सोने के खनन में सोडियम साइनाइड का रिसाव

परिचय

सोने का आकर्षण और सायनाइड निक्षालन की भूमिका

सोने ने हजारों सालों से मानवता को मोहित किया है, इसकी चमक और दुर्लभता इसे विभिन्न संस्कृतियों में धन, शक्ति और सुंदरता का प्रतीक बनाती है। प्राचीन मिस्र की भव्य सोने की कलाकृतियों से लेकर केंद्रीय बैंकों द्वारा रखे गए आधुनिक समय के सोने के भंडार तक, वैश्विक अर्थव्यवस्था और संस्कृति में सोने का महत्व निर्विवाद है। यह मूल्य के भंडार, आर्थिक अनिश्चितताओं के खिलाफ बचाव और आभूषण, इलेक्ट्रॉनिक्स और एयरोस्पेस उद्योगों में एक प्रमुख घटक के रूप में कार्य करता है।

के दायरे में सोने का खनन, साइनाइड निक्षालन एक प्रमुख निष्कर्षण विधि के रूप में उभरा है। 19वीं शताब्दी के उत्तरार्ध में इसके औद्योगिक रूप से अपनाए जाने के बाद से, साइनाइड निक्षालन ने सोने के खनन उद्योग में क्रांति ला दी है, जिससे निम्न-श्रेणी के अयस्कों से सोने का निष्कर्षण संभव हो गया है, जिन्हें पहले संसाधित करना आर्थिक रूप से लाभदायक नहीं था। यह विधि अयस्क से सोने को घोलने के लिए साइनाइड के अद्वितीय रासायनिक गुणों का उपयोग करती है, जिससे घुलनशील सोने के साइनाइड परिसर बनते हैं जिन्हें आसानी से अलग किया जा सकता है और परिष्कृत किया जा सकता है।

सायनाइड निक्षालन के पीछे का रसायन

सोने के साथ सायनाइड की प्रतिक्रियाशीलता

साइनाइड निक्षालन की प्रक्रिया साइनाइड आयनों और सोने के बीच अद्वितीय रासायनिक प्रतिक्रियाशीलता पर निर्भर करती है। सोडियम साइनाइड (NaCN) को पानी में घोलने पर यह सोडियम आयनों (Na⁺) और सायनाइड आयनों (CN⁻) में विघटित हो जाता है। ये सायनाइड आयन सोने के प्रति अत्यधिक प्रतिक्रियाशील होते हैं और ऑक्सीजन की उपस्थिति में वे एक जटिल रासायनिक प्रतिक्रिया शुरू करते हैं।

सोने के बीच प्रतिक्रिया के लिए रासायनिक समीकरण, सोडियम साइनाइड, ऑक्सीजन और पानी का अनुपात इस प्रकार है:

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

इस अभिक्रिया में, अयस्क में मौजूद सोने के परमाणु साइनाइड आयनों के साथ मिलकर घुलनशील कॉम्प्लेक्स, सोडियम डाइसायनोऑरेट (Na[Au(CN)₂]) बनाते हैं। घोल में मौजूद ऑक्सीजन ऑक्सीकरण एजेंट के रूप में कार्य करता है, जो सोने-साइनाइड कॉम्प्लेक्स के निर्माण के लिए आवश्यक इलेक्ट्रॉन प्रदान करके प्रतिक्रिया को सुविधाजनक बनाता है। पानी के अणु भी प्रतिक्रिया में भूमिका निभाते हैं, कॉम्प्लेक्स और उप-उत्पाद, सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) के निर्माण में भाग लेते हैं।

यह प्रतिक्रिया एक रेडॉक्स प्रक्रिया है। [Au(CN)₂]⁻ में सोना अपनी मूल अवस्था (Au⁰) से +1 ऑक्सीकरण अवस्था में ऑक्सीकृत हो जाता है, जबकि ऑक्सीजन कम हो जाती है। घुलनशील सोना - सायनाइड कॉम्प्लेक्स का निर्माण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सोने को, जो शुरू में अयस्क के भीतर एक ठोस, अघुलनशील रूप में था, घोल में घुलने देता है। इस घुले हुए सोने को बाद के प्रसंस्करण चरणों, जैसे कि सक्रिय कार्बन पर सोखना या जिंक पाउडर का उपयोग करके अवक्षेपण के माध्यम से शेष अयस्क घटकों से अलग किया जा सकता है।

सायनाइड क्यों? सोडियम सायनाइड के अनोखे गुण

सोडियम साइनाइड में कई गुण हैं जो इसे खनन उद्योग में सोने के निक्षालन के लिए पसंदीदा अभिकर्मक बनाते हैं:

1. सोने के लिए उच्च चयनात्मकता: साइनाइड आयनों में सोने को चुनिंदा रूप से घोलने की उल्लेखनीय क्षमता होती है, जो आमतौर पर सोने वाले अयस्कों में पाए जाने वाले कई अन्य खनिजों की उपस्थिति में होती है। यह चयनात्मकता महत्वपूर्ण है क्योंकि यह निम्न-श्रेणी के अयस्कों से सोने के निष्कर्षण की अनुमति देती है, जहाँ सोना अक्सर बड़ी मात्रा में गैंग खनिजों के साथ मिला होता है। उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार और अन्य गैर-मूल्यवान खनिजों वाले अयस्क में, साइनाइड सोने के साथ अधिमानतः प्रतिक्रिया करेगा, जिससे अधिकांश गैंग खनिजों की प्रतिक्रिया नहीं होगी और वे सोने वाले घोल से आसानी से अलग हो जाएँगे।

2. पानी में उच्च घुलनशीलता: सोडियम साइनाइड पानी में अत्यधिक घुलनशील है, जो निक्षालन प्रक्रियाओं में इसके अनुप्रयोग के लिए आवश्यक है। उच्च घुलनशीलता यह सुनिश्चित करती है कि साइनाइड आयन अयस्क घोल में तेज़ी से फैल सकते हैं, जिससे साइनाइड और सोने के कणों के बीच संपर्क अधिकतम हो जाता है। यह तेज़ फैलाव तेज़ प्रतिक्रिया दर और उच्च सोने की वसूली दर की ओर ले जाता है। उदाहरण के लिए, कमरे के तापमान पर, एक महत्वपूर्ण मात्रा सोडियम साइनाइड जल में घुल सकता है, जिससे निक्षालन विलयन में क्रियाशील सायनाइड आयनों की उच्च सांद्रता प्राप्त होती है।

