सोने के खनन में साइनाइड निक्षालन प्रक्रिया: विघटन से पुनर्प्राप्ति तक की पूरी प्रक्रिया

परिचय

सोने के अयस्कों से सोना निकालना सदियों से बहुत रुचि का विषय रहा है। उपलब्ध विभिन्न तरीकों में से, सायनाइड निक्षालन वाणिज्यिक क्षेत्र में सबसे व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली तकनीकों में से एक के रूप में उभरा है सोने का खनन उद्योग। यह प्रक्रिया सोने को उसके मेजबान पदार्थों से कुशलतापूर्वक घुलने देती है, जिससे कीमती धातु को अधिक सघन रूप में प्राप्त करना संभव हो जाता है। यह लेख सोने के खनन में साइनाइड निक्षालन की पूरी प्रक्रिया पर प्रकाश डालेगा, जिसमें साइनाइड के घोल में सोने के प्रारंभिक विघटन से लेकर धातु की अंतिम प्राप्ति तक शामिल है।

सायनाइड विलयन में सोने का विघटन

शामिल रासायनिक प्रतिक्रियाएँ

सायनाइड के घोल में सोने का घुलना रासायनिक अभिक्रियाओं की एक जटिल श्रृंखला पर आधारित है। समग्र अभिक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

4Au + 8NaCN + O₂ + 2H₂O → 4Na[Au(CN)₂] + 4NaOH

इस अभिक्रिया में सोना (Au) किसके साथ अभिक्रिया करता है? सोडियम साइनाइड (NaCN) को ऑक्सीजन (O₂) और पानी (H₂O) की मौजूदगी में सोडियम डाइसायनोऑरेट (Na[Au(CN)₂]) और सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) बनाने के लिए इस्तेमाल किया जाता है। इस प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन की भूमिका महत्वपूर्ण है क्योंकि यह ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है, जिससे सोने के घुलने में आसानी होती है।

इष्टतम विघटन के लिए शर्तें

सोने के कुशल विघटन के लिए, कई स्थितियों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है। घोल में साइनाइड की सांद्रता एक महत्वपूर्ण कारक है। आमतौर पर, निक्षालन प्रक्रिया में 0.05 - 0.1% NaCN की सांद्रता का उपयोग किया जाता है। उच्च सांद्रता सोने के विघटन में आनुपातिक वृद्धि के बिना साइनाइड की खपत में वृद्धि कर सकती है, जबकि कम सांद्रता के परिणामस्वरूप धीमी और अपूर्ण निक्षालन हो सकती है।

घोल का pH भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। निक्षालन प्रक्रिया थोड़े क्षारीय माध्यम में सबसे अधिक प्रभावी होती है, जिसका pH 9.5 - 11 होता है। इस pH पर, साइनाइड आयन अपने असंयोजित रूप (HCN) में मौजूद होते हैं, जो सोने के प्रति अधिक प्रतिक्रियाशील होता है। pH को समायोजित करने के लिए आमतौर पर निक्षालन घोल में चूना (CaO) मिलाया जाता है।

तापमान एक और महत्वपूर्ण पैरामीटर है। हालांकि प्रतिक्रिया परिवेश के तापमान पर हो सकती है, लेकिन 25 - 35 डिग्री सेल्सियस के आसपास का थोड़ा बढ़ा हुआ तापमान सोने के घुलने की दर को बढ़ा सकता है। हालांकि, तापमान को बहुत ज़्यादा बढ़ाने से साइनाइड का विघटन हो सकता है, जिससे इसकी प्रभावशीलता कम हो सकती है।

अयस्कों का पूर्व उपचार

कुचलना और पीसना

साइनाइड निक्षालन प्रक्रिया शुरू होने से पहले, सोना युक्त अयस्कों को पूर्व-उपचारित करने की आवश्यकता होती है। इस पूर्व-उपचार में पहला कदम आमतौर पर होता है पेराई और पिसाईअयस्कों को उनके आकार को कम करने के लिए कुचला जाता है और फिर बारीक कणों में पीस दिया जाता है। इससे अयस्क का सतही क्षेत्र बढ़ जाता है, जिससे निक्षालन प्रक्रिया के दौरान सोने के कणों और साइनाइड घोल के बीच अधिक कुशल संपर्क की अनुमति मिलती है।

