કોપર-બેરિંગ ગોલ્ડ ઓર સાયનાઇડેશનમાં કોપર લીચિંગને રોકવા માટેના રીએજન્ટ્સ

પરિચય

સોનાના અયસ્કમાંથી સોનાના નિષ્કર્ષણ માટે સાયનાઇડેશન એ વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી અને અસરકારક પદ્ધતિ છે, ખાસ કરીને તાંબાના અયસ્કના કિસ્સામાં. તે ક્ષમતા પર આધારિત છે સાયનાઇડ આયનસોના સાથે સ્થિર સંકુલ બનાવવા માટે, જે ઓર મેટ્રિક્સમાંથી સોનાનું વિસર્જન કરવાની મંજૂરી આપે છે. સોના માટે સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં મૂળભૂત રાસાયણિક પ્રતિક્રિયા 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O=4Na[Au(CN)_2]+4NaOH છે. આ પ્રક્રિયા તેની પ્રમાણમાં ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા અને સારી રીતે સમજી શકાય તેવી ટેકનોલોજીને કારણે એક સદીથી વધુ સમયથી સોનાના ખાણકામ ઉદ્યોગનો આધારસ્તંભ રહી છે.

જોકે, તાંબાવાળા સોનાના અયસ્ક સાથે કામ કરતી વખતે, ની હાજરી તાંબાનું ખનિજs નોંધપાત્ર પડકારો ઉભા કરે છે. સોના સાથે સંકળાયેલા સામાન્ય તાંબાના ખનિજો, જેમ કે ચેલ્કોપીરાઇટ (CuFeS_2), ચેલ્કોસાઇટ (Cu_2S), મેલાકાઇટ (Cu_2(OH)_2CO_3), અને એઝ્યુરાઇટ (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), સાયનાઇડ દ્રાવણમાં ખૂબ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સાયનાઇડ ધરાવતા માધ્યમમાં, ચાલ્કોસાઇટ નીચે મુજબ પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે: Cu_2S + 4NaCN=2Na[Cu(CN)_2]+Na_2S. આ પ્રતિક્રિયાઓ મોટી માત્રામાં સાયનાઇડના વપરાશ તરફ દોરી જાય છે. સાયનાઇડનો વધુ પડતો વપરાશ માત્ર ઉત્પાદન ખર્ચમાં વધારો કરતું નથી પરંતુ સાયનાઇડની ઝેરી અસરને કારણે પર્યાવરણીય અસરો પણ કરે છે.

વધુમાં, તાંબાનું વિસર્જન અનુગામી પ્રક્રિયાઓમાં દખલ કરી શકે છે સોનાની વસૂલાત. સાયનાઇડ દ્રાવણમાં તાંબાનું ઊંચું પ્રમાણ સોનાની કાર્યક્ષમતા ઘટાડી શકે છે - સાયનાઇડ જટિલ રચના, આમ સોનામાં ઘટાડો થાય છે લીચિંગ દર. આનું કારણ એ છે કે તાંબુ સાયનાઇડ આયનો અને દ્રાવણમાં ઓક્સિજન માટે સોના સાથે સ્પર્ધા કરે છે, જે સોનાના કાર્યક્ષમ વિસર્જન માટે જરૂરી રાસાયણિક સંતુલનને વિક્ષેપિત કરે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, તાંબાની હાજરી સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિ માટે ઝીંક-સિમેન્ટેશન અથવા કાર્બન-ઇન-પલ્પ (CIP) જેવી ડાઉનસ્ટ્રીમ પ્રક્રિયાઓમાં પણ સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે, જેના કારણે સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિ દર ઓછો થાય છે અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તા નબળી પડે છે.

તેથી, તાંબા ધરાવતા સોનાના અયસ્કના સાયનાઇડેશન દરમિયાન તાંબાના લીચિંગને રોકવા માટે અસરકારક રીએજન્ટ્સ શોધવાનું ખૂબ મહત્વ છે. આવા રીએજન્ટ્સ સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવામાં મદદ કરી શકે છે, ઘટાડે છે સાયનાઇડનું સેવન, અને સોનાના નિષ્કર્ષણની એકંદર કાર્યક્ષમતામાં સુધારો, ખાણકામ કામગીરીને વધુ આર્થિક રીતે સધ્ધર અને પર્યાવરણને અનુકૂળ બનાવે છે. નીચેના વિભાગોમાં, આપણે આ હેતુ માટે અભ્યાસ કરાયેલા અને ઉપયોગમાં લેવાતા વિવિધ રીએજન્ટ્સનું અન્વેષણ કરીશું.

સાયનાઇડ સોલ્યુશનમાં તાંબાના લીચિંગ લાક્ષણિકતાઓ

સાયનાઇડ દ્રાવણમાં, સોના સાથે સંકળાયેલા તાંબાના ખનિજો અલગ લીચિંગ વર્તણૂકો દર્શાવે છે. સામાન્ય પ્રાથમિક તાંબાના ખનિજો જેમ કે ચેલ્કોપીરાઇટ (CuFeS_2) અને ચેલ્કોસાઇટ (Cu_2S), મેલાકાઇટ (Cu_2(OH)_2CO_3), એઝ્યુરાઇટ (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), બોર્નાઇટ (Cu_5FeS_4), કપરાઇટ (Cu_2O), અને મૂળ તાંબુ, પ્રમાણમાં દ્રાવ્ય હોય છે.