3. सापेक्ष लागत-प्रभावशीलता: कुछ वैकल्पिक अभिकर्मकों की तुलना में जिनका संभावित रूप से सोने के निष्कर्षण के लिए उपयोग किया जा सकता है, सोडियम साइनाइड अपेक्षाकृत सस्ता है। यह लागत-प्रभावशीलता सोने के खनन उद्योग में इसके व्यापक उपयोग का एक प्रमुख कारक है, विशेष रूप से बड़े पैमाने पर संचालन के लिए। खनिक उचित मूल्य पर बड़ी मात्रा में सोडियम साइनाइड प्राप्त कर सकते हैं, जो सोने के निष्कर्षण की समग्र लागत को आर्थिक रूप से व्यवहार्य सीमा के भीतर रखने में मदद करता है।

4. क्षारीय विलयनों में स्थिरता: सायनाइड क्षारीय घोल में स्थिर रहता है, जो निक्षालन प्रक्रिया में एक लाभ है। निक्षालन घोल को उच्च pH (आमतौर पर लगभग 10 - 11) पर बनाए रखने से, सायनाइड का हाइड्रोजन सायनाइड (HCN) में अपघटन, जो एक अत्यधिक विषैली और अस्थिर गैस है, को कम किया जा सकता है। यह स्थिरता सुनिश्चित करती है कि सायनाइड लंबे समय तक अपने प्रतिक्रियाशील रूप में बना रहे, जिससे सोने का कुशल विघटन हो सके। क्षारीय वातावरण को बनाए रखने और सायनाइड की स्थिरता को बढ़ाने के लिए अक्सर निक्षालन घोल में चूना मिलाया जाता है।

सोने की खदानों में सायनाइड निक्षालन की चरण-दर-चरण प्रक्रिया

पूर्व उपचार: कुचलना और पीसना

साइनाइड निक्षालन प्रक्रिया शुरू होने से पहले, सोने से युक्त अयस्क एक महत्वपूर्ण पूर्व उपचार चरण से गुजरता है। इस चरण में पहला चरण कुचलना है, जो बड़े आकार के अयस्क के टुकड़ों को छोटे टुकड़ों में कम करने के लिए आवश्यक है। यह आमतौर पर क्रशर की एक श्रृंखला का उपयोग करके प्राप्त किया जाता है, जैसे कि जबड़े के क्रशर, शंकु क्रशर और जाइरेटरी क्रशर। उदाहरण के लिए, जबड़े के क्रशर में एक सरल संरचना और उच्च क्रशिंग अनुपात होता है। यह बड़े आकार के अयस्कों को संभाल सकता है और शुरू में उन्हें छोटे टुकड़ों में तोड़ सकता है।

कुचलने के बाद अयस्क को पीसने की प्रक्रिया से गुज़ारा जाता है। अयस्क के कणों के आकार को और कम करने के लिए पीसने की प्रक्रिया को आमतौर पर बॉल मिल या रॉड मिल में किया जाता है। बॉल मिल में अयस्क को पीसने के लिए स्टील की गेंदों का इस्तेमाल किया जाता है। जैसे ही मिल घूमती है, गेंदें नीचे गिरती हैं, अयस्क के कणों को प्रभावित करती हैं और पीसती हैं। यह प्रक्रिया महत्वपूर्ण है क्योंकि यह अयस्क के सतह क्षेत्र को बढ़ाती है। एक बड़े सतह क्षेत्र का मतलब है कि अयस्क के भीतर सोने वाले कणों और निक्षालन चरण के दौरान साइनाइड समाधान के बीच अधिक संपर्क होता है।

उदाहरण के लिए, यदि अयस्क को ठीक से कुचला और पीसा नहीं गया है, तो सोने के कण अयस्क के बड़े टुकड़ों में फंस सकते हैं। तब साइनाइड घोल को इन सोने के कणों तक पहुँचने में कठिनाई होगी, जिससे निष्कर्षण दर कम होगी। अयस्क को पीसने के माध्यम से बारीक पाउडर में बदलने से, सोना साइनाइड आयनों के लिए अधिक सुलभ हो जाता है, जिससे निक्षालन प्रक्रिया की दक्षता बढ़ जाती है।

निक्षालन चरण: मिश्रित निक्षालन बनाम ढेर निक्षालन

एक बार जब अयस्क ठीक से तैयार हो जाता है, तो निक्षालन चरण शुरू होता है, और इसके दो मुख्य तरीके हैं: मिश्रित निक्षालन और ढेर निक्षालन।

हलचल निक्षालन

हलचल निक्षालन में, बारीक पिसे हुए अयस्क को एक बड़े टैंक में सायनाइड घोल के साथ मिलाया जाता है, जिसे अक्सर निक्षालन टैंक या आंदोलनकारी टैंक कहा जाता है। मिश्रण को लगातार हिलाने के लिए यांत्रिक आंदोलनकारी, जैसे कि प्ररित करनेवाला, का उपयोग किया जाता है। यह निरंतर आंदोलन कई महत्वपूर्ण उद्देश्यों को पूरा करता है। सबसे पहले, यह सुनिश्चित करता है कि सायनाइड घोल अयस्क के घोल में समान रूप से वितरित हो। यह समान वितरण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह सभी सोने वाले कणों को सायनाइड आयनों के साथ प्रतिक्रिया करने का समान अवसर देता है। दूसरे, आंदोलन अयस्क कणों को निलंबित रखने में मदद करता है, उन्हें टैंक के तल पर जमने से रोकता है। यह महत्वपूर्ण है क्योंकि यदि कण जम जाते हैं, तो सोने और सायनाइड के बीच प्रतिक्रिया बाधित हो सकती है।

