રેર અર્થ મિનરલ પ્રોસેસિંગ રીએજન્ટ્સની વર્તમાન સંશોધન સ્થિતિ અને સંભાવનાઓ

રેર અર્થ મિનરલ પ્રોસેસિંગ રીએજન્ટ્સ: કાર્યક્ષમ અને ટકાઉ પુનઃપ્રાપ્તિ માટે કલેક્ટર્સ, ડિપ્રેસન્ટ્સ, ફ્રેથર્સ અને લીચિંગ એજન્ટ્સ

રેર અર્થ એલિમેન્ટ્સ (REEs) માં અસાધારણ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોની શ્રેણી હોય છે, જે તેમને ઇલેક્ટ્રોનિક્સથી લઈને લશ્કરી ઉપયોગો સુધીના વિવિધ ઉપયોગોમાં મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે. ચીન, યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, જાપાન અને ઓસ્ટ્રેલિયા જેવા દેશો દ્વારા તેમને આવશ્યક ખનિજો તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. જો કે, રેર અર્થ ખનિજો વિવિધતામાં વિપુલ પ્રમાણમાં હોય છે પરંતુ ગ્રેડમાં ઓછા હોય છે અને ઘણીવાર સમાન ગેંગ્યુ ખનિજો સાથે ગાઢ રીતે સંકળાયેલા હોય છે. તેમનો લાભ ખનિજ પ્રક્રિયા રીએજન્ટ્સમાં પ્રગતિ પર ખૂબ આધાર રાખે છે.

આ લેખ દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનોના કાર્યક્ષમ લાભ માટે રચાયેલ છે. તે સંશોધન અને વિકાસની વર્તમાન સ્થિતિનો સારાંશ આપે છે ફ્લોટેશન રીએજન્ટ્સ ખનિજ-આધારિત દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક માટે, જેમાં કલેક્ટર્સનો સમાવેશ થાય છે, હતાશા, એક્ટિવેટર્સ, અને ભાઈઓ, તેમના ફ્લોટેશન મિકેનિઝમ્સ સાથે. આયન-પ્રકારના દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક માટે રાસાયણિક લાભકારી રીએજન્ટ્સ, જેમાં લીચિંગ એજન્ટો અને અવક્ષેપ કરનારા એજન્ટોની પણ ચર્ચા કરવામાં આવી છે, જેમાં તેમની સંશોધન સ્થિતિ અને લીચિંગ પદ્ધતિઓનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, વર્તમાન સ્થિતિ દુર્લભ પૃથ્વી તરણ કલેક્ટર્સનું મૂલ્યાંકન કરવામાં આવે છે, અને ભવિષ્યના સંશોધન દિશાઓ માટે દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજ પ્રક્રિયા રીએજન્ટ્સનું વિશ્લેષણ કરવામાં આવે છે. આ સમીક્ષાનો હેતુ દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજ પ્રક્રિયા અને રીએજન્ટ વિકાસમાં રોકાયેલા કંપનીઓ અને વ્યાવસાયિકો માટે સંદર્ભ પૂરો પાડવાનો છે.

0 પરિચય

રેર અર્થ એલિમેન્ટ્સ (REEs) માં સ્કેન્ડિયમ, યટ્રીયમ અને તમામ 15 લેન્થેનાઇડ્સનો સમાવેશ થાય છે, કુલ 17 તત્વો. આ તત્વો અસાધારણ ભૌતિક અને રાસાયણિક ગુણધર્મોની શ્રેણી દર્શાવે છે, જે તેમને તબીબી, ઊર્જા અને સંરક્ષણ ઉદ્યોગો સહિત વિવિધ નાગરિક અને લશ્કરી ક્ષેત્રોમાં મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે. તેમને ઘણીવાર "ઔદ્યોગિક વિટામિન્સ," "ચમત્કારિક તત્વો," "કૃષિ હોર્મોન્સ," અને "યુદ્ધ ધાતુઓ" તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ, ચીન, જાપાન, ઓસ્ટ્રેલિયા, કેનેડા અને યુરોપિયન યુનિયન જેવા દેશો દ્વારા મહત્વપૂર્ણ ખનિજો તરીકે ઓળખાય છે. યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સ જીઓલોજિકલ સર્વે (USGS) અનુસાર, 2022 સુધીમાં, વૈશ્વિક રેર અર્થ ઓક્સાઇડ (REO) ભંડાર આશરે 120 મિલિયન ટન છે, જે મુખ્યત્વે ચીન (36.7%), વિયેતનામ (18.3%), બ્રાઝિલ (17.5%), રશિયા (17.5%), ભારત (5.8%) અને ઓસ્ટ્રેલિયા (3.3%) માં કેન્દ્રિત છે.