આ તાંબાના ખનિજોને ઓરડાના તાપમાને (25^{\circ}C) લીચ કરી શકાય છે. તાંબાના લીચિંગ દરમાં વ્યાપકપણે ફેરફાર થાય છે, જે 5 - 10% થી 90% થી વધુ હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મેલાકાઇટ અને એઝુરાઇટ, જે કોપર-કાર્બોનેટ ખનિજો છે, તે સાયનાઇડ દ્રાવણમાં ખૂબ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. સાયનાઇડ સાથે મેલાકાઇટની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH તરીકે વ્યક્ત કરી શકાય છે. આ દર્શાવે છે કે સાયનાઇડની ક્રિયા હેઠળ, મેલાકાઇટમાં રહેલ તાંબુ અસરકારક રીતે ઓગળી શકે છે.

જ્યારે ઉચ્ચ કોપર ગોલ્ડ કોન્સન્ટ્રેટ્સ સાથે કામ કરવામાં આવે છે, ત્યારે સાયનાઇડેશન દરમિયાન લીચિંગ પ્રક્રિયામાં કેટલાક "ક્લિનિકલ" લક્ષણો હોય છે. સાયનાઇડનો વપરાશ અત્યંત વધારે થઈ જાય છે. સામાન્ય રીતે, વિવિધ કોપર ખનિજો માટે, 1 ગ્રામ કોપરના વિસર્જન માટે 2.3 - 3.4 ગ્રામનો વપરાશ જરૂરી છે. સોડિયમ સાયનાઇડ. તે જ સમયે, તાંબાનું વિસર્જન દ્રાવણમાં રહેલા ઓક્સિજનનો પણ ઉપયોગ કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ચાલ્કોસાઇટના લીચિંગ પ્રક્રિયામાં, 2Cu_2S+8NaCN + O_2+2H_2O = 4Na[Cu(CN)_2]+2Na_2S + 4NaOH પ્રતિક્રિયા થાય છે, જે માત્ર મોટી માત્રામાં સાયનાઇડ જ નહીં પરંતુ નોંધપાત્ર માત્રામાં ઓક્સિજનનો પણ ઉપયોગ કરે છે.

વધુમાં, લીચિંગ અસર પ્રમાણમાં નબળી બને છે. સાયનાઇડ દ્રાવણમાં તાંબાનું ઊંચું સ્તર સોના - સાયનાઇડ સંકુલ રચનાની કાર્યક્ષમતા ઘટાડી શકે છે. તાંબુ દ્રાવણમાં સાયનાઇડ આયનો અને ઓક્સિજન માટે સોના સાથે સ્પર્ધા કરે છે. પરિણામે, સોનાના કાર્યક્ષમ વિસર્જન માટે જરૂરી રાસાયણિક સંતુલન ખોરવાય છે. આનાથી સોનાના લીચિંગ દરમાં ઘટાડો થાય છે અને ઝીંક - સિમેન્ટેશન અથવા કાર્બન - ઇન - પલ્પ (CIP) જેવી અનુગામી સોના - પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રક્રિયાઓમાં પણ સમસ્યાઓ ઊભી થઈ શકે છે, જેના પરિણામે આખરે સોના - પુનઃપ્રાપ્તિ દર ઓછો થાય છે અને ઉત્પાદનની ગુણવત્તામાં ઘટાડો થાય છે.

કોપર લીચિંગને રોકવા માટે સામાન્ય રીએજન્ટ્સ

લીડ ક્ષાર

તાંબા ધરાવતા સોનાના અયસ્કના સાયનાઇડેશનમાં તાંબાના લીચિંગને રોકવા માટે સીસાના ક્ષારનો ઉપયોગ ઘણીવાર રીએજન્ટ તરીકે થાય છે. સામાન્ય રીતે ઉપયોગમાં લેવાતા સીસાના ક્ષારમાં લીડ નાઈટ્રેટ (Pb(NO_3)_2), લીડ એસિટેટ (C_4H_6O_4Pb\cdot3H_2O), અને લીડ ઓક્સાઇડ (PbO)નો સમાવેશ થાય છે.