उच्च ग्रेड अयस्कों के लिए या जब अपेक्षाकृत कम अवधि में उच्च रिकवरी दर की आवश्यकता होती है, तो अक्सर स्टिरर्ड लीचिंग को प्राथमिकता दी जाती है। यह उन अयस्कों के लिए भी उपयुक्त है जिन्हें लीच करना अधिक कठिन होता है, क्योंकि आंदोलन अयस्क और साइनाइड घोल के बीच संपर्क को बढ़ा सकता है। हालांकि, आंदोलनकारियों के निरंतर संचालन के कारण स्टिरर्ड लीचिंग के लिए अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। इसकी अपेक्षाकृत उच्च पूंजी लागत भी है क्योंकि इसके लिए बड़े पैमाने पर उपकरण और साइनाइड घोल की एक महत्वपूर्ण मात्रा की आवश्यकता होती है।

निक्षालन ढेर

दूसरी ओर, हीप लीचिंग, एक अधिक लागत प्रभावी विधि है, विशेष रूप से निम्न-श्रेणी के अयस्कों के लिए। इस प्रक्रिया में, कुचले हुए अयस्क को बड़े ढेर में ढेर कर दिया जाता है, आमतौर पर साइनाइड घोल के रिसाव को रोकने के लिए एक अभेद्य लाइनर पर। फिर साइनाइड घोल को अयस्क के ढेर के ऊपर छिड़का जाता है या टपकाया जाता है। जैसे ही घोल ढेर से होकर गुजरता है, यह अयस्क में मौजूद सोने के साथ प्रतिक्रिया करता है, इसे घोलता है और एक सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स बनाता है। लीचेट, जिसमें घुला हुआ सोना होता है, फिर ढेर के नीचे चला जाता है और आगे की प्रक्रिया के लिए एक तालाब या टैंक में एकत्र किया जाता है।

हीप लीचिंग निम्न-श्रेणी के अयस्कों के साथ बड़े पैमाने पर संचालन के लिए अधिक उपयुक्त विकल्प है, क्योंकि इसमें स्टिरर्ड लीचिंग की तुलना में उपकरणों में कम पूंजी निवेश की आवश्यकता होती है। इसमें ऊर्जा की आवश्यकता भी कम होती है क्योंकि इसमें निरंतर हलचल की आवश्यकता नहीं होती है। हालाँकि, हीप लीचिंग में स्टिरर्ड लीचिंग की तुलना में लीचिंग का समय अधिक होता है, और रिकवरी दर थोड़ी कम हो सकती है। हीप लीचिंग की सफलता अयस्क के ढेर की पारगम्यता जैसे कारकों पर भी निर्भर करती है। यदि ढेर का निर्माण ठीक से नहीं किया गया है और अयस्क के कण बहुत कसकर पैक किए गए हैं, तो साइनाइड घोल समान रूप से प्रवेश करने में सक्षम नहीं हो सकता है, जिससे असमान लीचिंग और कम सोने की रिकवरी होती है।

निक्षालन पश्चात प्रसंस्करण: विलयन से सोना पुनः प्राप्त करना

निक्षालन चरण के दौरान सोने को सायनाइड घोल में घुला देने के बाद, अगला चरण इस घोल से सोना निकालना है। इस उद्देश्य के लिए आमतौर पर कई तरीके इस्तेमाल किए जाते हैं, जिनमें से दो सबसे प्रचलित हैं सक्रिय कार्बन सोखना और जिंक डस्ट सीमेंटेशन।

सक्रिय कार्बन सोखना

सक्रिय कार्बन में एक बड़ा सतह क्षेत्र होता है और सोने-साइनाइड परिसरों के लिए एक उच्च आत्मीयता होती है। सक्रिय कार्बन सोखना प्रक्रिया में, जिसे कार्बन-इन-पल्प (सीआईपी) या कार्बन-इन-लीच (सीआईएल) प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है, सक्रिय कार्बन को लीचेट में जोड़ा जाता है। घोल में मौजूद सोना-साइनाइड परिसर सक्रिय कार्बन की सतह की ओर आकर्षित होते हैं और उस पर सोख लिए जाते हैं। यह एक "लोडेड" या "गर्भवती" कार्बन बनाता है, जिसे फिर घोल से अलग कर दिया जाता है।

घोल से लोड किए गए कार्बन को अलग करने का काम स्क्रीनिंग या फ़िल्टरेशन के ज़रिए किया जा सकता है। अलग होने के बाद, लोड किए गए कार्बन से सोना निकाला जाता है। यह आमतौर पर एल्यूशन या डिसोर्प्शन नामक प्रक्रिया के ज़रिए किया जाता है, जहाँ सोडियम साइनाइड और सोडियम हाइड्रॉक्साइड के गर्म, सांद्रित घोल का उपयोग करके कार्बन से सोना निकाला जाता है। परिणामी घोल, जो सोने से भरपूर होता है, को फिर इलेक्ट्रोलिसिस के ज़रिए कैथोड पर सोने को जमा करने के लिए संसाधित किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध सोना बनता है।

जिंक धूल सीमेंटेशन

जिंक डस्ट सीमेंटेशन, जिसे मेरिल-क्रो प्रक्रिया के रूप में भी जाना जाता है, लीचेट से सोना निकालने के लिए एक और व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली विधि है। इस प्रक्रिया में, जिंक डस्ट को गोल्ड-साइनाइड कॉम्प्लेक्स वाले घोल में मिलाया जाता है। जिंक सोने की तुलना में अधिक प्रतिक्रियाशील है, और यह निम्नलिखित रासायनिक प्रतिक्रिया के अनुसार कॉम्प्लेक्स से सोने को विस्थापित करता है:

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

फिर सोना ठोस रूप में घोल से बाहर निकल जाता है, जिससे सोना-जस्ता अवक्षेप बनता है। फिर इस अवक्षेप को छानकर घोल से अलग कर दिया जाता है। जस्ता और अन्य अशुद्धियों को हटाने के लिए अवक्षेप को पिघलाकर सोने को और परिष्कृत किया जाता है, जिसके परिणामस्वरूप शुद्ध सोना प्राप्त होता है। जिंक डस्ट सीमेंटेशन एक अपेक्षाकृत सरल और सीधी प्रक्रिया है, लेकिन इसमें सोने की कुशल वसूली सुनिश्चित करने के लिए पीएच और साइनाइड घोल की सांद्रता पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।

