી. રિફાઇનિંગ પ્રક્રિયા

વરસાદના તબક્કામાંથી મેળવેલા સોનામાં હજુ પણ કેટલીક અશુદ્ધિઓ હોય છે અને બજારમાં જરૂરી ઉચ્ચ શુદ્ધતા પ્રાપ્ત કરવા માટે તેને શુદ્ધ કરવાની જરૂર પડે છે. શુદ્ધિકરણ પ્રક્રિયા સામાન્ય રીતે ગંધથી શરૂ થાય છે, જ્યાં સોનાના અવક્ષેપને ભઠ્ઠીમાં ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે. આ સોનું પીગળે છે, જેનાથી વધુ ઘટ્ટ અશુદ્ધિઓ તળિયે ડૂબી જાય છે જ્યારે પીગળેલા સોનાને સ્કિમ કરી શકાય છે અથવા મોલ્ડમાં રેડી શકાય છે. ત્યારબાદ, વધુ શુદ્ધિકરણ માટે વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણનો ઉપયોગ કરી શકાય છે. ઇલેક્ટ્રોલિટીક કોષમાં, અશુદ્ધ સોનાને એનોડ બનાવવામાં આવે છે, અને શુદ્ધ સોનાની પાતળી શીટ કેથોડ તરીકે કામ કરે છે. જ્યારે કોષમાંથી ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ પસાર થાય છે, ત્યારે એનોડમાંથી સોનાના આયનો કેથોડ તરફ સ્થળાંતર કરે છે અને શુદ્ધ સોના તરીકે જમા થાય છે, જે એનોડ પર બાકીની અશુદ્ધિઓને પાછળ છોડી દે છે. આ શુદ્ધિકરણ પગલાં દ્વારા, સોનું 99.99% સુધીના શુદ્ધતા સ્તર સુધી પહોંચી શકે છે, જે વિવિધ ઔદ્યોગિક, ઘરેણાં-નિર્માણ અને રોકાણ એપ્લિકેશનો માટેના ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે.

IV. સલામતી અને પર્યાવરણીય બાબતોના કાર્યક્રમો

A. કામદાર સલામતી

સોડિયમ સાયનાઇડની અતિશય ઝેરીતાને ધ્યાનમાં રાખીને, કામદારોની સલામતી સુનિશ્ચિત કરવી ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ કરીને સોનાની ખાણકામ પ્રક્રિયામાં સામેલ કામદારોને વ્યાપક સલામતી તાલીમ આપવી જોઈએ. તેમને રસાયણને હેન્ડલ કરવામાં, તેના સંભવિત જોખમોને સમજવામાં અને યોગ્ય કટોકટી પ્રક્રિયાઓ જાણવામાં સારી રીતે વાકેફ હોવા જોઈએ. વ્યક્તિગત રક્ષણાત્મક ઉપકરણો (PPE) નો ઉપયોગ કરી શકાતો નથી. કામદારોએ ત્વચાના સંપર્કને રોકવા માટે અભેદ્ય મોજા, આંખોને સુરક્ષિત રાખવા માટે ગોગલ્સ અને કોઈપણ સંભવિત મુક્ત થયેલા સાયનાઇડ ગેસને શ્વાસમાં લેવાથી બચવા માટે રેસ્પિરેટર પહેરવા જોઈએ. વધુમાં, કડક સલામતી પ્રોટોકોલ હોવા જોઈએ. ઉદાહરણ તરીકે, કોઈપણ હવામાં ફેલાતા સાયનાઇડની સાંદ્રતા ઘટાડવા માટે કાર્યક્ષેત્રો સારી રીતે વેન્ટિલેટેડ હોવા જોઈએ. આકસ્મિક ઇન્જેશનને રોકવા માટે સોડિયમ સાયનાઇડ હાજર હોય તેવા વિસ્તારોમાં કામદારોને ખાવા, પીવા અથવા ધૂમ્રપાન કરવાની પણ મનાઈ હોવી જોઈએ. સાયનાઇડના સંપર્કના કોઈપણ પ્રારંભિક સંકેતો શોધવા માટે કામદારો, ખાસ કરીને જેઓ સીધા રસાયણને હેન્ડલ કરે છે તેમના સ્વાસ્થ્યનું નિરીક્ષણ કરવા માટે નિયમિત તબીબી તપાસ ફરજિયાત હોવી જોઈએ.