ઉદાહરણ તરીકે લીડ એસિટેટ લો. સંશોધન દર્શાવે છે કે સાયનાઇડ લીચિંગ પહેલાં લીડ એસિટેટ ઉમેરવાથી તાંબાના લીચિંગને અસરકારક રીતે અટકાવી શકાય છે, સોના અને ચાંદીના લીચિંગમાં વધારો થાય છે અને વપરાશ ઓછો થાય છે. સોડિયમ સાયનાઇડ. ૪.૯૨% કોપર સામગ્રી ધરાવતા ચોક્કસ સોનાના ઘટ્ટ માટે, જ્યારે લીચિંગ પહેલાં ૧૫૦ ગ્રામ/ટન લીડ એસિટેટ સીધું ઉમેરવામાં આવે છે, ત્યારે -૦.૦૩૭ મીમી કણોના કદની ગ્રાઇન્ડીંગ ફાઇનેસ ૯૫% થાય છે, લીચિંગ સમય ૪૮ કલાક, સોડિયમ સાયનાઇડ સાંદ્રતા ૦.૫%, pH ૧૨ અને પલ્પ સાંદ્રતા ૪૦% હોય છે, લીચિંગ અવશેષમાં સોનાનો ગ્રેડ ૧.૨૦ ગ્રામ/ટન સુધી ઘટાડી શકાય છે, સોનાનો લીચિંગ દર ૯૭.૫૫% સુધી પહોંચે છે, ચાંદીનો પુનઃપ્રાપ્તિ દર ૬૦.૨૮% છે, અને સોડિયમ સાયનાઇડનો વપરાશ ૧૪.૩૭ કિગ્રા/ટન છે. આ સ્પષ્ટપણે આ પ્રક્રિયામાં લીડ એસિટેટની સકારાત્મક અસર દર્શાવે છે.

સીસાના ક્ષારની અવરોધક પદ્ધતિ અદ્રાવ્ય સંયોજનોની રચના સાથે સંબંધિત હોઈ શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, સીસું ઓરમાં સલ્ફર ધરાવતા પદાર્થો સાથે પ્રતિક્રિયા કરીને અદ્રાવ્ય સીસા સલ્ફાઇડ બનાવી શકે છે. આ પ્રતિક્રિયા સલ્ફર ધરાવતા પદાર્થોનું પ્રમાણ ઘટાડે છે જે તાંબાના ખનિજો સાથે પ્રતિક્રિયા આપી શકે છે, જેનાથી તાંબાના ખનિજોના વિસર્જનને અટકાવે છે. વધુમાં, સીસાના ક્ષાર તાંબાના ખનિજોના સપાટીના ગુણધર્મોને પણ અસર કરી શકે છે, જેનાથી સાયનાઇડ દ્રાવણમાં તેમની પ્રતિક્રિયાશીલતા ઓછી થાય છે.

ચેલેટીંગ એજન્ટો (દા.ત., સાઇટ્રિક એસિડ)

સાઇટ્રિક એસિડ જેવા ચેલેટીંગ એજન્ટો પણ સાયનાઇડેશન દરમિયાન કોપર લીચિંગને રોકવામાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે. સાઇટ્રિક એસિડ જેવા ચેલેટીંગ-પ્રકારના લીચિંગ-સહાયક એજન્ટો એક અનન્ય પદ્ધતિ દ્વારા કાર્ય કરે છે. સાઇટ્રિક એસિડમાં કાર્બોક્સિલ અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો હોય છે, જે પલ્પમાં Cu^{2 +}, Zn^{2+}, Fe^{2+} અને Fe^{3+} જેવા હાનિકારક આયનો સાથે ચેલેટ કરી શકે છે જેથી સ્થિર ચેલેટ્સ બને.

ઉદાહરણ તરીકે, સાઇટ્રિક એસિડમાં કાર્બોક્સિલ જૂથ ઓક્સિજન પરમાણુઓના એકલ-જોડી ઇલેક્ટ્રોન દ્વારા ધાતુના આયનો સાથે સંકલન કરી શકે છે, જે રિંગ જેવી રચના બનાવે છે. આ ધાતુના આયનોને ચેલેટ કરીને, સાઇટ્રિક એસિડ સાયનાઇડેશન લીચિંગ પ્રક્રિયા પર તેમની નકારાત્મક અસરોને દૂર કરી શકે છે, જેમ કે દ્રાવણમાં ઓક્સિજનનો વપરાશ ઘટાડવો. વધુમાં, સાઇટ્રિક એસિડ કેલ્શિયમ - અને મેગ્નેશિયમ - ધરાવતા ખનિજો જેવા ગેંગ્યુ ખનિજોના વિસર્જનને અટકાવી શકે છે. તે આ ગેંગ્યુ ખનિજોની સપાટી સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરી શકે છે, તેમના સપાટીના ચાર્જ અને હાઇડ્રોફિલિક - હાઇડ્રોફોબિક ગુણધર્મોને બદલી શકે છે, જેનાથી તેમને સાયનાઇડ દ્રાવણમાં ઓગળવાનું વધુ મુશ્કેલ બને છે. ગેંગ્યુ ખનિજોનું આ નિષેધ પલ્પમાં "અસરકારક સક્રિય ઓક્સિજન" ને પણ સુધારી શકે છે. જ્યારે ગેંગ્યુ ખનિજો ઓગળવાની શક્યતા ઓછી હોય છે, ત્યારે તેઓ ઓછા ઓક્સિજનનો વપરાશ કરે છે, અને સોનાના સાયનાઇડેશન માટે વધુ ઓક્સિજન ઉપલબ્ધ થાય છે, જે સોનાના લીચિંગ માટે ફાયદાકારક છે. સામાન્ય રીતે, સાઇટ્રિક એસિડ ઉમેરવાથી સોનાના સાયનાઇડેશન માટે વધુ અનુકૂળ રાસાયણિક વાતાવરણ બનાવવામાં મદદ મળી શકે છે, અન્ય ધાતુ આયનોની દખલગીરી ઓછી થાય છે અને સોનાના નિષ્કર્ષણની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થાય છે.