વિશ્વની મુખ્ય દુર્લભ પૃથ્વી ખાણોમાં ચીનના બાયન ઓબો, માઓનિયુપિંગ અને ગાંઝોઉ ખાણો, યુએસમાં માઉન્ટેન પાસ ખાણ, બ્રાઝિલમાં અરાક્સા અને મિનાસુ ખાણો, કેનેડામાં સ્ટ્રેન્જ લેક ખાણ, ઓસ્ટ્રેલિયામાં માઉન્ટ વેલ્ડ ખાણ અને દક્ષિણ આફ્રિકામાં ઝાંડકોપ્સડ્રિફ્ટ ખાણોનો સમાવેશ થાય છે. વધુમાં, ચીનના દક્ષિણ પ્રાંતો, જેમાં જિયાંગશી, ગુઆંગડોંગ, ફુજિયાન અને યુનાનનો સમાવેશ થાય છે, 170 થી વધુ ઉચ્ચ-ગુણવત્તાવાળા આયન-શોષણ દુર્લભ પૃથ્વી ખાણોનું ઘર છે, જે મધ્યમ અને ભારે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોના વૈશ્વિક પ્રાથમિક સ્ત્રોત તરીકે સેવા આપે છે.

250 થી વધુ પ્રકારના દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજો ઓળખવામાં આવ્યા છે, જેમાં બેસ્ટનાસાઇટ ((Ce, La)(CO3)F), મોનાઝાઇટ ((Ce, La)PO4), ઝેનોટાઇમ (YPO4), યટ્રીઆલાઇટ (Y2FeBe(SiO4)2O2), અને ફર્ગ્યુસોનાઇટ (YNbO4) કુલ ખનિજ-આધારિત દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્કના 95% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે. જો કે, આ અયસ્ક ઘણીવાર ક્વાર્ટઝ, ફ્લોરાઇટ, બેરાઇટ, ફેલ્ડસ્પાર, કેલ્સાઇટ અને અન્ય સિલિકેટ ગેંગ્યુ ખનિજો સાથે સંકળાયેલા હોય છે, જેના પરિણામે ઓછા-ગ્રેડના અયસ્ક બને છે જેને અલગ કરવા મુશ્કેલ હોય છે. જેમ કે, દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્કના લાભ માટે ઘણીવાર ગુરુત્વાકર્ષણ વિભાજન, ચુંબકીય વિભાજન અને ફ્લોટેશનના સંયોજનની જરૂર પડે છે જેથી નીચા-ગ્રેડના અયસ્કને ઔદ્યોગિક સ્મેલ્ટિંગ-ગ્રેડ સાંદ્રતામાં અપગ્રેડ કરી શકાય. આયન-શોષણ દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્કના કિસ્સામાં, દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોને ખનિજ સપાટી પર અથવા સ્ફટિક સ્તરોમાં આયન તરીકે શોષવામાં આવે છે, જેના માટે દુર્લભ પૃથ્વી ઓક્સાઇડ કાઢવા માટે રાસાયણિક પ્રક્રિયાની જરૂર પડે છે.

ખનિજ-આધારિત હોય કે આયન-પ્રકારના દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક સાથે કામ કરતા હોય, ઉત્પાદન ગ્રેડ નક્કી કરવા માટે લાભકારી રીએજન્ટનો ઉપયોગ મહત્વપૂર્ણ છે, દુર્લભ પૃથ્વી પુનઃપ્રાપ્તિ દર, ઉત્પાદન કાર્યક્ષમતા, ખર્ચ અને પર્યાવરણીય અસર.

આ લેખ દુર્લભ પૃથ્વી સંસાધનોના કાર્યક્ષમ લાભ પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે, જે ખનિજ-આધારિત દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક માટે ફ્લોટેશન રીએજન્ટ્સ (કલેક્ટર્સ, ફ્રોડર્સ, રેગ્યુલેટર્સ) ના પ્રકારો, પદ્ધતિઓ અને સંશોધન પ્રગતિની વિગતવાર ઝાંખી આપે છે, તેમજ આયન-પ્રકારના દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક માટે રાસાયણિક લાભકારક રીએજન્ટ્સ (લીચિંગ એજન્ટ્સ, અવક્ષેપિત એજન્ટો). તે દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજ પ્રક્રિયા રીએજન્ટ્સમાં સંશોધન અને વિકાસ માટે ભવિષ્યની દિશાઓ પણ રજૂ કરે છે, જેનો હેતુ દુર્લભ પૃથ્વી વિભાજન અથવા ઔદ્યોગિક રીએજન્ટ વિકાસમાં રોકાયેલા કંપનીઓ અને સંશોધકો માટે સંદર્ભ પૂરો પાડવાનો છે.