B. પર્યાવરણીય અસર

સોનાની ખાણકામમાં સોડિયમ સાયનાઇડનો ઉપયોગ પણ નોંધપાત્ર પર્યાવરણીય ચિંતાઓ ઉભી કરે છે. સોનાની નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયા પછી, બાકી રહેલો કચરો, જેને સાયનાઇડ ટેઇલિંગ્સ, અવશેષ સાયનાઇડ ધરાવે છે. જો યોગ્ય રીતે વ્યવસ્થાપિત ન કરવામાં આવે તો, આ પૂંછડીઓ પર્યાવરણ માટે ગંભીર ખતરો ઉભો કરી શકે છે. સાયનાઇડ માટી અને ભૂગર્ભજળમાં ભળી શકે છે, પાણીના સ્ત્રોતોને દૂષિત કરી શકે છે અને જળચર જીવનને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. સપાટીના પાણીમાં, થોડી માત્રામાં સાયનાઇડ પણ ઇકોલોજીકલ સંતુલનને વિક્ષેપિત કરી શકે છે, જેના કારણે માછલીઓના મૃત્યુ થાય છે અને જૈવવિવિધતા પર અન્ય નકારાત્મક અસરો થાય છે. આ પર્યાવરણીય જોખમોને ઘટાડવા માટે, ખાણકામ કંપનીઓએ મજબૂત પર્યાવરણીય વ્યવસ્થાપન વ્યૂહરચના અમલમાં મૂકવી જોઈએ. એક અભિગમ એ છે કે સાયનાઇડ પૂંછડીઓની સારવાર કરીને સાયનાઇડનું પ્રમાણ સુરક્ષિત સ્તર સુધી ઘટાડવું. આમાં ઓક્સિડેશન અથવા વરસાદ પદ્ધતિઓ જેવી રાસાયણિક સારવાર પ્રક્રિયાઓનો સમાવેશ થઈ શકે છે, જેથી ઝેરી સાયનાઇડને ઓછા હાનિકારક સંયોજનોમાં રૂપાંતરિત કરી શકાય. બીજો મહત્વપૂર્ણ માપદંડ એ છે કે સારવાર કરાયેલ પૂંછડીઓનો યોગ્ય નિકાલ અને નિયંત્રણ. યોગ્ય લાઇનર્સ સાથે સુરક્ષિત લેન્ડફિલ્સ અથવા પૂંછડીઓ પર્યાવરણમાં બાકી રહેલા કોઈપણ દૂષકોના લીકેજને અટકાવી શકે છે. વધુમાં, પાણીની ગુણવત્તા અને માટીની સ્થિતિ સહિત આસપાસના પર્યાવરણનું સતત નિરીક્ષણ કરવું જરૂરી છે જેથી કોઈપણ સંભવિત પર્યાવરણીય નુકસાનને વહેલા શોધી શકાય અને તાત્કાલિક સુધારાત્મક પગલાં લેવામાં આવે.

વી. નિષ્કર્ષ

સોડિયમ સાયનાઇડ એ આધુનિક સોનાની ખાણકામમાં નિર્વિવાદપણે એક મહત્વપૂર્ણ રસાયણ છે, જે ઓછી સોનાની સામગ્રીવાળા અયસ્કમાંથી સોનું કાઢવાની સુવિધા આપે છે. તે સોનાના ઉત્પાદનનો પાયાનો પથ્થર રહ્યો છે. ખાણકામ ઉદ્યોગ દાયકાઓથી, સોનાના ઉત્પાદનને સરળ બનાવતા, જે દાગીના બનાવવાથી લઈને ઉચ્ચ તકનીકી એપ્લિકેશનો સુધીના વિવિધ ઉદ્યોગોને બળતણ આપે છે. જો કે, તેનો ઉપયોગ સલામતી અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણ પર મહત્તમ ધ્યાન આપવાની માંગ કરે છે. ખાણકામ કંપનીઓએ અત્યાધુનિક સલામતી ઉપકરણોમાં રોકાણ કરવું જોઈએ, કામદારોને વ્યાપક તાલીમ આપવી જોઈએ અને જીવનની સુરક્ષા માટે કડક સલામતી પ્રોટોકોલ લાગુ કરવા જોઈએ. તે જ સમયે, તેમની પાસે પર્યાવરણીય અસરનું સંચાલન કરવાની, સાયનાઇડ ટેઇલિંગ્સને જવાબદારીપૂર્વક સારવાર કરવાની અને લાંબા ગાળાના નુકસાનને રોકવા માટે ઇકોસિસ્ટમનું નિરીક્ષણ કરવાની નૈતિક અને કાનૂની જવાબદારી છે. જેમ જેમ ટેકનોલોજી આગળ વધે છે, તેમ તેમ સોડિયમ સાયનાઇડના સલામત અને વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ વિકલ્પોમાં સંશોધન ચાલુ રાખવું જોઈએ. કાર્યક્ષમ સોનાના નિષ્કર્ષણ, કામદારોની સલામતી અને પર્યાવરણીય દેખરેખ વચ્ચે સંતુલન જાળવીને જ સોનાની ખાણકામ ઉદ્યોગ ભવિષ્યમાં ટકાઉ રીતે વિકાસ કરી શકે છે.