અન્ય (સંક્ષિપ્ત પરિચય)

ઉપરોક્ત રીએજન્ટ્સ ઉપરાંત, સાયનાઇડ આયનોની સાંદ્રતાને નિયંત્રિત કરવી એ પણ તાંબાના વિસર્જનને નબળું પાડવાનો એક અસરકારક માર્ગ હોઈ શકે છે. જ્યારે સાયનાઇડ આયનોની સાંદ્રતા ચોક્કસ શ્રેણીમાં યોગ્ય રીતે નિયંત્રિત થાય છે, ત્યારે સાયનાઇડ સાથે તાંબાના ખનિજોનો પ્રતિક્રિયા દર ઘટાડી શકાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, સરળતાથી દ્રાવ્ય તાંબાના ખનિજોની પ્રમાણમાં ઊંચી સામગ્રી ધરાવતા કેટલાક સોનાના અયસ્ક માટે, મુક્ત CN^ - આયનોની સાંદ્રતાને પ્રમાણમાં નીચા સ્તરે (જેમ કે 0.05% - 0.10%) રાખીને, તાંબાના ખનિજોનો વિસર્જન દર નોંધપાત્ર રીતે ધીમો કરી શકાય છે, જ્યારે સોનાના ખનિજોનો વિસર્જન દર હજુ પણ પ્રમાણમાં ઊંચો છે, જેથી સાયનાઇડ મુખ્યત્વે સોનાના ખનિજોના વિસર્જન પર કાર્ય કરે છે.

બીજી પદ્ધતિ એમોનિયા - સાયનાઇડ સિસ્ટમનો ઉપયોગ કરવાની છે. એમોનિયા - સાયનાઇડ સિસ્ટમમાં, એમોનિયા કોપર આયનો સાથે સંકુલ બનાવી શકે છે, જે ચોક્કસ હદ સુધી કોપરના લીચિંગને અટકાવી શકે છે. જો કે, એમોનિયાની ઊંચી અસ્થિરતાને કારણે, ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન પ્રક્રિયામાં સ્થિર સાંદ્રતા જાળવવી મુશ્કેલ છે, જે તેના મોટા પાયે ઔદ્યોગિક ઉપયોગને મર્યાદિત કરે છે. જોકે આ પદ્ધતિમાં કોપર લીચિંગ ઘટાડવાનો ફાયદો છે, વ્યવહારિક કામગીરી અને ખર્ચ - અસરકારકતામાં પડકારોને વધુ સંબોધિત કરવાની જરૂર છે.

રીએજન્ટ્સની અસરને અસર કરતા પરિબળો

તાંબા ધરાવતા સોનાના અયસ્કના સાયનાઇડેશન દરમિયાન તાંબાના લીચિંગને રોકવા માટે ઉપયોગમાં લેવાતા રીએજન્ટ્સની અસરકારકતા ઘણા પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે, જે સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયાને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા માટે સમજવા માટે મહત્વપૂર્ણ છે.

ઓર પ્રોપર્ટીઝ

1. કોપર ખનિજોના પ્રકાર

1. સાયનાઇડ દ્રાવણમાં વિવિધ કોપર ખનિજોમાં અલગ પ્રતિક્રિયાશીલતા હોય છે. ઉદાહરણ તરીકે, મેલાકાઇટ (Cu_2(OH)_2CO_3) અને એઝ્યુરાઇટ (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2) જેવા કોપર-કાર્બોનેટ ખનિજો કેટલાક પ્રાથમિક સલ્ફાઇડ કોપર ખનિજો જેમ કે ચેલ્કોપીરાઇટ (CuFeS_2) ની તુલનામાં પ્રમાણમાં વધુ પ્રતિક્રિયાશીલ હોય છે. માલાકાઇટ Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH પ્રતિક્રિયા અનુસાર સાયનાઇડ સાથે સરળતાથી પ્રતિક્રિયા આપે છે. આ ઉચ્ચ પ્રતિક્રિયાશીલતાનો અર્થ એ છે કે જ્યારે કોપર લીચિંગને રોકવા માટે રીએજન્ટનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ત્યારે આવા પ્રતિક્રિયાશીલ કોપર ખનિજોથી સમૃદ્ધ ઓર માટે વધુ માત્રાની જરૂર પડી શકે છે.

2. તેનાથી વિપરીત, ચેલ્કોપીરાઇટનું માળખું વધુ જટિલ છે અને તેને સાયનાઇડ દ્રાવણમાં ઓગળવા માટે વધુ ઊર્જા અને ચોક્કસ પ્રતિક્રિયા પરિસ્થિતિઓની જરૂર પડે છે. જો કે, ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં, તે હજુ પણ નોંધપાત્ર સાયનાઇડ વપરાશમાં ફાળો આપી શકે છે. ઓરમાં પ્રબળ કોપર-ખનિજ પ્રકારને સમજવું એ યોગ્ય રીએજન્ટ અને તેના ડોઝ નક્કી કરવા માટેનું પ્રથમ પગલું છે.