૧ રેર અર્થ ફ્લોટેશન કલેક્ટર્સ

કલેક્ટર્સ રેર અર્થ ફ્લોટેશનમાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, લક્ષ્ય ખનિજોની સપાટીની હાઇડ્રોફોબિસિટીમાં ફેરફાર કરીને, તેમને પરપોટા સાથે જોડવાનું સરળ બનાવે છે અને તેમના ફ્લોટેશન ગુણધર્મોમાં સુધારો કરે છે. કાર્યાત્મક જૂથોના આધારે, રેર અર્થ ફ્લોટેશન માટેના કલેક્ટર્સને હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ, ફેટી એસિડ, ફોસ્ફોનિક એસિડ અને અન્ય રીએજન્ટ્સમાં વર્ગીકૃત કરી શકાય છે.1.1 હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ કલેક્ટર્સ

૧૯૮૦ના દાયકામાં વિકસાવવામાં આવેલા હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ કલેક્ટર્સ, દુર્લભ પૃથ્વીના તરણમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા રીએજન્ટ છે. હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ, જેને ઓક્સાઇમ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે બે આઇસોમેરિક સ્વરૂપોમાં અસ્તિત્વ ધરાવે છે: ઓક્સાઇમ (કેટો સ્ટ્રક્ચર) અને હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ (એનોલ સ્ટ્રક્ચર), જેમાં ઓક્સાઇમ મુખ્ય હોય છે. ફ્લોટેશન દરમિયાન બંને આઇસોમર્સ વિભાજીત થઈને સમાન આયન બનાવે છે.

દુર્લભ પૃથ્વીના તરણમાં ઉપયોગમાં લેવાતા સામાન્ય હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ કલેક્ટર્સમાં C7-C9 આલ્કિલ હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ, 2-હાઇડ્રોક્સામિક-3-નેફ્થોહાઇડ્રોક્સામિક એસિડ (H205), 1-હાઇડ્રોક્સામિક-2-નેફ્થોહાઇડ્રોક્સામિક એસિડ (H203), સેલિસિલિક હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ (L102), સાયક્લોઆલ્કિલ હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ, બેન્ઝીલોક્સામિક એસિડ, ઓક્ટીલ મેલોનિક હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ (OMHA), અને અન્ય સંશોધિત અથવા મિશ્ર હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ ઉત્પાદનોનો સમાવેશ થાય છે, જેમ કે H316 (એક સંશોધિત H205), P8 (મુખ્યત્વે હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ), LF8# (98% હાઇડ્રોક્સામિક હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ), અને કલેક્ટર 103 (સેલિસિલિક હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ). જ્યારે હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો માટે સારી પસંદગી દર્શાવે છે, ત્યારે તેમને ઘણીવાર ફ્લોટેશન દરમિયાન ગરમીની જરૂર પડે છે, જેના કારણે ઉર્જા ખર્ચ વધે છે, અને તેમનું સંશ્લેષણ પણ ખર્ચાળ હોઈ શકે છે.

૧.૨ ફેટી એસિડ કલેક્ટર્સ

૧૯૫૦ ના દાયકાથી જ્યારે યુનાઇટેડ સ્ટેટ્સમાં માઉન્ટેન પાસ પર ઓલિક એસિડ સફળતાપૂર્વક લાગુ કરવામાં આવ્યું હતું, ત્યારથી ફેટી એસિડ કલેક્ટર્સનો ઉપયોગ રેર અર્થ ફ્લોટેશનમાં કરવામાં આવે છે. ચીનમાં, ૧૯૬૦ ના દાયકામાં રેર અર્થ ફ્લોટેશન માટે ઓલિક એસિડ અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ પેરાફિન સાબુના ઉપયોગ પર વ્યવસ્થિત અભ્યાસ શરૂ થયો હતો.

ફેટી એસિડ કલેક્ટર્સ કુદરતી વનસ્પતિ અથવા પ્રાણી તેલમાંથી મેળવવામાં આવે છે, જે સામાન્ય રીતે C10-C20 સંતૃપ્ત અને અસંતૃપ્ત કાર્બોક્સિલિક એસિડ અથવા ક્ષારના મિશ્રણથી બનેલા હોય છે. સામાન્ય રીએજન્ટ્સમાં ઓલિક એસિડ, સોડિયમ ઓલિએટ, ટોલ ઓઇલ, ઓક્સિડાઇઝ્ડ પેરાફિન સાબુ, બેચસ ફ્રૂટ ઓઇલ, ફેથેલેટ્સ, નેપ્થેનિક એસિડ અને ઓક્સિડાઇઝ્ડ પેટ્રોલિયમ ડેરિવેટિવ્ઝનો સમાવેશ થાય છે. જો કે, ફેટી એસિડ કલેક્ટર્સમાં દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજો માટે ઓછી પસંદગી હોય છે અને અસરકારક વિભાજન પ્રાપ્ત કરવા માટે ઘણીવાર ડિપ્રેસન્ટ્સ ઉમેરવા અને તાપમાન ગોઠવણોની જરૂર પડે છે.

