સોનાના પૂંછડીઓમાંથી સોડિયમ સાયનાઇડ દૂર કરવાની પ્રક્રિયાઓ શું છે?

પરિચય

સોનાના ખાણકામ ઉદ્યોગમાં, સાયનાઇડનો ઉપયોગ નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયામાં વ્યાપકપણે થાય છે કારણ કે તે અયસ્કમાંથી સોનાને ઓગાળવામાં અસરકારક છે. જોકે, પૂંછડીઓમાં સાયનાઇડની હાજરી પર્યાવરણીય અને સલામતીના નોંધપાત્ર જોખમો ઉભા કરે છે. પરિણામે, કાર્યક્ષમ સાયનાઇડ દૂર કરવાની પ્રક્રિયાઓનો વિકાસ અને અમલીકરણ અત્યંત મહત્વપૂર્ણ છે. આ લેખ સોનાના પૂંછડીઓની સારવારમાં ઉપયોગમાં લેવાતી વિવિધ સાયનાઇડ દૂર કરવાની પ્રક્રિયાઓની શોધ કરે છે , જેનો હેતુ ઉપલબ્ધ તકનીકોની વ્યાપક સમજ પૂરી પાડવાનો છે.

આલ્કલાઇન ક્લોરિનેશન પદ્ધતિ

સિદ્ધાંત

સાયનાઇડ દૂર કરવા માટે આલ્કલાઇન ક્લોરિનેશન પદ્ધતિ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી પ્રક્રિયાઓમાંની એક છે. આ પદ્ધતિમાં, ક્લોરિન આધારિત ઓક્સિડન્ટ્સ આલ્કલાઇન સ્થિતિમાં ટેઇલિંગ્સ સ્લરીમાં ઉમેરવામાં આવે છે. ક્લોરિન સાયનાઇડ આયનો (CN-) સાથે પ્રતિક્રિયા આપે છે જેથી ઓછા ઝેરી ઉત્પાદનો બને છે. આ પ્રતિક્રિયા બે મુખ્ય તબક્કામાં થાય છે. પ્રથમ તબક્કામાં, સાયનાઇડનું ઓક્સિડાઇઝેશન સાયનાઇડ (CNO-) માં થાય છે, અને બીજા તબક્કામાં, સાયનાઇડનું નાઇટ્રોજન ગેસ, કાર્બન ડાયોક્સાઇડ અને અન્ય હાનિકારક પદાર્થોમાં વધુ વિઘટન થાય છે.

લાભો

• ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા : તે નિયમનકારી સ્રાવ મર્યાદાને પૂર્ણ કરવા માટે સોનાના પૂંછડીઓમાં સાયનાઇડની ઉચ્ચ સાંદ્રતાને અસરકારક રીતે ઘટાડી શકે છે.

• વ્યાપકપણે લાગુ : વિવિધ સાયનાઇડ સાંદ્રતા અને રચનાઓ સાથે વિશાળ શ્રેણીના પૂંછડીઓ માટે યોગ્ય.

• સુસ્થાપિત ટેકનોલોજી : આ પ્રક્રિયા સારી રીતે સમજી શકાય તેવી છે, અને તેના ઉપયોગનો વ્યાપક ઔદ્યોગિક અનુભવ છે.

ગેરફાયદામાં

• કોરોસિવ રીએજન્ટ્સ : ક્લોરિન આધારિત ઓક્સિડન્ટ્સ સાધનો માટે કોરોસિવ હોઈ શકે છે, જેના કારણે જાળવણી ખર્ચ વધારે થાય છે અને સાધનોનું આયુષ્ય ઓછું થાય છે.

• ઝેરી ઉપ-ઉત્પાદનો : પ્રતિક્રિયા દરમિયાન, જો પ્રક્રિયા યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત ન થાય તો ક્લોરિન ગેસ જેવા ઝેરી ઉપ-ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન થવાનું જોખમ રહેલું છે.

• ઉચ્ચ રાસાયણિક વપરાશ : ક્લોરિન આધારિત ઓક્સિડન્ટ્સની પ્રમાણમાં મોટી માત્રાની જરૂર પડે છે, જે સંચાલન ખર્ચમાં વધારો કરી શકે છે.