साइनाइड निक्षालन की दक्षता को प्रभावित करने वाले कारक

अयस्क विशेषताएँ

सोना युक्त अयस्क की प्रकृति साइनाइड निक्षालन की दक्षता को प्रभावित करने वाला एक मूलभूत कारक है। विभिन्न प्रकार के अयस्कों, जैसे सल्फाइड सोने के अयस्क और ऑक्सीकृत सोने के अयस्कों में अलग-अलग विशेषताएं होती हैं जो निक्षालन प्रक्रिया को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित कर सकती हैं।

सल्फाइड स्वर्ण अयस्क: सल्फाइड गोल्ड अयस्कों में अक्सर सल्फाइड खनिजों की महत्वपूर्ण मात्रा होती है, जैसे कि पाइराइट (FeS₂), आर्सेनोपाइराइट (FeAsS), और चाल्कोपीराइट (CuFeS₂)। ये सल्फाइड खनिज साइनाइड लीचिंग के दौरान कई चुनौतियाँ पैदा कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, पाइराइट सोने वाले अयस्कों में एक आम सल्फाइड खनिज है। जब अयस्क में पाइराइट मौजूद होता है, तो यह लीचिंग वातावरण में साइनाइड घोल और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकता है। ऑक्सीजन और साइनाइड की उपस्थिति में पाइराइट के ऑक्सीकरण से सल्फ्यूरिक एसिड (H₂SO₄) और आयरन-साइनाइड कॉम्प्लेक्स जैसे विभिन्न उप-उत्पादों का निर्माण हो सकता है। सल्फ्यूरिक एसिड का निर्माण लीचिंग घोल के पीएच को कम कर सकता है, जो साइनाइड की स्थिरता के लिए हानिकारक है। इसके अतिरिक्त, साइनाइड के साथ सल्फाइड खनिजों की प्रतिक्रिया से बड़ी मात्रा में साइनाइड की खपत हो सकती है, जिससे अभिकर्मक की लागत बढ़ जाती है। उदाहरण के लिए, ऐसे अयस्क में जहां सल्फाइड की मात्रा अधिक होती है, साइनाइड की खपत सल्फाइड-मुक्त अयस्क की तुलना में कई गुना अधिक हो सकती है।

ऑक्सीकृत स्वर्ण अयस्क: दूसरी ओर, ऑक्सीकृत सोने के अयस्कों में आमतौर पर सल्फाइड अयस्कों की तुलना में अधिक अनुकूल निक्षालन वातावरण होता है। ये अयस्क अपक्षय और ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं से गुज़रे हैं, जिसने पहले से ही कई सल्फाइड खनिजों को अधिक स्थिर ऑक्साइड रूपों में ऑक्सीकृत कर दिया है। नतीजतन, सल्फाइड-साइनाइड प्रतिक्रियाओं से जुड़ी समस्याएं कम हो जाती हैं। ऑक्सीकृत अयस्कों में सोना अक्सर साइनाइड घोल के लिए अधिक सुलभ होता है क्योंकि अयस्क संरचना आम तौर पर अधिक छिद्रपूर्ण और कम जटिल होती है। उदाहरण के लिए, लैटेराइट सोने के अयस्क में, जो ऑक्सीकृत अयस्क का एक प्रकार है, सोना अक्सर अधिक बिखरे हुए और कम-संलग्न रूप में पाया जाता है। यह साइनाइड आयनों को सोने के कणों तक आसानी से पहुँचने की अनुमति देता है, जिससे निक्षालन दक्षता अधिक होती है। हालाँकि, ऑक्सीकृत अयस्कों में कुछ अशुद्धियाँ भी हो सकती हैं, जैसे कि आयरन ऑक्साइड और हाइड्रॉक्साइड, जो सोने-साइनाइड कॉम्प्लेक्स को सोख सकते हैं या कुछ हद तक निक्षालन प्रक्रिया में बाधा डाल सकते हैं।

अयस्क के भीतर सोने के कण का आकार भी एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। बारीक-दानेदार सोने के कणों का सतह-क्षेत्र-से-आयतन अनुपात बड़ा होता है, जिसका अर्थ है कि वे साइनाइड घोल के साथ अधिक तेज़ी से प्रतिक्रिया कर सकते हैं। इसके विपरीत, मोटे-दानेदार सोने के कणों को उच्च पुनर्प्राप्ति दर प्राप्त करने के लिए लंबे समय तक निक्षालन समय या अधिक आक्रामक निक्षालन स्थितियों की आवश्यकता हो सकती है। उदाहरण के लिए, यदि सोने के कण बहुत मोटे हैं, तो साइनाइड घोल कणों में पर्याप्त गहराई तक प्रवेश करने में सक्षम नहीं हो सकता है, जिससे कुछ सोना बिना प्रतिक्रिया के रह जाता है।

साइनाइड सांद्रता

निक्षालन विलयन में सोडियम सायनाइड की सांद्रता एक महत्वपूर्ण पैरामीटर है जो सोने के निष्कर्षण की दक्षता और ऑपरेशन की समग्र लागत दोनों को सीधे प्रभावित करता है।

निक्षालन दक्षता पर प्रभाव: जैसे-जैसे साइनाइड की सांद्रता बढ़ती है, सोने और साइनाइड के बीच प्रतिक्रिया की दर शुरू में बढ़ जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि साइनाइड आयनों की उच्च सांद्रता सोने के कणों के साथ बातचीत करने के लिए अधिक अभिकारक अणु उपलब्ध कराती है। उदाहरण के लिए, एक प्रयोगशाला प्रयोग में, जब साइनाइड की सांद्रता 0.01% से 0.05% तक बढ़ जाती है, तो सोने के विघटन की दर काफी बढ़ सकती है, जिससे कम अवधि के भीतर सोने की अधिक वसूली हो सकती है। हालाँकि, यह संबंध अनिश्चित काल तक रैखिक नहीं है। एक बार जब साइनाइड की सांद्रता एक निश्चित स्तर पर पहुँच जाती है, तो आगे की वृद्धि से सोने के विघटन की दर में आनुपातिक वृद्धि नहीं हो सकती है। वास्तव में, जब साइनाइड की सांद्रता बहुत अधिक होती है, तो यह साइनाइड के हाइड्रोलिसिस का कारण बन सकती है। साइनाइड हाइड्रोलिसिस तब होता है जब साइनाइड पानी के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन साइनाइड (HCN) और हाइड्रॉक्साइड आयन (OH⁻) बनाता है। प्रतिक्रिया इस प्रकार है: CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻. हाइड्रोजन साइनाइड एक अस्थिर और अत्यधिक जहरीली गैस है। एचसीएन के निर्माण से न केवल स्वर्ण-निक्षालन प्रतिक्रिया के लिए उपलब्ध साइनाइड कम हो जाता है, बल्कि इससे गंभीर सुरक्षा और पर्यावरणीय खतरा भी उत्पन्न होता है।