ફેટી એસિડનો ઉપયોગ કરીને દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજોના તરણમાં ભૌતિક શોષણ, રાસાયણિક શોષણ અને સપાટીની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓનું સંયોજન હોવાનું માનવામાં આવે છે.

૧.૩ ફોસ્ફોનિક એસિડ કલેક્ટર્સ

ફોસ્ફોનિક એસિડ (—P=O) અને ફોસ્ફોનેટ (—O—P=O) સંગ્રાહકો હાઇડ્રોક્સેમિક અને ફેટી એસિડ સંગ્રાહકોની તુલનામાં ધાતુના ખનિજો માટે વધુ મજબૂત ફ્લોટેશન પ્રદર્શન દર્શાવે છે. જો કે, ફોસ્ફોનિક એસિડ સંગ્રાહકોમાં સામાન્ય રીતે ઓછી પસંદગી હોય છે.

હાલમાં દુર્લભ પૃથ્વીના તરણમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ફોસ્ફોનિક એસિડ કલેક્ટર્સમાં સ્ટાયરીન ફોસ્ફોનિક એસિડ, પી-ટોલ્યુએન ફોસ્ફોનિક એસિડ, બેન્ઝિલ ફોસ્ફોનિક એસિડ, α-હાઇડ્રોક્સીબેન્ઝિલ ફોસ્ફોનિક એસિડ અને P538 અને ફ્લોટિનોર 1682 જેવા વ્યાપારી ઉત્પાદનોનો સમાવેશ થાય છે.

૧.૪ અન્ય કલેક્ટર્સ

હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ, ફેટી એસિડ અને ફોસ્ફોનિક એસિડ ઉપરાંત, દુર્લભ પૃથ્વીના તરણ કાર્યક્ષમતા અને પસંદગીને સુધારવા માટે વિવિધ પ્રકારના નવા સંગ્રહકોનો અભ્યાસ કરવામાં આવી રહ્યો છે. આમાંના કેટલાકમાં સલ્ફોનેટ્સ, થિયો-ફોસ્ફેટ્સ અને ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષારનો સમાવેશ થાય છે.

• સલ્ફોનેટ્સ: સલ્ફોનેટ્સ ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાઓમાં સારી પસંદગી અને કામગીરી દર્શાવે છે તેવું નોંધાયું છે, પરંતુ દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજ ફ્લોટેશનમાં તેમનો ઉપયોગ હજુ પણ તેના પ્રારંભિક તબક્કામાં છે.

• થિયો-ફોસ્ફેટ્સ: આ કલેક્ટર્સનો ઉપયોગ ઘણીવાર સલ્ફાઇડ મિનરલ ફ્લોટેશનમાં થાય છે, પરંતુ રેર અર્થ ફ્લોટેશનમાં તેમના ઉપયોગ અંગે સંશોધન ચાલુ છે.

• ક્વાટર્નરી એમોનિયમ ક્ષાર: આ સંયોજનો બિન-સલ્ફાઇડ ખનિજોને તરતા રાખવાની તેમની ક્ષમતા માટે શોધાયેલા છે, અને દુર્લભ પૃથ્વીના તરણમાં કેટલીક સફળતા મળી છે. તેઓ નકારાત્મક ચાર્જવાળા ખનિજ સપાટીઓ સાથે ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક આકર્ષણ દ્વારા કાર્ય કરે છે.

દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજ ફ્લોટેશનની અસરકારકતા વધારવા માટે સંશોધકો સતત નવા રીએજન્ટ્સ સાથે પ્રયોગ કરી રહ્યા છે, પુનઃપ્રાપ્તિ દર સુધારવા અને આ રસાયણોના પર્યાવરણીય પ્રભાવને ઘટાડવા બંને પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરી રહ્યા છે.