કેસ સ્ટડી

એક સોનાની ખાણમાં સાયનાઇડ ધરાવતા ટેઇલિંગ્સની સારવાર માટે આલ્કલાઇન ક્લોરિનેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવ્યો હતો. ટેઇલિંગ્સ સ્લરીના pH ને લગભગ 10-11 પર કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરીને અને યોગ્ય માત્રામાં બ્લીચિંગ પાવડર (એક સામાન્ય ક્લોરિન-આધારિત ઓક્સિડન્ટ) ઉમેરીને, ટેઇલિંગ્સમાં કુલ સાયનાઇડનું પ્રમાણ 200 મિલિગ્રામ/લિટરની પ્રારંભિક સાંદ્રતાથી ઘટાડીને સારવાર પછી 0.1 મિલિગ્રામ/લિટર કરતા ઓછું કરવામાં આવ્યું હતું. સારવાર કરાયેલ ટેઇલિંગ્સ સ્થાનિક પર્યાવરણીય વિસર્જન ધોરણોને પૂર્ણ કરે છે.

INCO પ્રક્રિયા (સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ - હવા પ્રક્રિયા)

સિદ્ધાંત

INCO પ્રક્રિયા, જેને સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ - હવા પ્રક્રિયા તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે બીજી એક મહત્વપૂર્ણ સાયનાઇડ દૂર કરવાની તકનીક છે. આ પ્રક્રિયામાં, કોપર ઉત્પ્રેરકની હાજરીમાં સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને હવાને ટેઇલિંગ્સ સ્લરીમાં દાખલ કરવામાં આવે છે. સલ્ફર ડાયોક્સાઇડનું ઓક્સિડેશન સલ્ફેટમાં થાય છે, અને હવામાં રહેલો ઓક્સિજન સાયનાઇડના ઓક્સિડેશનમાં મદદ કરે છે. કોપર ઉત્પ્રેરક પ્રતિક્રિયા દરને વેગ આપે છે, સાયનાઇડને કાર્બન ડાયોક્સાઇડ, નાઇટ્રોજન અને અન્ય પદાર્થોમાં ફેરવે છે.

લાભો

• ઓછો રાસાયણિક વપરાશ : અન્ય કેટલીક પદ્ધતિઓની તુલનામાં, તેને ઓછા રાસાયણિક ઇનપુટની જરૂર પડે છે કારણ કે તે હવાને ઓક્સિડન્ટ સ્ત્રોત તરીકે ઉપયોગ કરે છે.

• ઘટાડેલા ઝેરી ઉપ-ઉત્પાદનો : આલ્કલાઇન ક્લોરિનેશનની તુલનામાં ઓછા ઝેરી ઉપ-ઉત્પાદનો ઉત્પન્ન કરે છે, જે તેને વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ વિકલ્પ બનાવે છે.

• ખર્ચ-અસરકારક : સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને હવાની કિંમત પ્રમાણમાં ઓછી હોવાથી મોટા પાયે કામગીરી માટે ખર્ચ-અસરકારક બની શકે છે.

ગેરફાયદામાં

• ઉત્પ્રેરકની જરૂરિયાત : કોપર ઉત્પ્રેરકની જરૂરિયાત પ્રક્રિયામાં જટિલતા ઉમેરે છે. ઉત્પ્રેરકની કાળજીપૂર્વક જાળવણી અને દેખરેખ રાખવાની જરૂર છે, અને તેનું નુકસાન અથવા નિષ્ક્રિયકરણ પ્રક્રિયાની કાર્યક્ષમતાને અસર કરી શકે છે.

• pH સંવેદનશીલતા : આ પ્રક્રિયા ટેઇલિંગ્સ સ્લરીના pH પ્રત્યે સંવેદનશીલ હોય છે. સાયનાઇડને કાર્યક્ષમ રીતે દૂર કરવા માટે શ્રેષ્ઠ pH સ્થિતિ જાળવવાની જરૂર છે, સામાન્ય રીતે 8 - 9 ની રેન્જમાં.

• ધીમી પ્રતિક્રિયા દર : કેટલીક અન્ય ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓની તુલનામાં પ્રતિક્રિયા દર પ્રમાણમાં ધીમો છે, જેના માટે મોટા પ્રતિક્રિયા વાહિનીઓ અને લાંબા નિવાસ સમયની જરૂર પડી શકે છે.