पीसने की मात्रा को सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है। अधिक पीसने से महीन कीचड़ बन सकता है, जो बाद के ठोस-तरल पृथक्करण चरणों के दौरान समस्याएँ पैदा कर सकता है। दूसरी ओर, कम पीसने से सोने के कणों का अपर्याप्त प्रदर्शन हो सकता है, जिससे अधूरा निक्षालन हो सकता है।

भूनना और जैव-ऑक्सीकरण

कुछ मामलों में, सोने के अयस्कों में दुर्दम्य खनिज हो सकते हैं जो साइनाइड द्वारा सोने के सीधे विघटन को रोकते हैं। ऐसे अयस्कों के लिए, भूनने या जैव-ऑक्सीकरण जैसी अतिरिक्त पूर्व-उपचार विधियों की आवश्यकता हो सकती है।

भूनने में अयस्क को हवा की मौजूदगी में गर्म करना शामिल है ताकि सल्फाइड जैसे दुर्दम्य खनिजों का ऑक्सीकरण किया जा सके। यह ऑक्सीकरण प्रक्रिया खनिजों को तोड़ती है, सोने के कणों को मुक्त करती है और उन्हें साइनाइड घोल के लिए अधिक सुलभ बनाती है।

दूसरी ओर, बायो-ऑक्सीकरण में दुर्दम्य खनिजों को ऑक्सीकरण करने के लिए सूक्ष्मजीवों का उपयोग किया जाता है। यह भूनने के लिए अधिक पर्यावरण के अनुकूल विकल्प है क्योंकि यह कम तापमान पर संचालित होता है और कम हानिकारक उत्सर्जन करता है। सूक्ष्मजीवों, आमतौर पर बैक्टीरिया या कवक, को अयस्क में मौजूद विशिष्ट दुर्दम्य खनिजों को ऑक्सीकरण करने की उनकी क्षमता के आधार पर चुना जाता है।

निक्षालन प्रक्रिया

स्टिरर्ड टैंक लीचिंग

स्टिरर्ड टैंक लीचिंग साइनाइड लीचिंग के लिए इस्तेमाल की जाने वाली सबसे आम विधियों में से एक है। इस प्रक्रिया में, प्री-ट्रीटेड अयस्क को बड़े स्टिरर्ड टैंक में साइनाइड घोल के साथ मिलाया जाता है। टैंकों में ऐसे एजिटेटर लगे होते हैं जो अयस्क और घोल का पूरी तरह से मिश्रण सुनिश्चित करते हैं, जिससे सोने के कणों और साइनाइड आयनों के बीच संपर्क को बढ़ावा मिलता है।

अयस्क की प्रकृति और परिचालन स्थितियों के आधार पर निक्षालन का समय अलग-अलग हो सकता है। सामान्य तौर पर, निक्षालन प्रक्रिया में कई घंटों से लेकर कई दिनों तक का समय लग सकता है। इस दौरान, सोने के विघटन की प्रगति की निगरानी के लिए समय-समय पर निक्षालन के नमूने लिए जाते हैं और उनका विश्लेषण किया जाता है।

निक्षालन ढेर

हीप लीचिंग एक और व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि है, खासकर निम्न-श्रेणी के सोने के अयस्कों के लिए। इस प्रक्रिया में, कुचले हुए अयस्क को एक अभेद्य लाइनर पर बड़े ढेर में रखा जाता है। फिर साइनाइड घोल को ढेर के ऊपर छिड़का जाता है और अयस्क के माध्यम से रिसने दिया जाता है। जैसे ही घोल ढेर से होकर गुजरता है, यह सोने के कणों को घोल देता है, और परिणामस्वरूप गर्भवती घोल ढेर के नीचे एकत्र हो जाता है।

हीप लीचिंग अन्य की तुलना में अधिक लागत प्रभावी विधि है। उत्तेजित टैंक निक्षालन क्योंकि इसमें उपकरणों में कम पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है। हालाँकि, यह एक धीमी प्रक्रिया है और अपेक्षाकृत कम सोने की मात्रा वाले अयस्कों के लिए अधिक उपयुक्त है।

ठोस-तरल पृथक्करण

छानने का काम

निक्षालन प्रक्रिया पूरी होने के बाद, अगला चरण गर्भवती घोल से ठोस अवशेष (टेलिंग्स) को अलग करना है, जिसमें घुला हुआ सोना होता है। फ़िल्टरेशन ठोस-तरल पृथक्करण के लिए सबसे अधिक इस्तेमाल की जाने वाली विधियों में से एक है। इस प्रक्रिया में, घोल (ठोस और तरल का मिश्रण) को फ़िल्टर माध्यम, जैसे फ़िल्टर कपड़ा या फ़िल्टर प्रेस से गुज़ारा जाता है। ठोस कण फ़िल्टर माध्यम पर बने रहते हैं, जबकि तरल (गर्भवती घोल) गुज़रता है और एकत्र हो जाता है।