રેર અર્થ ફ્લોટેશન માટે 2 ડિપ્રેસન્ટ્સ

રેર અર્થ મિનરલ ફ્લોટેશનમાં ડિપ્રેસન્ટ્સ જરૂરી છે જેથી ગેંગ્યુ મિનરલ્સને પસંદગીયુક્ત રીતે અટકાવી શકાય, જેનાથી લક્ષ્ય રેર અર્થ મિનરલ્સની પસંદગી અને ઉપજમાં સુધારો થાય છે. રેર અર્થ ઓર સાથે સંકળાયેલા પ્રાથમિક ગેંગ્યુ મિનરલ્સ, જેમ કે ક્વાર્ટઝ, કેલ્સાઇટ અને બેરાઇટ, ઘણીવાર સમાન ફ્લોટેશન વર્તણૂકો દર્શાવે છે, જે તેમના પસંદગીયુક્ત નિષેધને મહત્વપૂર્ણ બનાવે છે.

રેર અર્થ ફ્લોટેશનમાં સામાન્ય ડિપ્રેસન્ટ્સમાં પાણીના ગ્લાસ (સોડિયમ સિલિકેટ), સોડિયમ ફ્લોરાઇડ, ટેનીન અને સ્ટાર્ચનો સમાવેશ થાય છે.

૨.૧ સોડિયમ સિલિકેટ (પાણીનો ગ્લાસ)

સોડિયમ સિલિકેટ, જેને સામાન્ય રીતે વોટર ગ્લાસ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, તે દુર્લભ પૃથ્વીના તરણમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ડિપ્રેસન્ટ્સમાંનું એક છે. તેનો ઉપયોગ ક્વાર્ટઝ અને ફેલ્ડસ્પાર જેવા સિલિકેટ ખનિજોને અટકાવવા માટે થાય છે. સોડિયમ સિલિકેટની ડિપ્રેસિવ ક્રિયાની પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે ગેંગ્યુ ખનિજોની સપાટી પર સિલિકા સ્તરની રચનાને આભારી છે, જે કલેક્ટર શોષણને અટકાવે છે.

પાણીનો કાચ એક અસરકારક, ઓછી કિંમતનું ડિપ્રેસન્ટ છે, પરંતુ તેની કામગીરી pH, આયન સાંદ્રતા અને રીએજન્ટ ડોઝ જેવા પરિબળો દ્વારા પ્રભાવિત થઈ શકે છે. સંશોધકો પાણીના કાચની પસંદગી સુધારવા માટે સંશોધિત સિલિકેટ્સ અને અન્ય રાસાયણિક ઉમેરણોની શોધ કરી રહ્યા છે.

૨.૨ સોડિયમ ફ્લોરાઇડ

દુર્લભ પૃથ્વી તરણ પ્રક્રિયાઓમાં કેલ્સાઇટને દબાવવા માટે સોડિયમ ફ્લોરાઇડનો ઉપયોગ થાય છે. તેની ડિપ્રેસિવ અસર ફ્લોરાઇડ આયનો અને કેલ્શિયમ આયનો વચ્ચેની પ્રતિક્રિયા પર આધારિત છે, જે ખનિજ સપાટી પર અદ્રાવ્ય કેલ્શિયમ ફ્લોરાઇડ ફિલ્મ બનાવે છે, જે કલેક્ટર શોષણને અટકાવે છે.

જોકે, સોડિયમ ફ્લોરાઇડ એક અત્યંત ઝેરી પદાર્થ છે, અને તેનો ઉપયોગ પર્યાવરણીય અને સલામતીની ચિંતાઓ ઊભી કરી શકે છે. પરિણામે, સંશોધકો સક્રિયપણે સુરક્ષિત વિકલ્પો શોધી રહ્યા છે.

૨.૩ ટેનીન અને સ્ટાર્ચ

ટેનીન અને સ્ટાર્ચ એ રેર અર્થ ફ્લોટેશનમાં વપરાતા ઓર્ગેનિક ડિપ્રેસન્ટ્સના ઉદાહરણો છે. વનસ્પતિ પદાર્થોમાંથી મેળવેલા ટેનીનનો ઉપયોગ બેરાઇટ અને ફ્લોરાઇટ જેવા ગેંગ્યુ ખનિજોને દબાવવા માટે થાય છે. તેમની પદ્ધતિમાં ખનિજ સપાટી પર ધાતુના આયનો સાથે જટિલતા શામેલ છે, જે કલેક્ટર જોડાણ ઘટાડે છે.

દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજોના ફ્લોટેશનમાં હેમેટાઇટ અને અન્ય આયર્ન-ધારક ખનિજો માટે સ્ટાર્ચનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે ડિપ્રેસન્ટ તરીકે થાય છે. સ્ટાર્ચ અને ખનિજો વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સામાન્ય રીતે ભૌતિક હોય છે, જેમાં સ્ટાર્ચના પરમાણુઓ ખનિજ સપાટી પર શોષાય છે, જે કલેક્ટરની ક્રિયાને અટકાવે છે.