કેસ સ્ટડી

મોટા પાયે સોનાની ખાણકામ કામગીરી દ્વારા INCO પ્રક્રિયા અમલમાં મૂકવામાં આવી. સલ્ફર ડાયોક્સાઇડ અને હવા દાખલ કરવા માટે એક સમર્પિત પ્રતિક્રિયા પ્રણાલી સ્થાપિત કરીને અને કોપર ઉત્પ્રેરકના ડોઝને કાળજીપૂર્વક નિયંત્રિત કરીને, તેઓ તેમના પૂંછડીઓમાં સાયનાઇડ સાંદ્રતા 150 મિલિગ્રામ/લિટરથી ઘટાડીને 50 મિલિગ્રામ/લિટર કરતા ઓછી કરવામાં સક્ષમ હતા. આનાથી પૂંછડીના નિકાલ માટે ઉદ્યોગ દ્વારા સ્વીકૃત નબળા-એસિડ ડિસોસિએબલ (WAD) સાયનાઇડ સ્તરની આવશ્યકતાઓ પૂર્ણ થઈ.

જૈવિક સારવાર પદ્ધતિઓ

સિદ્ધાંત

સાયનાઇડ ધરાવતા સોનાના પૂંછડીઓની જૈવિક સારવારમાં બેક્ટેરિયા અને ફૂગ જેવા સુક્ષ્મસજીવોનો ઉપયોગ શામેલ છે. આ સુક્ષ્મસજીવો નાઇટ્રોજન અથવા કાર્બનના સ્ત્રોત તરીકે સાયનાઇડનું ચયાપચય કરી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચોક્કસ બેક્ટેરિયા એન્ઝાઇમેટિક પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા સાયનાઇડને એમોનિયામાં રૂપાંતરિત કરી શકે છે. એકંદર પ્રક્રિયા બાયોકેમિકલ પ્રતિક્રિયાઓની એક જટિલ શ્રેણી છે જ્યાં સુક્ષ્મસજીવો યોગ્ય તાપમાન, pH અને પોષક તત્વોની ઉપલબ્ધતા જેવી ચોક્કસ પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ હેઠળ સાયનાઇડ પરમાણુને તોડી નાખે છે.

લાભો

• પર્યાવરણને અનુકૂળ : જૈવિક સારવાર એ વધુ ટકાઉ વિકલ્પ છે કારણ કે તે પર્યાવરણમાં વધારાના હાનિકારક રસાયણો દાખલ કરતું નથી.

• ઓછી કિંમત : એકવાર માઇક્રોબાયલ કલ્ચર સ્થાપિત થઈ જાય, પછી સંચાલન ખર્ચ પ્રમાણમાં ઓછો થઈ શકે છે કારણ કે સુક્ષ્મસજીવો સ્વ-પ્રતિકૃતિ બનાવી શકે છે અને કુદરતી પોષક તત્વોનો ઉપયોગ કરી શકે છે.

• પસંદગીયુક્ત સારવાર : કેટલાક સુક્ષ્મસજીવો પસંદગીયુક્ત રીતે સાયનાઇડને નિશાન બનાવી શકે છે, જેનાથી પૂંછડીમાં રહેલા અન્ય મૂલ્યવાન ખનિજોને કોઈ ખલેલ પહોંચતી નથી.

ગેરફાયદામાં

• ધીમી પ્રક્રિયા : રાસાયણિક ઓક્સિડેશન પદ્ધતિઓની તુલનામાં જૈવિક પ્રક્રિયાઓમાં સામાન્ય રીતે ધીમી પ્રતિક્રિયા દર હોય છે. આ માટે મોટા પાયે બાયોરિએક્ટર અને લાંબા સારવાર સમયની જરૂર પડી શકે છે.

• પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓ પ્રત્યે સંવેદનશીલતા : સૂક્ષ્મજીવો તાપમાન, pH અને પૂંછડીઓમાં અન્ય ઝેરી પદાર્થોની હાજરી પ્રત્યે ખૂબ જ સંવેદનશીલ હોય છે. થોડો ફેરફાર પણ સૂક્ષ્મજીવો પ્રવૃત્તિને વિક્ષેપિત કરી શકે છે અને સાયનાઇડ દૂર કરવાની અસરકારકતા ઘટાડી શકે છે.