लागत विचार: सायनाइड एक अपेक्षाकृत महंगा अभिकर्मक है, खासकर जब बड़े पैमाने पर सोने के खनन कार्यों पर विचार किया जाता है। आवश्यकता से अधिक सायनाइड की सांद्रता का उपयोग करने से उत्पादन लागत में काफी वृद्धि हो सकती है। उदाहरण के लिए, बड़े पैमाने पर हीप-लीचिंग ऑपरेशन में, यदि सायनाइड सांद्रता इष्टतम स्तर से 0.05% अधिक बढ़ जाती है, तो सायनाइड की खपत की वार्षिक लागत में काफी वृद्धि हो सकती है, जो लीचिंग समाधान की मात्रा और ऑपरेशन के पैमाने पर निर्भर करती है। दूसरी ओर, बहुत कम सायनाइड सांद्रता का उपयोग करने से लीचिंग की दर धीमी हो जाएगी, जिसके लिए वांछित सोने की वसूली प्राप्त करने के लिए लंबे समय तक लीचिंग समय या लीचिंग समाधान की बड़ी मात्रा की आवश्यकता हो सकती है। यह लंबे प्रसंस्करण समय, उच्च ऊर्जा खपत और संभावित रूप से कम उत्पादकता के कारण समग्र लागत को भी बढ़ा सकता है।

सामान्य तौर पर, अधिकांश सोने के खनन कार्यों के लिए, उपयुक्त साइनाइड सांद्रता सीमा 0.03% और 0.1% के बीच होती है। हालाँकि, यह सीमा अयस्क के प्रकार, अशुद्धियों की उपस्थिति और उपयोग की जाने वाली विशिष्ट निक्षालन विधि जैसे कारकों के आधार पर भिन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, अपेक्षाकृत शुद्ध सोने के अयस्क के लिए एक मिश्रित निक्षालन प्रक्रिया में, सीमा के भीतर एक कम साइनाइड सांद्रता, लगभग 0.03% - 0.05%, पर्याप्त हो सकती है। इसके विपरीत, एक जटिल सल्फाइड युक्त सोने के अयस्क के लिए एक ढेर निक्षालन ऑपरेशन में, सल्फाइड खनिजों द्वारा साइनाइड की खपत की भरपाई के लिए थोड़ी अधिक साइनाइड सांद्रता, शायद 0.08% - 0.1% के करीब, की आवश्यकता हो सकती है।

विलयन का pH मान

सोना-साइनाइड निक्षालन प्रक्रिया में साइनाइड निक्षालन विलयन का pH मान अत्यंत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह साइनाइड की स्थिरता, सोने की घुलनशीलता और उपकरणों के संक्षारण को प्रभावित करता है।

सायनाइड की स्थिरता: साइनाइड क्षारीय वातावरण में सबसे अधिक स्थिर होता है। जब घोल का pH 10 - 11 की सीमा में होता है, तो साइनाइड का हाइड्रोलिसिस, जो जहरीली गैस हाइड्रोजन साइनाइड (HCN) का उत्पादन करता है, कम से कम होता है। जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, साइनाइड की हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया CN⁻+H₂O⇌HCN + OH⁻ है। क्षारीय घोल में, हाइड्रॉक्साइड आयनों (OH⁻) की उच्च सांद्रता इस प्रतिक्रिया के संतुलन को बाईं ओर स्थानांतरित करती है, जिससे HCN का निर्माण कम हो जाता है। उदाहरण के लिए, यदि निक्षालन घोल का pH 8 या उससे कम हो जाता है, तो साइनाइड हाइड्रोलिसिस की दर काफी बढ़ जाएगी, जिससे साइनाइड की हानि होगी और HCN रिलीज का जोखिम बढ़ जाएगा, जो न केवल अभिकर्मक की बर्बादी है, बल्कि श्रमिकों और पर्यावरण के लिए एक गंभीर सुरक्षा खतरा भी है।

सोने की घुलनशीलता: सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स की घुलनशीलता भी pH मान से प्रभावित होती है। उचित क्षारीय pH रेंज में, घुलनशील सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स, जैसे Na[Au(CN)₂] का निर्माण बेहतर होता है। जब pH बहुत कम होता है, तो कॉम्प्लेक्स विघटित हो सकता है, जिससे घोल में सोने की मात्रा कम हो जाती है और इस प्रकार निक्षालन दक्षता कम हो जाती है। इसके अतिरिक्त, अम्लीय वातावरण में, अयस्क में मौजूद अन्य धातु आयन अधिक आसानी से घुल सकते हैं, जिससे सोना-निक्षालन प्रक्रिया में बाधा उत्पन्न हो सकती है। उदाहरण के लिए, अयस्क में मौजूद लौह-युक्त खनिजों से लौह आयन (Fe³⁺) अम्लीय घोल में साइनाइड के साथ अवक्षेप या कॉम्प्लेक्स बना सकते हैं, जो साइनाइड आयनों के लिए सोने के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं।

उपकरण संक्षारण: लीचिंग प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले उपकरणों की सुरक्षा के लिए सही pH बनाए रखना भी महत्वपूर्ण है। अम्लीय वातावरण में, साइनाइड घोल धातु के उपकरणों, जैसे लीचिंग टैंक, पाइपलाइन और पंपों के लिए अत्यधिक संक्षारक हो सकता है। उदाहरण के लिए, स्टील से बने लीचिंग टैंक अम्लीय साइनाइड घोल में तेजी से संक्षारक हो सकते हैं, जिससे रिसाव हो सकता है और बार-बार उपकरण बदलने की आवश्यकता हो सकती है, जिससे उत्पादन लागत और डाउनटाइम बढ़ जाता है। इसके विपरीत, क्षारीय घोल सोने के खनन उपकरणों में उपयोग की जाने वाली अधिकांश सामान्य सामग्रियों के लिए बहुत कम संक्षारक होता है।