૨.૪ નવા ડિપ્રેસન્ટ્સ

રેર અર્થ ફ્લોટેશનમાં નવા ડિપ્રેસન્ટ્સનો વિકાસ એ સંશોધનનો એક સતત ક્ષેત્ર છે. આ નવા રીએજન્ટ્સનો ઉદ્દેશ પસંદગીમાં સુધારો કરવાનો અને ફ્લોટેશન પ્રક્રિયાના પર્યાવરણીય પ્રભાવને ઘટાડવાનો છે. તાજેતરના વિકાસના ઉદાહરણોમાં સંશોધિત સ્ટાર્ચ, કૃત્રિમ પોલિમર અને બાયોડિગ્રેડેબલ ઓર્ગેનિક ડિપ્રેસન્ટ્સનો સમાવેશ થાય છે.

રેર અર્થ ફ્લોટેશન માટે 3 ભાઈઓ

ફ્લોટેશન કોષોમાં સ્થિર ફીણ બનાવવામાં ફ્રેથર્સ મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે, જે ગેંગ્યુ સામગ્રીમાંથી દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજોને અલગ કરવામાં સક્ષમ બનાવે છે. ફ્રેથર્સ પરપોટાના કદ, ફીણ સ્થિરતા અને ફ્લોટેશન ગતિશાસ્ત્રને પ્રભાવિત કરે છે. રેર અર્થ ફ્લોટેશનમાં સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા ફ્રેથર્સ આલ્કોહોલ-આધારિત અને ઈથર-આધારિત રીએજન્ટ્સ છે.

૩.૧ આલ્કોહોલ આધારિત ભાઈઓ

મિથાઈલ આઇસોબ્યુટીલ કાર્બિનોલ (MIBC) અને પાઈન તેલ જેવા આલ્કોહોલ આધારિત બ્રોથર્સનો ઉપયોગ ખનિજ ફ્લોટેશનમાં વ્યાપકપણે થાય છે, જેમાં દુર્લભ પૃથ્વી ફ્લોટેશનનો સમાવેશ થાય છે. આ બ્રોથર્સ નાના, સ્થિર પરપોટા ઉત્પન્ન કરવામાં મદદ કરે છે જે સૂક્ષ્મ કણોના ફ્લોટેશનને વધારે છે.

આલ્કોહોલ આધારિત ફ્રુથર્સ પ્રમાણમાં સસ્તા અને અસરકારક હોય છે, પરંતુ તેમનું પ્રદર્શન pH, ખનિજ રચના અને રીએજન્ટ ક્રિયાપ્રતિક્રિયા જેવા પરિબળોના આધારે બદલાઈ શકે છે.

૩.૨ ઈથર-આધારિત ભાઈઓ

ઈથર-આધારિત ફ્રુથર્સ, જેમ કે પોલીપ્રોપીલીન ગ્લાયકોલ ઈથર્સ (દા.ત., DF-250), નો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે દુર્લભ પૃથ્વીના તરણમાં થાય છે. આ ફ્રુથર્સ આલ્કોહોલ-આધારિત ફ્રુથર્સ કરતા બારીક પરપોટા અને વધુ સ્થિર ફ્રુથ ઉત્પન્ન કરે છે. જોકે, ઈથર-આધારિત ફ્રુથર્સ વધુ ખર્ચાળ હોઈ શકે છે અને ચોક્કસ માત્રા નિયંત્રણની જરૂર પડી શકે છે.

૩.૩ નવલકથા ભાઈઓ

રેર અર્થ ફ્લોટેશન માટે નવા ફ્રેધર્સમાં સંશોધન પર્યાવરણીય પ્રભાવને ઓછો કરીને પસંદગી અને ફીણ સ્થિરતા સુધારવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. આમાં બાયોડિગ્રેડેબલ ફ્રેધર અને ફ્લોટેશન સ્લરીમાં તેલ અને અન્ય દૂષકોની હાજરી સામે સુધારેલ પ્રતિકાર ધરાવતા ફ્રેધરનો સમાવેશ થાય છે.

આયન-શોષણ દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક માટે 4 લીચિંગ રીએજન્ટ્સ

આયન-શોષણ દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક એ બાબતમાં અનોખા છે કે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વો ખનિજ માળખામાં બંધ થવાને બદલે માટીના ખનિજોની સપાટી પર શોષાય છે. આ અયસ્ક સામાન્ય રીતે ફ્લોટેશનને બદલે લીચિંગનો ઉપયોગ કરીને પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે. લીચિંગ એજન્ટો માટીની સપાટી પરથી દુર્લભ પૃથ્વી આયનોને શોષીને આ પ્રક્રિયામાં મહત્વપૂર્ણ ભૂમિકા ભજવે છે.