फ़िल्टर माध्यम का चुनाव ठोस कणों की प्रकृति और संचालन स्थितियों पर निर्भर करता है। उदाहरण के लिए, ऐसे मामलों में जहाँ ठोस कण बहुत महीन होते हैं, वहाँ अधिक महीन जालीदार फ़िल्टर कपड़े की आवश्यकता हो सकती है।

निस्तारण

ठोस-तरल पृथक्करण के लिए निथारना एक और तरीका है जिसका उपयोग किया जा सकता है, खासकर जब ठोस कण अपेक्षाकृत बड़े होते हैं और आसानी से बैठ जाते हैं। इस प्रक्रिया में, घोल को कुछ समय के लिए निपटान टैंक में रखा जाता है। गुरुत्वाकर्षण के कारण ठोस कण टैंक के तल पर बैठ जाते हैं, और फिर स्पष्ट सतही तरल (गर्भवती घोल) को सावधानीपूर्वक अलग कर दिया जाता है।

निस्पंदन की तुलना में निस्पंदन एक सरल और कम ऊर्जा-गहन विधि है। हालाँकि, यह बहुत महीन ठोस कणों को अलग करने में उतना प्रभावी नहीं हो सकता है।

गर्भवती समाधान से सोने की वसूली

सक्रिय कार्बन सोखना

गर्भवती घोल से सोना निकालने की सबसे आम विधियों में से एक है सक्रिय कार्बन अवशोषणइस प्रक्रिया में, सक्रिय कार्बन को गर्भवती घोल में मिलाया जाता है। सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स में सक्रिय कार्बन की सतह के लिए एक मजबूत आत्मीयता होती है, और परिणामस्वरूप, सोना कार्बन कणों पर सोख लिया जाता है।

फिर कार्बन कणों को घोल से अलग किया जाता है, आमतौर पर स्क्रीनिंग या निस्पंदन द्वारा। फिर सोने से भरे कार्बन को सोने को सोखने के लिए आगे संसाधित किया जाता है। यह आमतौर पर कार्बन को उच्च तापमान वाले भाप उपचार के अधीन करके या रासायनिक विशोषण एजेंट का उपयोग करके किया जाता है।

जिंक अवक्षेपण

जिंक अवक्षेपण, जिसे मेरिल-क्रो प्रक्रिया के नाम से भी जाना जाता है, सोने की प्राप्ति के लिए एक और तरीका है। इस प्रक्रिया में, जिंक धूल को गर्भवती घोल में मिलाया जाता है। जिंक सोने की तुलना में अधिक विद्युत धनात्मक है, और परिणामस्वरूप, यह सोने को सोने-साइनाइड परिसर से विस्थापित कर देता है। प्रतिक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

2Na[Au(CN)₂] + Zn → 2Au + Na₂[Zn(CN)₄]

अवक्षेपित सोना, किसी भी अप्रतिक्रियाशील जिंक के साथ मिलकर एक ठोस कीचड़ बनाता है। फिर इस कीचड़ को घोल से अलग किया जाता है, और शुद्ध उत्पाद प्राप्त करने के लिए सोने को और परिष्कृत किया जाता है।

सोने का शोधन

प्रगलन

एक बार जब सोना गर्भवती घोल से बरामद हो जाता है, तो उसे आमतौर पर किसी भी शेष अशुद्धियों को हटाने के लिए परिष्कृत करने की आवश्यकता होती है। गलाना सोने के शोधन के लिए सबसे आम तरीकों में से एक है। इस प्रक्रिया में, सोने से युक्त सामग्री को बोरेक्स जैसे फ्लक्स की उपस्थिति में उच्च तापमान पर गर्म किया जाता है। फ्लक्स सोने के गलनांक को कम करने में मदद करता है और अशुद्धियों के साथ प्रतिक्रिया करके एक स्लैग बनाता है जिसे पिघले हुए सोने से अलग किया जा सकता है।