उचित pH मान बनाए रखने के लिए, चूना (CaO) या सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) को अक्सर निक्षालन विलयन में मिलाया जाता है। चूना, अपेक्षाकृत कम लागत और प्रभावशीलता के कारण सोने के खनन कार्यों में pH समायोजन के लिए आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला अभिकर्मक है। यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (Ca(OH)₂) बनाता है, जो विलयन में किसी भी अम्लीय घटक को बेअसर कर सकता है और pH को बढ़ा सकता है। चूना मिलाने से कुछ धातु आयनों, जैसे लोहा और तांबा, को अवक्षेपित करने का अतिरिक्त लाभ भी होता है, जो निक्षालन प्रक्रिया में उनके हस्तक्षेप को कम कर सकता है।

तापमान और निक्षालन समय

तापमान और निक्षालन समय दो परस्पर संबंधित कारक हैं जो साइनाइड निक्षालन की दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालते हैं।

तापमान का प्रभाव: तापमान में वृद्धि से आम तौर पर साइनाइड-सोने की प्रतिक्रिया की दर में वृद्धि होती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि उच्च तापमान अभिकारक अणुओं की गतिज ऊर्जा को बढ़ाता है, जिसमें साइनाइड आयन और अयस्क की सतह पर सोने के परमाणु शामिल हैं। नतीजतन, अभिकारकों के बीच टकराव की आवृत्ति बढ़ जाती है, और प्रतिक्रिया दर तेज हो जाती है। उदाहरण के लिए, प्रयोगशाला-स्तरीय प्रयोग में, जब निक्षालन विलयन का तापमान 20°C से 40°C तक बढ़ाया जाता है, तो सोने के विघटन की दर कुछ मामलों में दोगुनी या तिगुनी भी हो सकती है। हालाँकि, तापमान बढ़ाने की सीमाएँ हैं। जैसे-जैसे तापमान बढ़ता है, विलयन में ऑक्सीजन की घुलनशीलता कम होती जाती है। चूँकि ऑक्सीजन सोना-साइनाइड प्रतिक्रिया में एक आवश्यक ऑक्सीकरण एजेंट है, इसलिए ऑक्सीजन की घुलनशीलता में कमी प्रतिक्रिया दर को सीमित कर सकती है। बहुत अधिक तापमान पर, 100°C के करीब, ऑक्सीजन की घुलनशीलता बेहद कम हो जाती है, और निक्षालन प्रक्रिया ऑक्सीजन-सीमित हो सकती है। इसके अतिरिक्त, जैसा कि पहले बताया गया है, उच्च तापमान से साइनाइड हाइड्रोलिसिस भी बढ़ सकता है, जिससे सोने की लीचिंग प्रतिक्रिया के लिए उपलब्ध साइनाइड कम हो जाता है। इसके अलावा, उच्च तापमान उपकरणों के क्षरण को तेज कर सकता है, जिससे रखरखाव लागत बढ़ जाती है और उपकरणों का जीवनकाल कम हो जाता है। अधिकांश सोने के खनन कार्यों में, लीचिंग तापमान को मध्यम स्तर पर बनाए रखा जाता है, आमतौर पर 15 डिग्री सेल्सियस और 30 डिग्री सेल्सियस के बीच। यह तापमान सीमा प्रतिक्रिया दर, ऑक्सीजन घुलनशीलता, साइनाइड स्थिरता और उपकरण स्थायित्व के बीच संतुलन प्रदान करती है।

निक्षालन समय का प्रभाव: निक्षालन समय सीधे अयस्क से निकाले जा सकने वाले सोने की मात्रा से संबंधित है। सामान्य तौर पर, जैसे-जैसे निक्षालन समय बढ़ता है, साइनाइड घोल में अधिक सोना घुलता जाएगा। हालाँकि, निक्षालन समय और सोने की रिकवरी के बीच संबंध रैखिक नहीं है। शुरुआत में, सोने के घुलने की दर अपेक्षाकृत अधिक होती है, और थोड़े समय में सोने की एक महत्वपूर्ण मात्रा निकाली जा सकती है। लेकिन जैसे-जैसे निक्षालन प्रक्रिया जारी रहती है, सोने के घुलने की दर धीरे-धीरे कम होती जाती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि सबसे सुलभ सोने के कण पहले घुल जाते हैं, और जैसे-जैसे समय बीतता है, अयस्क की सतह पर प्रतिक्रिया उत्पादों के गठन जैसे कारकों के कारण शेष सोने तक पहुँचना अधिक कठिन हो जाता है जो एक अवरोध के रूप में कार्य कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, एक स्टिरर्ड-लीचिंग ऑपरेशन में, सोने का एक बड़ा हिस्सा पहले 24 - 48 घंटों के भीतर घुल सकता है। उसके बाद, निक्षालन समय बढ़ाने से सोने की रिकवरी में मामूली वृद्धि ही हो सकती है। निक्षालन समय को बहुत अधिक बढ़ाना अलाभकारी हो सकता है क्योंकि इससे संचालन की लागत बढ़ जाती है, जिसमें ऊर्जा की खपत, अभिकर्मक की खपत और श्रम लागत शामिल है। साथ ही, इससे अधिक अशुद्धियाँ भी घुल सकती हैं, जो बाद में सोने की वसूली की प्रक्रिया को जटिल बना सकती हैं।

उत्पादन दक्षता को अनुकूलित करने के लिए, तापमान और निक्षालन समय के बीच संतुलन बनाए रखने की आवश्यकता है। इसके लिए अक्सर इन दो मापदंडों के इष्टतम संयोजन को निर्धारित करने के लिए विशिष्ट अयस्क नमूने पर प्रयोगशाला-स्तरीय परीक्षण करने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, किसी विशेष प्रकार के अयस्क के लिए, यह पाया जा सकता है कि 25 डिग्री सेल्सियस का निक्षालन तापमान और 36 घंटे का निक्षालन समय सबसे कम लागत पर उच्चतम स्वर्ण प्राप्ति का परिणाम देता है।