2. કોપર ખનિજોનું પ્રમાણ

1. ઓરમાં કોપર-ખનિજનું પ્રમાણ જેટલું વધારે હશે, કોપર લીચિંગ અને સાયનાઇડનો વપરાશ થવાની સંભાવના એટલી જ વધારે હશે. ઉદાહરણ તરીકે, 5% કોપર સામગ્રી ધરાવતા સોનાના ઓરમાં, કોપર-લીચિંગ પ્રતિક્રિયાઓ દ્વારા વપરાશમાં લેવાતા સાયનાઇડનું પ્રમાણ 1% કોપર સામગ્રી ધરાવતા ઓર કરતા ઘણું વધારે હશે. પરિણામે, કોપર લીચિંગને રોકવા માટે જરૂરી રીએજન્ટને પ્રમાણસર ગોઠવવું આવશ્યક છે. કોપર સામગ્રી ધરાવતા ઓરને કોપરના વિસર્જનને અસરકારક રીતે દબાવવા માટે મોટી માત્રામાં સીસાના ક્ષાર અથવા ચેલેટીંગ એજન્ટોની જરૂર પડી શકે છે. સંશોધન દર્શાવે છે કે ઓરમાં સરળતાથી દ્રાવ્ય કોપર સામગ્રીમાં દરેક 1% વધારા માટે, કોપર-લીચિંગ અવરોધના સમાન સ્તરને જાળવવા માટે સીસા-મીઠું-આધારિત અવરોધકનો વપરાશ 10-20 g/t વધારવાની જરૂર પડી શકે છે.

પ્રક્રિયા શરતો

1. સાયનાઇડ સાંદ્રતા

1. દ્રાવણમાં સાયનાઇડની સાંદ્રતા કોપર લીચિંગ અને અવરોધકોની અસરકારકતામાં બેવડી ભૂમિકા ભજવે છે. જ્યારે સાયનાઇડની સાંદ્રતા ઓછી હોય છે, ત્યારે કોપર લીચિંગ પ્રતિક્રિયાઓનો દર ઓછો થાય છે. ઉદાહરણ તરીકે, જો મુક્ત સાયનાઇડ સાંદ્રતા (CN^ -) 0.05% - 0.10% પર જાળવવામાં આવે છે, તો કોપર ખનિજોનો વિસર્જન દર નોંધપાત્ર રીતે ધીમો પડી શકે છે. જો કે, જો સાયનાઇડની સાંદ્રતા ખૂબ ઓછી હોય, તો સોનાના લીચિંગ દર પર પણ નકારાત્મક અસર પડી શકે છે.

2. સીસાના ક્ષાર જેવા રીએજન્ટનો ઉપયોગ કરતી વખતે, તેમની અસરકારકતા માટે શ્રેષ્ઠ સાયનાઇડ સાંદ્રતા બદલાઈ શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, સીસાના ક્ષાર અવરોધક ઓરમાં સલ્ફર ધરાવતા પદાર્થો સાથે અદ્રાવ્ય સંયોજનો બનાવી શકે છે, જે અસરકારક રીતે કોપર લીચિંગને અટકાવે છે તેની ખાતરી કરવા માટે થોડી વધારે સાયનાઇડ સાંદ્રતા (લગભગ 0.15% - 0.20%) ની જરૂર પડી શકે છે. પરંતુ જો સાયનાઇડ સાંદ્રતા ખૂબ ઊંચી હોય, તો તે અવરોધકોની હાજરી હોવા છતાં કોપર ખનિજોના વિસર્જનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે.

2. પીએચ મૂલ્ય

1. કોપર લીચિંગ અને અવરોધકોની ક્રિયા બંને માટે સાયનાઇડ દ્રાવણનો pH મહત્વપૂર્ણ છે. સામાન્ય રીતે, સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયા આલ્કલાઇન માધ્યમમાં હાથ ધરવામાં આવે છે, સામાન્ય રીતે pH 10 - 11 ની રેન્જમાં હોય છે. આ pH રેન્જ પર, સાયનાઇડ આયનની સ્થિરતા જાળવવામાં આવે છે, અને સાયનાઇડનું હાઇડ્રોલિસિસ ઓછું થાય છે.

2. સાઇટ્રિક એસિડ જેવા ચેલેટીંગ એજન્ટો માટે, દ્રાવણનો pH તેમની ચેલેટીંગ ક્ષમતાને અસર કરે છે. સાઇટ્રિક એસિડમાં કાર્બોક્સિલ અને હાઇડ્રોક્સિલ જૂથો હોય છે જે ધાતુના આયનો સાથે ચેલેટ થાય છે. આલ્કલાઇન માધ્યમમાં, આ કાર્યાત્મક જૂથોનું વિયોજન પ્રોત્સાહન આપવામાં આવે છે, જે કોપર આયનો સાથે તેમની ચેલેટીંગ ક્ષમતામાં વધારો કરે છે. જો કે, જો pH ખૂબ ઊંચું હોય (12 થી ઉપર), તો તે આડ-પ્રતિક્રિયાઓનું કારણ બની શકે છે જે ચેલેટીંગ એજન્ટની અસરકારકતા ઘટાડી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ખૂબ જ આલ્કલાઇન દ્રાવણમાં, કેટલાક ધાતુ-ચેલેટ સંકુલ તૂટી શકે છે, જે ચેલેટેડ કોપર આયનો પાછા દ્રાવણમાં મુક્ત કરે છે.