• શરૂઆતની જટિલતા : સાયનાઇડના અધોગતિ માટે સ્થિર અને કાર્યક્ષમ માઇક્રોબાયલ કલ્ચર સ્થાપિત કરવું પડકારજનક હોઈ શકે છે. તેના માટે યોગ્ય સુક્ષ્મસજીવોની કાળજીપૂર્વક પસંદગી અને અનુકૂલન જરૂરી છે.

કેસ સ્ટડી

એક સોનાની ખાણમાં જૈવિક સારવાર પ્રણાલીનો પ્રયોગ કરવામાં આવ્યો. તેઓએ સાયનાઇડ-ડિગ્રેડિંગ બેક્ટેરિયાના સમૂહથી ભરેલા ખાસ ડિઝાઇન કરેલા બાયોરિએક્ટરનો ઉપયોગ કર્યો. બાયોરિએક્ટરમાં પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓના લાંબા ગાળાના ઓપરેશન અને સતત ઑપ્ટિમાઇઝેશન પછી, તેઓ ટેઇલિંગ્સમાં સાયનાઇડની સાંદ્રતા 80 મિલિગ્રામ/લિટરથી ઘટાડીને લગભગ 10 મિલિગ્રામ/લિટર કરવામાં સક્ષમ હતા. જો કે, આ પ્રક્રિયાને સ્થિર કામગીરી પ્રાપ્ત કરવા માટે ઘણા મહિનાઓની શરૂઆત અને ગોઠવણની જરૂર હતી.

પૂંછડી ધોવા અને તળાવમાંથી કાપણી (WPS) પ્રક્રિયા

સિદ્ધાંત

WPS પ્રક્રિયામાં બે મુખ્ય પગલાં શામેલ છે: ટેઇલિંગ્સ સ્લરી ધોવા અને તળાવ અથવા ટાંકીમાંથી સાયનાઇડ દૂર કરવું. ધોવાના પગલામાં, ટેઇલિંગ્સ સ્લરી ધોવા માટે કાઉન્ટર-કરન્ટ હાઇ-રેટ જાડા કરનારાઓનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ ટેઇલિંગ્સમાંથી સાયનાઇડ ધરાવતા દ્રાવણની નોંધપાત્ર માત્રાને દૂર કરવામાં મદદ કરે છે. જાડા ઓવરફ્લો, જેમાં સાયનાઇડ હોય છે, તેને પછી તળાવ અથવા ટાંકીમાંથી બહાર કાઢવામાં આવે છે. સ્ટ્રિપિંગ પ્રક્રિયામાં, સાયનાઇડ-સમૃદ્ધ દ્રાવણ હવા અથવા અન્ય સ્ટ્રિપિંગ એજન્ટોના સંપર્કમાં આવે છે. હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસના રૂપમાં સાયનાઇડ, દ્રાવણમાંથી દૂર કરવામાં આવે છે અને તેને પુનઃપ્રાપ્ત કરી શકાય છે અથવા વધુ સારવાર આપી શકાય છે. છીનવાયેલા પાણીને ધોવાના તબક્કામાં પાછું રિસાયકલ કરી શકાય છે, જે પાણીના સંતુલન વ્યવસ્થાપનમાં મદદ કરે છે.

લાભો

• સંસાધન પુનઃપ્રાપ્તિ : આ પ્રક્રિયા સાયનાઇડની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે પરવાનગી આપે છે, જેને લીચિંગ પ્રક્રિયામાં ફરીથી રિસાયકલ કરી શકાય છે, જેનાથી ખાણમાં એકંદર સાયનાઇડનો વપરાશ ઓછો થાય છે.

• પાણી વ્યવસ્થાપન : છીનવાયેલા પાણીનું રિસાયક્લિંગ કરીને, તે ખાણકામ કામગીરીમાં પાણીના સંતુલનને સંચાલિત કરવામાં, તાજા પાણીના વપરાશની જરૂરિયાત ઘટાડવામાં અને ગંદા પાણીના વિસર્જનને ઘટાડવામાં મદદ કરે છે.