सुरक्षा और पर्यावरण संबंधी विचार

सायनाइड की विषाक्तता: हैंडलिंग और भंडारण संबंधी सावधानियां

सोने की लीचिंग में इस्तेमाल होने वाला सोडियम साइनाइड एक बेहद जहरीला पदार्थ है। इसकी थोड़ी सी मात्रा भी इंसानों और दूसरे जीवों के लिए जानलेवा हो सकती है। जब सोडियम साइनाइड एसिड के संपर्क में आता है, तो यह हाइड्रोजन साइनाइड गैस छोड़ता है, जो अत्यधिक अस्थिर होती है और साँस के ज़रिए शरीर द्वारा तेज़ी से अवशोषित हो जाती है। सोडियम साइनाइड के साथ निगलने या त्वचा के संपर्क में आने से भी गंभीर विषाक्तता हो सकती है। साइनाइड की विषाक्तता कोशिकाओं में साइटोक्रोम ऑक्सीडेज से जुड़ने की इसकी क्षमता के कारण होती है, जो सामान्य सेलुलर श्वसन प्रक्रिया को बाधित करती है और कोशिकाओं को ऑक्सीजन का उपयोग करने में असमर्थ बनाती है, जिससे कोशिकाएँ तेज़ी से मर जाती हैं।

इसकी अत्यधिक विषाक्तता को देखते हुए, सख्त हैंडलिंग और भंडारण सावधानियाँ आवश्यक हैं। सोडियम साइनाइड के उपयोग में शामिल श्रमिकों को इस रसायन को संभालने से पहले व्यापक सुरक्षा प्रशिक्षण प्राप्त करना चाहिए। व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण, जिसमें त्वचा के संपर्क को रोकने के लिए नाइट्राइल जैसी उपयुक्त सामग्री से बने दस्ताने, आँखों की सुरक्षा के लिए सुरक्षा चश्मे और हाइड्रोजन साइनाइड के लिए उपयुक्त फिल्टर वाले गैस-मास्क जैसे श्वसन सुरक्षा उपकरण शामिल हैं, को हैंडलिंग के दौरान हर समय पहना जाना चाहिए।

सोडियम साइनाइड के लिए भंडारण सुविधाएं गर्मी, आग और असंगत पदार्थों के स्रोतों से दूर एक अच्छी तरह हवादार, अलग क्षेत्र में स्थित होनी चाहिए। भंडारण क्षेत्र को अत्यधिक विषैले पदार्थ की उपस्थिति को इंगित करने वाले चेतावनी संकेतों के साथ स्पष्ट रूप से चिह्नित किया जाना चाहिए। सोडियम साइनाइड को उन सामग्रियों से बने कसकर सील किए गए कंटेनरों में संग्रहित किया जाना चाहिए जो साइनाइड द्वारा संक्षारण के लिए प्रतिरोधी हैं, जैसे कि कुछ प्रकार के प्लास्टिक या स्टेनलेस स्टील। इन कंटेनरों को एक द्वितीयक रोकथाम प्रणाली में संग्रहित किया जाना चाहिए, जैसे कि स्पिल-प्रूफ ट्रे या किसी भी संभावित रिसाव को फैलने से रोकने के लिए डिज़ाइन किया गया भंडारण कैबिनेट। भंडारण क्षेत्र और कंटेनरों का नियमित निरीक्षण यह सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक है कि कोई रिसाव या गिरावट के संकेत न हों।

परिवहन के दौरान, सोडियम साइनाइड को सख्त नियमों के अनुसार परिवहन किया जाना चाहिए। विशेष परिवहन वाहनों की आवश्यकता होती है जो रिसाव को रोकने के लिए सुरक्षा सुविधाओं से लैस हों और जिन पर स्पष्ट रूप से खतरनाक पदार्थों के परिवहन के रूप में चिह्न लगा हो। परिवहन प्रक्रिया की बारीकी से निगरानी की जानी चाहिए, और दुर्घटना की स्थिति में आपातकालीन प्रतिक्रिया योजनाएँ तैयार होनी चाहिए।

पर्यावरणीय प्रभाव और अपशिष्ट प्रबंधन

सोने की लीचिंग में साइनाइड के इस्तेमाल से पर्यावरण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है, मुख्य रूप से साइनाइड युक्त अपशिष्ट के निकलने के कारण। सबसे चिंताजनक अपशिष्ट उत्पाद लीचिंग प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल है। यदि इस अपशिष्ट जल का उचित उपचार नहीं किया जाता है और इसे पर्यावरण में छोड़ दिया जाता है, तो इसका जलीय पारिस्थितिकी तंत्र पर विनाशकारी प्रभाव पड़ सकता है।

साइनाइड जलीय जीवों के लिए अत्यधिक विषैला होता है। कम सांद्रता पर भी, यह मछली, अकशेरुकी और अन्य जलीय जीवन को मार सकता है। उदाहरण के लिए, पानी में 0.05 मिलीग्राम/लीटर जितनी कम मात्रा में साइनाइड कई मछली प्रजातियों के लिए घातक हो सकता है। पानी में साइनाइड की मौजूदगी जलीय पारिस्थितिकी तंत्र में खाद्य श्रृंखला को भी बाधित कर सकती है, क्योंकि यह प्राथमिक उत्पादकों और उपभोक्ताओं को मार सकता है, जिससे उच्च स्तर के जीवों पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। इसके अलावा, यदि दूषित पानी का उपयोग सिंचाई के लिए किया जाता है, तो यह मिट्टी की गुणवत्ता को प्रभावित कर सकता है और फसलों को नुकसान पहुंचा सकता है।

इन पर्यावरणीय प्रभावों को कम करने के लिए, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल का उचित अपशिष्ट प्रबंधन महत्वपूर्ण है। इस अपशिष्ट जल के उपचार के लिए कई सामान्य तरीके हैं:

