સોનાના સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયા પર સીસાના ક્ષારની સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણ અસરો

પરિચય

ખાણ ઉદ્યોગમાં સોનાના સાયનાઇડેશનનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ તેના અયસ્કમાંથી સોનું કાઢવા માટે થાય છે. ચોક્કસ રસાયણોનો ઉમેરો આ પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતાને નોંધપાત્ર રીતે પ્રભાવિત કરી શકે છે. આ ઉમેરણોમાં, લીડ સોલ્ટે સોનાના સાયનાઇડેશન પ્રતિક્રિયા પર સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણ બંને જટિલ અસરો દર્શાવી છે . સોનાના નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા, ખર્ચ ઘટાડવા અને પર્યાવરણીય અસરોને ઘટાડવા માટે આ અસરોને સમજવી મહત્વપૂર્ણ છે .

ગોલ્ડ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયાની મૂળભૂત બાબતો

સોનાના સાયનાઇડેશન, જેને મેકઆર્થર-ફોરેસ્ટ પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તેમાં ઓક્સિજનની હાજરીમાં સોનાની સાયનાઇડ આયનો સાથે પ્રતિક્રિયાનો સમાવેશ થાય છે . આ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા સોનાને ઓર મેટ્રિક્સમાંથી દ્રાવણમાં ઓગળવા માટે સક્ષમ બનાવે છે, જે પછીથી તેને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની મંજૂરી આપે છે. જો કે, ઓરમાં વિવિધ અશુદ્ધિઓની હાજરી અને પ્રતિક્રિયાની સ્થિતિ સોનું કેટલી ઝડપથી અને સંપૂર્ણપણે ઓગળે છે તેના પર અસર કરી શકે છે.

સીસાના ક્ષારની સક્રિયકરણ અસરો

સક્રિયકરણની પદ્ધતિ

ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાં ઉત્પ્રેરકની ભૂમિકા

સોનાના સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં સીસાના ક્ષાર ઉત્પ્રેરક તરીકે કાર્ય કરી શકે છે. ઓછા ઓવરપોટેન્શિયલ પ્રદેશ (– 0.35 V વિરુદ્ધ Ag/AgCl) માં, સાયનાઇડ દ્રાવણમાં સીસાના ક્ષાર ઉમેરવાથી સોનાના લીચિંગ પ્રક્રિયા ઝડપી બને છે. ચક્રીય વોલ્ટેમેટ્રી (CV) પ્રયોગો દર્શાવે છે કે સીસું સોનાની સપાટી પર થતી ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓમાં ભાગ લે છે. સાયનાઇડેશન પરિસ્થિતિઓમાં, સોનું સીસા સાથે એલોય બનાવે છે. આ એલોય સોનાની સપાટી પર નાના ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ કોષો બનાવે છે, જ્યાં ઓક્સિડેશન અને રિડક્શન પ્રતિક્રિયાઓ એકસાથે થાય છે. સોનાના એલોયના ઇન્ટરફેસ પર ઓક્સિડેશન પ્રતિક્રિયા સોનાના ભંગાણને પ્રોત્સાહન આપે છે, જ્યારે રિડક્શન પ્રતિક્રિયામાં દ્રાવણમાં ઓક્સિજન અથવા અન્ય ઓક્સિડાઇઝિંગ પદાર્થોનો સમાવેશ થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ ક્રિયા સોનાના વિસર્જનના એકંદર દરને નોંધપાત્ર રીતે વેગ આપે છે.

અશુદ્ધિ પ્રતિક્રિયાઓનો અવરોધ

તાંબુ અને અન્ય અશુદ્ધિઓ ધરાવતા અયસ્કમાં, સીસાના ક્ષાર ફાયદાકારક ભૂમિકા ભજવે છે. ઓરમાં રહેલા તાંબાના ખનિજો સોના-સાયનાઇડેશન પ્રતિક્રિયા સાથે સ્પર્ધા કરીને સાયનાઇડ અને ઓક્સિજનનો ઉપયોગ કરી શકે છે. સીસાના ક્ષાર તાંબાના આયનો અથવા તાંબા-ધારક ખનિજો સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે, અદ્રાવ્ય સંયોજનો બનાવે છે જે તાંબાના ખનિજોને ઓગળતા અટકાવે છે. આ તાંબા દ્વારા ઉપયોગમાં લેવાતા સાયનાઇડનું પ્રમાણ ઘટાડે છે, જેનાથી સોના-સાયનાઇડેશન પ્રતિક્રિયા માટે વધુ સાયનાઇડ ઉપલબ્ધ રહે છે અને આમ સોનાના લીચિંગ દરમાં વધારો થાય છે. ઉચ્ચ-તાંબાના સોના-ધારક અયસ્કમાં, સીસાના ક્ષાર ઉમેરવાથી સાયનાઇડ દ્રાવણમાં ઓગળેલા તાંબાની માત્રામાં ઘટાડો જોવા મળ્યો છે, જે સોનાના વિસર્જન માટે અનુકૂળ ગુણોત્તર જાળવી રાખે છે.