3. લીચિંગ સમય

1. લીચિંગ સમય કોપર લીચિંગની ડિગ્રી અને અવરોધકોની કામગીરીને પ્રભાવિત કરી શકે છે. જેમ જેમ લીચિંગ સમય વધે છે, તેમ તેમ જો અસરકારક રીતે અટકાવવામાં ન આવે તો વધુ તાંબુ ઓગળી શકે છે. ઉદાહરણ તરીકે, ટૂંકા ગાળાની લીચિંગ પ્રક્રિયામાં (12 કલાકથી ઓછા), કોપર લીચિંગનું પ્રમાણ પ્રમાણમાં ઓછું હોઈ શકે છે, અને અવરોધક કોપર-લીચિંગ દરને વધુ સરળતાથી નિયંત્રિત કરી શકે છે. પરંતુ જો લીચિંગ સમય 48 કલાક કે તેથી વધુ સમય સુધી લંબાવવામાં આવે છે, તો કોપર-લીચિંગ પ્રતિક્રિયાઓની સંચિત અસર વધુ નોંધપાત્ર બની શકે છે.

2. સીસા-મીઠાના અવરોધકોના કિસ્સામાં, લાંબા સમય સુધી લીચિંગ સમય માટે અવરોધકની પ્રારંભિક માત્રા વધુ હોવી જરૂરી બની શકે છે. આનું કારણ એ છે કે સમય જતાં, સીસા-સમાવિષ્ટ અદ્રાવ્ય સંયોજનોનો ધીમે ધીમે વપરાશ થઈ શકે છે અથવા સાયનાઇડ દ્રાવણમાં પ્રતિક્રિયાશીલ પદાર્થોની સતત હાજરીને કારણે તેમની અસરકારકતામાં ઘટાડો થઈ શકે છે. તેથી, કોપર-લીચિંગ અવરોધ માટે ઉપયોગમાં લેવાતા રીએજન્ટની માત્રા અને પ્રકાર નક્કી કરતી વખતે લીચિંગ સમયને કાળજીપૂર્વક ધ્યાનમાં લેવાની જરૂર છે.

કેસ સ્ટડીઝ અને પ્રેક્ટિકલ એપ્લિકેશન્સ

કેસ ૧: દક્ષિણ આફ્રિકામાં સોનાની ખાણમાં સીસાના મીઠાનો ઉપયોગ

દક્ષિણ આફ્રિકામાં એક સોનાની ખાણમાં આશરે ૩% તાંબાનું પ્રમાણ ધરાવતા તાંબાવાળા સોનાના અયસ્કનું પ્રક્રિયા કરવામાં આવી રહી હતી. અવરોધક તરીકે સીસાના ક્ષારનો ઉપયોગ કરતા પહેલા, સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં અનેક પડકારોનો સામનો કરવો પડ્યો હતો. સાયનાઇડનો વપરાશ અત્યંત ઊંચો હતો, જે ૧૫ કિગ્રા/ટન ઓર સુધી પહોંચતો હતો, અને સોનાના લીચિંગ દર માત્ર ૮૦% હતો. ઓરમાં તાંબાની ઊંચી સામગ્રીને કારણે સાયનાઇડેશન દરમિયાન તાંબાનું નોંધપાત્ર વિસર્જન થયું, જેના કારણે માત્ર મોટી માત્રામાં સાયનાઇડનો વપરાશ જ થયો નહીં પણ સોનાના લીચિંગ પ્રક્રિયામાં પણ દખલ થઈ.

3 ગ્રામ/ટન ઓરના ડોઝ પર લીડ નાઈટ્રેટ (Pb(NO_2)_200) ઉમેર્યા પછી, નોંધપાત્ર ફેરફારો જોવા મળ્યા. સાયનાઇડનો વપરાશ ઘટીને 8 કિલો/ટન ઓર થયો, જે લગભગ 47% ઘટ્યો. સોનાના લીચિંગ દરમાં વધારો થયો. 90% આર્થિક લાભો નોંધપાત્ર હતા. સાયનાઇડની કિંમત અને પ્રાપ્ત થયેલા વધારાના સોનાના મૂલ્યને ધ્યાનમાં લેતા, ખાણમાં પ્રક્રિયા કરાયેલા ઓર દીઠ આશરે $50 ની બચત થઈ. પર્યાવરણીય દ્રષ્ટિકોણથી, સાયનાઇડનો વપરાશ ઓછો થવાથી સાયનાઇડ લીકેજ અને નિકાલ સાથે સંકળાયેલ પર્યાવરણીય જોખમ ઓછું થયું. સાયનાઇડ ધરાવતા કચરાનું પ્રમાણ પણ ઘટ્યું, જે સ્થાનિક ઇકોલોજીકલ પર્યાવરણ માટે ફાયદાકારક હતું.