૪.૧ એમોનિયમ સલ્ફેટ લીચિંગ

આયન-શોષણ દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક માટે એમોનિયમ સલ્ફેટ સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતું લીચિંગ એજન્ટ છે. દ્રાવણમાં રહેલા એમોનિયમ આયનો માટીના ખનિજોની સપાટી પરના દુર્લભ પૃથ્વી આયનો સાથે વિનિમય કરે છે, તેમને દ્રાવણમાં મુક્ત કરે છે. આ પદ્ધતિનો વ્યાપકપણે ઉપયોગ થાય છે કારણ કે તેની પ્રમાણમાં ઓછી કિંમત અને સરળતા છે.

જોકે, એમોનિયમ સલ્ફેટ લીચિંગ નોંધપાત્ર પર્યાવરણીય સમસ્યાઓનું કારણ બની શકે છે, ખાસ કરીને એમોનિયમ આયન પ્રદૂષણના સંદર્ભમાં. વધુ પર્યાવરણને અનુકૂળ વિકલ્પો વિકસાવવાના પ્રયાસો કરવામાં આવી રહ્યા છે.

૪.૨ સોડિયમ ક્લોરાઇડ અને મેગ્નેશિયમ સલ્ફેટ લીચિંગ

એમોનિયમ સલ્ફેટના વિકલ્પો તરીકે સોડિયમ ક્લોરાઇડ અને મેગ્નેશિયમ સલ્ફેટનો અભ્યાસ કરવામાં આવ્યો છે. આ રીએજન્ટ્સ સમાન આયન વિનિમય પદ્ધતિઓ દ્વારા કાર્ય કરે છે પરંતુ પર્યાવરણ માટે ઓછા હાનિકારક હોવાનો ફાયદો ધરાવે છે. જો કે, તેઓ પુનઃપ્રાપ્તિ દરની દ્રષ્ટિએ ઓછા અસરકારક હોય છે, અને તેમના ઉપયોગને શ્રેષ્ઠ બનાવવા માટે વધુ સંશોધનની જરૂર છે.

૪.૩ ઓર્ગેનિક લીચિંગ એજન્ટ્સ

પરંપરાગત અકાર્બનિક લીચિંગ રીએજન્ટ્સના પર્યાવરણને અનુકૂળ વિકલ્પો તરીકે સાઇટ્રિક એસિડ અને EDTA જેવા ઓર્ગેનિક લીચિંગ એજન્ટોનો ઉપયોગ કરવામાં આવી રહ્યો છે. આ ઓર્ગેનિક સંયોજનો રેર અર્થ આયનોને અસરકારક રીતે ચેલેટ કરી શકે છે, જેનાથી તેમને ઓરમાંથી કાઢવાનું સરળ બને છે. જો કે, આ રીએજન્ટ્સની કિંમત તેમના વ્યાપક ઉપયોગ માટે મર્યાદિત પરિબળ છે.

આયન-શોષણ દુર્લભ પૃથ્વી અયસ્ક માટે 5 અવક્ષેપન કરનારા એજન્ટો

એકવાર દુર્લભ પૃથ્વી આયનો દ્રાવણમાં લીક થઈ જાય, પછી તેમને અવક્ષેપિત કરીને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાની જરૂર પડે છે. અવક્ષેપિત એજન્ટોનો ઉપયોગ દુર્લભ પૃથ્વી સંયોજનો બનાવવા માટે થાય છે જેને લીચ દ્રાવણથી અલગ કરી શકાય છે.

૫.૧ એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ

એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટનો ઉપયોગ સામાન્ય રીતે લીચ સોલ્યુશનમાંથી રેર અર્થ કાર્બોનેટ તરીકે રેર અર્થ આયનોને અવક્ષેપિત કરવા માટે થાય છે. આ રીએજન્ટ અસરકારક અને પ્રમાણમાં ઓછા ખર્ચે છે, પરંતુ તે મોટા પ્રમાણમાં એમોનિયમ ધરાવતું ગંદુ પાણી ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે પર્યાવરણીય પડકારો ઉભા કરે છે.

૫.૨ ઓક્સાલિક એસિડ

ઓક્સાલિક એસિડનો ઉપયોગ રેર અર્થ ઓક્સાલેટ્સ તરીકે દુર્લભ પૃથ્વી તત્વોને અવક્ષેપિત કરવા માટે વ્યાપકપણે થાય છે, જેને પછી રેર અર્થ ઓક્સાઇડ બનાવવા માટે કેલ્સાઈન કરી શકાય છે. ઓક્સાલિક એસિડ ખૂબ અસરકારક છે પરંતુ તે એમોનિયમ બાયકાર્બોનેટ કરતાં વધુ ખર્ચાળ હોઈ શકે છે. વધુમાં, ઓક્સાલિક એસિડના સંચાલનમાં તેની ઝેરીતાને કારણે સાવચેતીપૂર્વક સલામતીના પગલાં લેવાની જરૂર છે.