સક્રિયકરણના પ્રાયોગિક પુરાવા

પ્રયોગશાળા અને ઔદ્યોગિક અભ્યાસો બંનેએ સીસાના ક્ષારના સક્રિયકરણ અસરની પુષ્ટિ કરી છે . 0.25% ગેલેના ધરાવતા સોનાના ઓર પરના એક અભ્યાસમાં, સીસાનું મીઠું ઉમેરવાથી સોનાના લીચિંગ દરમાં નોંધપાત્ર સુધારો થયો. ઔદ્યોગિક પદ્ધતિઓ પણ આ તારણોને સમર્થન આપે છે. કેટલીક સોનાની ખાણોમાં, ચોક્કસ પ્રકારના ઓર પર પ્રક્રિયા કરતી વખતે, યોગ્ય માત્રામાં સીસાના ક્ષાર ઉમેરવાથી સોડિયમ સાયનાઇડનો વપરાશ 12 કિગ્રા/ટનથી ઓછો થઈને 5 કિગ્રા/ટન જેટલો ઓછો થઈ ગયો અને સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિ દર 98% થી વધુ થઈ ગયો.

સીસાના ક્ષારની નિષ્ક્રિયકરણ અસરો

નિષ્ક્રિયકરણ માટેની શરતો

સિલિકેટ અને ચોક્કસ સીસાની હાજરી - ધરાવતા ખનિજો

ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, ખાસ કરીને સિલિકેટ અને ચોક્કસ સીસા ધરાવતા ખનિજોની હાજરીમાં, સીસા ઉમેરવાથી સોનાનું ઓક્સિડેશન ધીમું થઈ શકે છે. – 0.35 V (વિરુદ્ધ Ag/AgCl) ની ક્ષમતા પર, સોનું ઓગળવાનો દર ઘટે છે. ચોક્કસ કારણ જટિલ છે, પરંતુ તેમાં સપાટી પરની ફિલ્મોનું નિર્માણ અથવા સોનાની સપાટી સાથે સીસાના પદાર્થોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા શામેલ હોઈ શકે છે, જે સાયનાઇડ આયનો અને ઓક્સિજનને સોના સુધી પહોંચતા અટકાવે છે. ઉદાહરણ તરીકે, કેટલાક સીસા ધરાવતા ખનિજો સાયનાઇડ દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જેથી સંયોજનો બને છે જે સોનાની સપાટીને આવરી લે છે, જે સાયનાઇડેશન પ્રતિક્રિયાની સામાન્ય પ્રગતિને અવરોધે છે.

ઉચ્ચ - સલ્ફર ઓર

ઉચ્ચ સલ્ફર ઓરમાં, સીસું ઉમેરવાથી ફાયદાકારક ન પણ હોય અને તે નિષ્ક્રિય પણ થઈ શકે છે. જ્યારે ઓરમાં સલ્ફરનું પ્રમાણ વધારે હોય છે, ત્યારે સલ્ફાઇડ ખનિજો સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયા દરમિયાન એલિમેન્ટલ સલ્ફરમાં ઓક્સિડાઇઝ થાય છે. આ એલિમેન્ટલ સલ્ફર સોનાની સપાટી પર એક સ્તર બનાવે છે જે તેને સાયનાઇડ-ઓક્સિજન દ્રાવણ સાથે પ્રતિક્રિયા આપતા અટકાવે છે. સીસું સલ્ફાઇડ ખનિજોના સલ્ફરમાં ઓક્સિડેશનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે, જે સોનાના સાયનાઇડેશન પ્રતિક્રિયાને વધુ અવરોધે છે અને સોનાના વિસર્જન દરમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો લાવી શકે છે.

નિષ્ક્રિયકરણના વિશ્લેષણાત્મક પુરાવા

એક્સ-રે ફોટોઈલેક્ટ્રોન સ્પેક્ટ્રોસ્કોપી (XPS) વિશ્લેષણ નિષ્ક્રિયકરણ અસરોના પુરાવા પૂરા પાડે છે. સીસાના ઉમેરા સાથે ઉચ્ચ-સલ્ફર ઓર સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયાઓના નમૂનાઓમાં, XPS સ્પેક્ટ્રા સોનાની સપાટી પર સલ્ફર ધરાવતા પદાર્થોની હાજરી દર્શાવે છે, જે નિષ્ક્રિય સલ્ફર સ્તરની રચના સૂચવે છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પરીક્ષણો પણ પુષ્ટિ કરે છે કે સિલિકેટ અને સીસા ધરાવતા ખનિજોની હાજરીમાં સોનાના ઓક્સિડેશનનો દર ઘટે છે.

સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણ વચ્ચેના સંતુલનને અસર કરતા પરિબળો

સીસાના ક્ષારની સાંદ્રતા

સાયનાઇડેશન સિસ્ટમમાં ઉમેરવામાં આવતા સીસાના ક્ષારનું પ્રમાણ ખૂબ જ મહત્વપૂર્ણ છે. ઓછી સાંદ્રતામાં, સીસાના ક્ષાર સામાન્ય રીતે સક્રિય અસર ધરાવે છે, જે સોનાના વિસર્જનને પ્રોત્સાહન આપે છે. પરંતુ જો સાંદ્રતા ખૂબ વધારે હોય, તો તે વધુ પડતી પ્રતિક્રિયા પેદાશોનું નિર્માણ તરફ દોરી શકે છે જે નિષ્ક્રિયકરણનું કારણ બને છે. ઉદાહરણ તરીકે, સીસાના આયનોની વધુ પડતી ઊંચી સાંદ્રતા લીડ - સાયનાઇડ સંકુલના અવક્ષેપમાં પરિણમી શકે છે જે સોનાની સપાટીને આવરણ આપે છે અને સાયનાઇડેશન પ્રતિક્રિયાને અટકાવે છે.

ઓર રચના

સલ્ફાઇડ ખનિજો, સિલિકેટ્સ અને અન્ય અશુદ્ધિઓના પ્રકારો અને માત્રા સહિત ઓરની રચના નક્કી કરે છે કે સીસાના ક્ષાર સક્રિયકર્તા તરીકે કાર્ય કરે છે કે નિષ્ક્રિયકર્તા તરીકે. ઉચ્ચ સલ્ફર અયસ્કમાં પાયરાઇટ જેવા ચોક્કસ સલ્ફાઇડ ખનિજોની ઉચ્ચ સામગ્રી ધરાવતા ઓર, જ્યારે સીસું ઉમેરવામાં આવે છે ત્યારે નિષ્ક્રિયકરણ અનુભવવાની શક્યતા વધુ હોય છે. તેનાથી વિપરીત, નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં કોપર ખનિજો ધરાવતા ઓર, સીસાના ક્ષારની સક્રિયકરણ અસરથી લાભ મેળવી શકે છે.

પ્રતિક્રિયા શરતો

તાપમાન, pH, અને દ્રાવણમાં ઓક્સિજન અને સાયનાઇડની સાંદ્રતા જેવી પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓ પણ સીસાના ક્ષારના સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણ અસરોને અસર કરે છે. ઉચ્ચ તાપમાન સીસા સંબંધિત ફાયદાકારક અને હાનિકારક બંને પ્રતિક્રિયાઓને ઝડપી બનાવી શકે છે. દ્રાવણનો pH સીસા અને અન્ય ધાતુના આયનોના અસ્તિત્વને અસર કરે છે, સોના અને અન્ય ખનિજો સાથે તેમની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓને પ્રભાવિત કરે છે. સોના-સાયનાઇડેશન પ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે આગળ વધે તે માટે પર્યાપ્ત ઓક્સિજન સાંદ્રતા જરૂરી છે, અને સીસાના ક્ષાર પરિસ્થિતિઓના આધારે ઓક્સિજન સાથે અલગ અલગ રીતે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, કાં તો પ્રતિક્રિયાને વધારે છે અથવા અટકાવે છે.

ઉપસંહાર

સોનાના સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયા પર સીસાના ક્ષારની સક્રિયકરણ અને નિષ્ક્રિયકરણ બંને અસરો હોય છે. ઇલેક્ટ્રોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓને ઉત્પ્રેરિત કરવા અને અશુદ્ધિમાં દખલ ઘટાડવા જેવી સક્રિયકરણ અસરો, સોનાના નિષ્કર્ષણ કાર્યક્ષમતામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે. જો કે, ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, જેમ કે સિલિકેટ, ચોક્કસ સીસા-ધારક ખનિજો અથવા ઉચ્ચ-સલ્ફર અયસ્કની હાજરીમાં, સીસાના ક્ષાર સોનાના ઓક્સિડેશનને ધીમું કરીને અથવા સોનાની સપાટી પર અવરોધક સ્તરો બનાવીને નિષ્ક્રિયકરણનું કારણ બની શકે છે. સોનાના સાયનાઇડેશનમાં સીસાના ક્ષારનો સફળતાપૂર્વક ઉપયોગ કરવા માટે, આ અસરોને પ્રભાવિત કરતા પરિબળોને સમજવું, જેમાં સીસાના મીઠાની સાંદ્રતા, ઓર રચના અને પ્રતિક્રિયા સ્થિતિનો સમાવેશ થાય છે, તે જરૂરી છે. આ પરિબળોને કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરીને, ખાણકામ ઉદ્યોગ સોનાના નિષ્કર્ષણને ઑપ્ટિમાઇઝ કરી શકે છે, રીએજન્ટ વપરાશ ઘટાડી શકે છે, નફાકારકતા વધારી શકે છે અને પર્યાવરણીય અસરોને ઘટાડી શકે છે. ભવિષ્યના સંશોધન વિવિધ ઓર-પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓમાં સીસાના મીઠાના વર્તનની આગાહી કરવા અને નિષ્ક્રિયકરણ અસરોનો સામનો કરવા માટે નવા રસ્તાઓ શોધવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકે છે.