કેસ 2: ઓસ્ટ્રેલિયામાં સોનાની ખાણમાં ચેલેટીંગ એજન્ટ (સાઇટ્રિક એસિડ)નો ઉપયોગ

ઓસ્ટ્રેલિયન સોનાની ખાણમાં, ઓરમાં નોંધપાત્ર પ્રમાણમાં તાંબાના ખનિજો હતા, જેમાં મુખ્યત્વે ચેલ્કોપીરાઇટ અને કેટલાક કોપર-કાર્બોનેટ ખનિજો હતા. ચેલેટીંગ એજન્ટનો ઉપયોગ કર્યા વિના પ્રારંભિક સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં સોનાના લીચિંગ દર 75% અને કોપર લીચિંગ દર 30% હતો. ઊંચા કોપર લીચિંગ દરને કારણે સાયનાઇડનો વપરાશ વધુ થયો, લગભગ 12 કિગ્રા/ટન ઓર.

જ્યારે સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં 1 કિલો/ટન ઓરનો ડોઝ પર સાઇટ્રિક એસિડ ઉમેરવામાં આવ્યો, ત્યારે પરિસ્થિતિમાં સુધારો થયો. કોપર લીચિંગ દર ઘટાડીને 10% કરવામાં આવ્યો, અને સોના લીચિંગ દર વધીને 85% થયો. સાયનાઇડનો વપરાશ ઘટીને 6 કિલો/ટન ઓર થયો. આર્થિક રીતે, સાયનાઇડ વપરાશમાં બચત અને સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિમાં વધારો થવાની તુલનામાં સાઇટ્રિક એસિડ ઉમેરવાનો ખર્ચ પ્રમાણમાં ઓછો હતો. ખાણનો અંદાજ હતો કે તે તેના વાર્ષિક નફામાં લગભગ $300,000 નો વધારો કરી શકે છે. પર્યાવરણીય રીતે, કોપર લીચિંગમાં ઘટાડો થવાથી તાંબાવાળું ગંદુ પાણી ઓછું થયું, જેનું શુદ્ધિકરણ કરવું સરળ હતું અને આસપાસના વિસ્તારમાં જળ સંસાધનો પર તેની ઓછી અસર પડી.

કેસ ૩: ચીની સોનાની ખાણમાં નવા અવરોધક (MZY) નો ઉપયોગ

ચીનમાં એક સોનાની ખાણમાં પ્રત્યાવર્તન તાંબાવાળા સોનાના અયસ્કનો ઉપયોગ થતો હતો. પરંપરાગત સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં સોનાના લીચિંગ દર માત્ર 70% હતો અને કોપર લીચિંગ દર ઊંચો હતો, જેના કારણે મોટા પ્રમાણમાં સાયનાઇડનો વપરાશ થતો હતો. ચોક્કસ માત્રામાં નવું અવરોધક MZY ઉમેર્યા પછી, 18 કિગ્રા/ટન ચૂનો અને 1.2 કિગ્રા/ટન સોડિયમ સાયનાઇડ ઉમેરવા સહિતની ઑપ્ટિમાઇઝ પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓ સાથે, સોનાના લીચિંગ દર 83% - 84% સુધી પહોંચ્યો, અને કોપર લીચિંગ દર 4% - 5% સુધી ઘટાડી દેવામાં આવ્યો.

આ નવી પ્રક્રિયાએ માત્ર સોનાના લીચિંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કર્યો જ નહીં પરંતુ સાયનાઇડના વપરાશમાં પણ નોંધપાત્ર ઘટાડો કર્યો. આર્થિક ફાયદા બે ગણા હતા: સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિમાં વધારો થવાથી ઉત્પાદનમાં વધુ મૂલ્ય ઉમેરાયું, અને સાયનાઇડના વપરાશમાં ઘટાડો થવાથી ખર્ચમાં બચત થઈ. પર્યાવરણીય સંરક્ષણની દ્રષ્ટિએ, સાયનાઇડનો ઓછો વપરાશ અને તાંબાવાળા કચરાના ઓછા ઉપયોગથી પર્યાવરણીય બોજ ઓછો થયો, જેનાથી ખાણકામ વધુ ટકાઉ બન્યું. આ કેસ સ્ટડીઝ સ્પષ્ટપણે દર્શાવે છે કે આર્થિક લાભો અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણ બંને દ્રષ્ટિએ, તાંબાવાળા સોનાના અયસ્કના સાયનાઇડેશનમાં તાંબાના લીચિંગને રોકવા માટે રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ કરવાનું વ્યવહારુ મૂલ્ય છે.

ઉપસંહાર

તાંબાના સોનાના અયસ્કની સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયામાં, તાંબાના લીચિંગથી માત્ર સાયનાઇડનો વપરાશ વધુ થાય છે એટલું જ નહીં પરંતુ સોનાના લીચિંગ દર અને ત્યારબાદની સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિ પ્રક્રિયાઓ પર પણ નકારાત્મક અસર પડે છે. તેથી, તાંબાના લીચિંગને રોકવા માટે રીએજન્ટ્સનો ઉપયોગ ખૂબ મહત્વ ધરાવે છે.