૫.૩ નવા અવક્ષેપકારક એજન્ટો

દુર્લભ પૃથ્વી પુનઃપ્રાપ્તિ માટે વધુ પસંદગીયુક્ત અને પર્યાવરણીય રીતે સૌમ્ય અવક્ષેપન એજન્ટો વિકસાવવા માટે સંશોધન ચાલુ છે. આમાં કાર્બનિક એસિડ, બાયોડિગ્રેડેબલ રીએજન્ટ્સ અને આયન-વિનિમય રેઝિનનો સમાવેશ થાય છે.

૬ ભવિષ્યની દિશાઓ અને સંભાવનાઓ

દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજ પ્રક્રિયા રીએજન્ટ્સનું ભવિષ્ય વધુ પસંદગીયુક્ત, કાર્યક્ષમ અને પર્યાવરણને અનુકૂળ રીએજન્ટ્સના વિકાસમાં રહેલું છે. ભવિષ્યના સંશોધન માટેના મુખ્ય ક્ષેત્રોમાં શામેલ છે:

• લીલા રીએજન્ટ્સનો વિકાસ: ફ્લોટેશન અને લીચિંગ રીએજન્ટ્સની પર્યાવરણીય અસર એક મોટી ચિંતા છે, ખાસ કરીને દુર્લભ પૃથ્વી પ્રક્રિયાના સંદર્ભમાં. એમોનિયમ સલ્ફેટ અને ઓક્સાલિક એસિડ જેવા પરંપરાગત રસાયણોને બદલી શકે તેવા બાયોડિગ્રેડેબલ, બિન-ઝેરી રીએજન્ટ્સના વિકાસની જરૂરિયાત વધી રહી છે.

• પસંદગીમાં સુધારો: દુર્લભ પૃથ્વીના તરણની પસંદગી સુધારવા માટે નવા કલેક્ટર્સ, ડિપ્રેસન્ટ્સ અને ફ્રુથર્સ જરૂરી છે, ખાસ કરીને ઓછા-ગ્રેડ અને જટિલ અયસ્ક માટે. આમાં નવા પરમાણુ માળખાંનું સંશોધન અને હાલના રીએજન્ટ્સમાં ફેરફારનો સમાવેશ થાય છે.

• ખર્ચ ઘટાડવુ: કેટલાક દુર્લભ પૃથ્વી પ્રોસેસિંગ રીએજન્ટ્સ, ખાસ કરીને હાઇડ્રોક્સામિક એસિડ અને ફોસ્ફોનિક એસિડની ઊંચી કિંમત, તેમના વ્યાપક ઉપયોગ માટે મર્યાદિત પરિબળ છે. ભવિષ્યના સંશોધનમાં વધુ સસ્તા વિકલ્પોના સંશ્લેષણ પર અથવા ડોઝની જરૂરિયાતો ઘટાડવા માટે હાલના રીએજન્ટ્સની કાર્યક્ષમતામાં સુધારો કરવા પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરવું જોઈએ.

• પર્યાવરણીય સ્થિરતા: ખાણકામ કામગીરીની પર્યાવરણીય અસર ઘટાડવાના હેતુથી વિશ્વભરમાં વધતા નિયમો સાથે, પર્યાવરણીય રીતે ટકાઉ દુર્લભ પૃથ્વી પ્રક્રિયા તકનીકોનો વિકાસ વધુ મહત્વપૂર્ણ બની રહ્યો છે. આમાં હાનિકારક રસાયણોનો ઉપયોગ ઓછો કરવો અને કચરો અને પ્રદૂષણનું ઉત્પાદન ઘટાડવું શામેલ છે.

નિષ્કર્ષમાં, દુર્લભ પૃથ્વી ખનિજ પ્રક્રિયા રાસાયણિક રીએજન્ટ્સના ઉપયોગ પર ખૂબ આધાર રાખે છે, અને આ રીએજન્ટ્સની કાર્યક્ષમતા, પસંદગી અને ટકાઉપણું સુધારવા માટે ચાલુ સંશોધન આવશ્યક છે. દુર્લભ પૃથ્વી લાભદાયીતાના ભવિષ્ય માટે નવા, હરિયાળા રીએજન્ટ્સનો વિકાસ મહત્વપૂર્ણ રહેશે, કારણ કે આ મહત્વપૂર્ણ ખનિજોની વૈશ્વિક માંગ સતત વધી રહી છે.