पिघले हुए सोने को फिर सांचों में डालकर सिल्लियां बनाई जाती हैं। इन सिल्लियों को आगे संसाधित किया जा सकता है या अर्ध-तैयार उत्पाद के रूप में बेचा जा सकता है।

इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिंग

इलेक्ट्रोलाइटिक रिफाइनिंग सोने के शोधन के लिए एक अधिक उन्नत विधि है। इस प्रक्रिया में, सोने से युक्त एनोड को शुद्ध सोने के कैथोड के साथ इलेक्ट्रोलाइटिक सेल में रखा जाता है। इलेक्ट्रोलाइट आमतौर पर सोने के क्लोराइड या अन्य सोने के लवणों का घोल होता है। जब सेल के माध्यम से विद्युत प्रवाह पारित किया जाता है, तो एनोड से सोना इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाता है और फिर कैथोड पर जमा हो जाता है।

सोने से ज़्यादा इलेक्ट्रोपॉज़िटिव अशुद्धियाँ इलेक्ट्रोलाइट में घुल जाती हैं लेकिन कैथोड पर जमा नहीं होती हैं, जबकि सोने से कम इलेक्ट्रोपॉज़िटिव अशुद्धियाँ सेल के निचले हिस्से में कीचड़ के रूप में रह जाती हैं। इसके परिणामस्वरूप बहुत उच्च शुद्धता वाला सोना बनता है।

पर्यावरण संबंधी बातें

साइनाइड प्रबंधन

सायनाइड एक अत्यधिक विषैला पदार्थ है, और सोने के खनन की प्रक्रिया में सायनाइड का उचित प्रबंधन अत्यंत महत्वपूर्ण है। पर्यावरण और मानव स्वास्थ्य पर इसके प्रभाव को कम करने के लिए कई देशों में सोने के खनन में सायनाइड के उपयोग को सख्ती से नियंत्रित किया जाता है।

साइनाइड प्रबंधन के प्रमुख पहलुओं में से एक साइनाइड रिसाव की रोकथाम है। खनन कार्यों में साइनाइड युक्त घोल को पर्यावरण में लीक होने से रोकने के लिए उचित रोकथाम प्रणाली होना आवश्यक है। इसके अलावा, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल का उपचार भी महत्वपूर्ण है। साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए कई तरीके उपलब्ध हैं, जैसे रासायनिक ऑक्सीकरण, जैविक उपचार और आयन विनिमय।

अवशेष निपटान

सोने की रिकवरी प्रक्रिया के बाद उत्पन्न ठोस अवशेष (टेलिंग्स) का भी उचित तरीके से निपटान किया जाना चाहिए। टेलिंग्स में सायनाइड और अन्य भारी धातुओं की मात्रा हो सकती है, जो सही तरीके से प्रबंधित न किए जाने पर पर्यावरण के लिए खतरा बन सकती है।

टेलिंग्स के निपटान के लिए एक आम तरीका उन्हें टेलिंग्स बांधों में संग्रहीत करना है। इन बांधों को टेलिंग्स को रोकने और पर्यावरण में प्रदूषकों को निकलने से रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया है। कुछ मामलों में, किसी भी बचे हुए मूल्यवान खनिजों को पुनः प्राप्त करने या पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने के लिए टेलिंग्स को फिर से संसाधित भी किया जा सकता है।

निष्कर्ष

सोने के खनन में साइनाइड निक्षालन प्रक्रिया एक जटिल और बहु-चरणीय प्रक्रिया है जिसमें साइनाइड के घोल में सोने का विघटन, अयस्कों का पूर्व-उपचार, निक्षालन, ठोस-तरल पृथक्करण, सोने की वसूली, शोधन और पर्यावरण प्रबंधन शामिल है। इस प्रक्रिया में प्रत्येक चरण को पर्यावरणीय प्रभाव को कम करते हुए सोने के कुशल निष्कर्षण और वसूली को सुनिश्चित करने के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रित किया जाता है। साइनाइड के उपयोग से जुड़ी चुनौतियों के बावजूद, यह प्रक्रिया अपनी उच्च दक्षता और अपेक्षाकृत कम लागत के कारण वाणिज्यिक सोने के खनन उद्योग में एक महत्वपूर्ण और व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली विधि बनी हुई है। हालाँकि, वैकल्पिक तरीकों को विकसित करने के लिए निरंतर अनुसंधान और विकास किया जा रहा है जो अधिक पर्यावरण के अनुकूल और टिकाऊ हैं।