લીડ નાઈટ્રેટ, લીડ એસિટેટ અને લીડ ઓક્સાઇડ જેવા સીસાના ક્ષાર, ઓરમાં સલ્ફર ધરાવતા પદાર્થો સાથે અદ્રાવ્ય સંયોજનો બનાવીને અથવા તાંબાના ખનિજોના સપાટીના ગુણધર્મોને બદલીને તાંબાના લીચિંગને અસરકારક રીતે અટકાવી શકે છે. સાઇટ્રિક એસિડ જેવા ચેલેટીંગ એજન્ટો તાંબાના આયનો અને અન્ય હાનિકારક ધાતુના આયનો સાથે ચેલેટ કરી શકે છે, જેનાથી સાયનાઇડેશન પ્રક્રિયા પર તેમની નકારાત્મક અસરો ઓછી થાય છે. વધુમાં, સાયનાઇડ સાંદ્રતાને નિયંત્રિત કરવા અને એમોનિયા-સાયનાઇડ સિસ્ટમનો ઉપયોગ પણ તાંબાના વિસર્જનને અમુક હદ સુધી નબળા બનાવવામાં ભૂમિકા ભજવી શકે છે.

આ રીએજન્ટ્સની અસરકારકતા વિવિધ પરિબળોથી પ્રભાવિત થાય છે. કોપર ખનિજોના પ્રકાર અને સામગ્રી સહિત ઓરના ગુણધર્મો, ઓરમાં કોપરની પ્રતિક્રિયાશીલતા નક્કી કરે છે અને આમ જરૂરી રીએજન્ટની માત્રાને અસર કરે છે. સાયનાઇડ સાંદ્રતા, pH મૂલ્ય અને લીચિંગ સમય જેવી પ્રક્રિયાની સ્થિતિઓ પણ રીએજન્ટના પ્રદર્શન પર નોંધપાત્ર અસર કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, યોગ્ય સાયનાઇડ સાંદ્રતા અને pH મૂલ્ય સાયનાઇડ દ્રાવણની સ્થિરતા અને રીએજન્ટની અસરકારકતાને સુનિશ્ચિત કરી શકે છે, જ્યારે લીચિંગ સમય કોપર-લીચિંગ પ્રતિક્રિયાઓની સંચિત અસરને અસર કરી શકે છે.

કેસ સ્ટડી દ્વારા, આપણે આ રીએજન્ટ્સના વ્યવહારિક ઉપયોગ મૂલ્યને જોયું છે. દક્ષિણ આફ્રિકામાં, સોનાની ખાણમાં લીડ નાઈટ્રેટના ઉપયોગથી સાયનાઇડનો વપરાશ ઓછો થયો અને સોનાના લીચિંગ દરમાં વધારો થયો, જેનાથી નોંધપાત્ર આર્થિક લાભો અને પર્યાવરણીય ફાયદા થયા. ઓસ્ટ્રેલિયામાં, સોનાની ખાણમાં સાઇટ્રિક એસિડ ઉમેરવાથી તાંબાના લીચિંગ અને સાયનાઇડનો વપરાશ અસરકારક રીતે ઓછો થયો જ્યારે સોનાના લીચિંગ દરમાં વધારો થયો, જે આર્થિક અને પર્યાવરણીય બંને પાસાઓ માટે ફાયદાકારક હતો. ચીનની સોનાની ખાણમાં, નવા અવરોધક MZY નો ઉપયોગ, ઑપ્ટિમાઇઝ પ્રક્રિયા પરિસ્થિતિઓ સાથે, સોના-લીચિંગ કાર્યક્ષમતામાં સુધારો થયો અને તાંબાના લીચિંગ દરમાં ઘટાડો થયો, જેનાથી સારા આર્થિક અને પર્યાવરણીય પરિણામો પ્રાપ્ત થયા.

સામાન્ય રીતે, તાંબાવાળા સોનાના અયસ્કના સાયનાઇડેશન સાથે કામ કરતી વખતે, અયસ્કની લાક્ષણિકતાઓ અને પ્રક્રિયાની જરૂરિયાતોને વ્યાપકપણે ધ્યાનમાં લેવી અને યોગ્ય રીએજન્ટ અને કાર્યકારી પરિસ્થિતિઓ પસંદ કરવી જરૂરી છે. ભવિષ્યના સંશોધનમાં વધુ કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ રીએજન્ટ્સનું વધુ અન્વેષણ કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકાય છે, તેમજ વધુ કાર્યક્ષમ, આર્થિક અને પર્યાવરણીય રીતે ટકાઉ સોનાના નિષ્કર્ષણ પ્રક્રિયાઓ પ્રાપ્ત કરવા માટે રીએજન્ટ્સ અને પ્રક્રિયા પરિમાણોના સંયોજનને ઑપ્ટિમાઇઝ કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી શકાય છે.