• હાલના માળખાનો ઉપયોગ : WPS પ્રક્રિયા ઘણીવાર હાલના પ્લાન્ટ માળખાનો ઉપયોગ કરી શકે છે જેમ કે જાડા અને પ્રક્રિયા પાણીના તળાવો, જેનાથી મોટા મૂડી રોકાણોની જરૂરિયાત ઓછી થાય છે.

ગેરફાયદામાં

• કામગીરીમાં જટિલતા : આ પ્રક્રિયામાં અનેક પગલાં શામેલ છે અને તેમાં ધોવાની કાર્યક્ષમતા, સ્ટ્રિપિંગ રેટ અને પાણીના રિસાયક્લિંગ ગુણોત્તર જેવા પરિમાણોનું કાળજીપૂર્વક નિયંત્રણ જરૂરી છે.

• સાયનાઇડ રિકવરી કાર્યક્ષમતા : સાયનાઇડ રિકવરીની કાર્યક્ષમતા ટેઇલિંગ્સમાં પ્રારંભિક સાયનાઇડ સાંદ્રતા, ધોવા અને ઉતારવાની કામગીરીની ગુણવત્તા અને અન્ય દખલ કરનારા પદાર્થોની હાજરી જેવા પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે.

• ગંધ અને સલામતીની ચિંતાઓ : કાપડ કાપવાની પ્રક્રિયામાં હાઇડ્રોજન સાયનાઇડ ગેસ છૂટી શકે છે, જેમાં તીવ્ર ગંધ હોય છે અને તે ખૂબ જ ઝેરી હોય છે. ગેસ લીકેજ અટકાવવા અને કામદારોની સલામતી સુનિશ્ચિત કરવા માટે યોગ્ય સલામતીના પગલાં લેવાની જરૂર છે.

કેસ સ્ટડી

એક સોનાની ખાણકામ કંપનીએ WPS પ્રક્રિયા અમલમાં મૂકી. વધુ સારી રીતે ધોવા માટે તેમના હાલના જાડા પદાર્થોને રિટ્રોફિટ કરીને અને સાઈનાઈડ દૂર કરવા માટે ઢંકાયેલ તળાવ બનાવીને, તેઓ 70% સુધીનો સાઈનાઈડ પુનઃપ્રાપ્તિ દર પ્રાપ્ત કરવામાં સક્ષમ હતા. પુનઃપ્રાપ્ત કરાયેલ સાઈનાઈડને લીચિંગ સર્કિટમાં સફળતાપૂર્વક રિસાયકલ કરવામાં આવ્યું, જેનાથી તેમના સાઈનાઈડ ખરીદી ખર્ચમાં નોંધપાત્ર ઘટાડો થયો.

ઉપસંહાર

સોનાના પૂંછડીઓમાંથી સાયનાઇડ દૂર કરવું એ પર્યાવરણીય સંરક્ષણ અને ટકાઉ ખાણકામ પદ્ધતિઓ માટે મહત્વપૂર્ણ છે. આલ્કલાઇન ક્લોરિનેશન, INCO પ્રક્રિયા, જૈવિક સારવાર અને WPS પ્રક્રિયા સહિત ચર્ચા કરાયેલ દરેક સાયનાઇડ દૂર કરવાની પ્રક્રિયાઓના પોતાના અનન્ય ફાયદા અને ગેરફાયદા છે. સૌથી યોગ્ય પ્રક્રિયાની પસંદગી વિવિધ પરિબળો પર આધાર રાખે છે જેમ કે પૂંછડીઓમાં પ્રારંભિક સાયનાઇડ સાંદ્રતા, પૂંછડીઓની રચના, ઉપલબ્ધ માળખાગત સુવિધાઓ અને ખર્ચ-લાભ વિશ્લેષણ. ઘણા કિસ્સાઓમાં, સૌથી કાર્યક્ષમ અને ખર્ચ-અસરકારક સાયનાઇડ દૂર કરવા માટે આ પ્રક્રિયાઓનું સંયોજન જરૂરી હોઈ શકે છે. ખાણકામ ઉદ્યોગ વધતી જતી પર્યાવરણીય ચકાસણીનો સામનો કરી રહ્યો હોવાથી, સ્વચ્છ અને વધુ ટકાઉ ભવિષ્ય સુનિશ્ચિત કરવા માટે સાયનાઇડ દૂર કરવાની તકનીકોમાં સતત સંશોધન અને વિકાસ જરૂરી રહેશે.