ऑक्सीकरण विधियाँ: रासायनिक ऑक्सीकरण एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला तरीका है। सबसे आम ऑक्सीडेंट में से एक क्लोरीन आधारित यौगिक है, जैसे सोडियम हाइपोक्लोराइट (ब्लीच) या क्लोरीन गैस। क्षारीय वातावरण की उपस्थिति में, ये ऑक्सीडेंट साइनाइड के साथ प्रतिक्रिया करके इसे कम विषैले यौगिकों में बदल सकते हैं। उदाहरण के लिए, क्षारीय घोल में सोडियम हाइपोक्लोराइट के साथ प्रतिक्रिया साइनाइड (CN⁻) को पहले साइनेट (CNO⁻) में और फिर प्रतिक्रियाओं की एक श्रृंखला के माध्यम से कार्बन डाइऑक्साइड (CO₂) और नाइट्रोजन (N₂) गैस में बदल सकती है। समग्र प्रतिक्रिया को इस प्रकार दर्शाया जा सकता है:

2CN⁻+5OCl⁻ + H₂O→2HCO₃⁻+N₂ + 5Cl⁻

एक अन्य ऑक्सीकरण विधि हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H₂O₂) का उपयोग है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड उत्प्रेरक की उपस्थिति में साइनाइड को सायनेट में ऑक्सीकृत कर सकता है। यह विधि अक्सर कुछ मामलों में पसंद की जाती है क्योंकि यह कुछ क्लोरीन-आधारित विधियों की तरह अतिरिक्त संदूषक नहीं लाती है।

उदासीनीकरण और अवक्षेपण: कुछ मामलों में, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल में भारी धातु - साइनाइड कॉम्प्लेक्स भी हो सकते हैं। अपशिष्ट जल के पीएच को समायोजित करके और उचित रसायन डालकर, इन भारी धातुओं को अवक्षेपित किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, अपशिष्ट जल में चूना (CaO) मिलाने से पीएच बढ़ सकता है और भारी धातुओं जैसे तांबा, जस्ता और लोहे को उनके हाइड्रॉक्साइड के रूप में अवक्षेपित किया जा सकता है। भारी धातुओं को हटाने के बाद साइनाइड को ऑक्सीकरण विधियों द्वारा आगे उपचारित किया जा सकता है।

जैविक उपचार: कुछ सूक्ष्मजीवों में साइनाइड को विघटित करने की क्षमता होती है। जैविक उपचार प्रणालियों में, जैसे कि सक्रिय-कीचड़ प्रक्रिया या बायोफिल्म रिएक्टर, इन सूक्ष्मजीवों का उपयोग साइनाइड को कम हानिकारक पदार्थों में तोड़ने के लिए किया जा सकता है। हालाँकि, जैविक उपचार कम-से-मध्यम-सांद्रण वाले साइनाइड अपशिष्ट जल के लिए अधिक उपयुक्त है, क्योंकि उच्च साइनाइड सांद्रता सूक्ष्मजीवों के लिए विषाक्त हो सकती है। सूक्ष्मजीव साइनाइड को नाइट्रोजन और कार्बन के स्रोत के रूप में उपयोग करते हैं, इसे अपनी चयापचय प्रक्रियाओं के माध्यम से अमोनिया, कार्बन डाइऑक्साइड और अन्य हानिरहित उप-उत्पादों में परिवर्तित करते हैं।

अपशिष्ट जल के उपचार के अलावा, सोने की निक्षालन प्रक्रिया में इस्तेमाल होने वाले साइनाइड की मात्रा को कम करने और जब भी संभव हो साइनाइड युक्त घोल को रीसाइकिल और पुनः उपयोग करने के प्रयास भी किए जाने चाहिए। इससे साइनाइड निक्षालन पर निर्भर सोने की खनन गतिविधियों के समग्र पर्यावरणीय प्रभाव को कम करने में मदद मिल सकती है।

केस स्टडीज़ और उद्योग अभ्यास

सफलता की कहानियाँ: उच्च दक्षता वाले साइनाइड निक्षालन ऑपरेशन

दुनिया भर में कई स्वर्ण-खनन प्रचालनों ने साइनाइड निक्षालन में उल्लेखनीय सफलता हासिल की है, तथा दक्षता, लागत-प्रभावशीलता और पर्यावरण संरक्षण के संदर्भ में उद्योग के लिए मानक स्थापित किए हैं।

ऐसा ही एक उदाहरण पेरू में यानाकोचा खदान है, जो विश्व स्तर पर सबसे बड़ी सोना उत्पादक खदानों में से एक है। खदान ने अपनी साइनाइड निक्षालन प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए कई अभिनव उपायों को लागू किया है। व्यापक अयस्क लक्षण वर्णन अध्ययन करने से, खदान के इंजीनियर अयस्क के गुणों को ठीक से समझने में सक्षम थे। इससे उन्हें साइनाइड सांद्रता और निक्षालन की स्थितियों को विशिष्ट अयस्क विशेषताओं के अनुसार ढालने में मदद मिली। उदाहरण के लिए, उन्होंने पाया कि उच्च सल्फाइड सामग्री वाले एक विशेष प्रकार के अयस्क के लिए, सल्फाइड खनिजों द्वारा साइनाइड की खपत की भरपाई के लिए लगभग 0.08% - 0.1% की थोड़ी अधिक साइनाइड सांद्रता की आवश्यकता थी। साइनाइड सांद्रता के इस सटीक समायोजन ने न केवल सोने की वसूली दर में सुधार किया, बल्कि प्रति टन अयस्क में कुल साइनाइड की खपत को भी कम किया।

पर्यावरण संरक्षण के संदर्भ में, यानाकोचा खदान ने उन्नत अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं में महत्वपूर्ण निवेश किया है। उन्होंने एक बहु-चरणीय उपचार प्रक्रिया को अपनाया है जो अपशिष्ट जल से साइनाइड और अन्य संदूषकों को प्रभावी ढंग से हटाने के लिए रासायनिक ऑक्सीकरण, निष्प्रभावीकरण और जैविक उपचार को जोड़ती है। उपचारित पानी को फिर लीचिंग प्रक्रिया में उपयोग के लिए पुनर्चक्रित किया जाता है, जिससे खदान की ताजे पानी के स्रोतों पर निर्भरता कम हो जाती है और पर्यावरणीय प्रभाव कम हो जाता है।

पापुआ न्यू गिनी में पोर्गेरा खदान की एक और सफलता की कहानी है। इस खदान ने निरंतर प्रक्रिया सुधार और तकनीकी नवाचार पर ध्यान केंद्रित किया है। उन्होंने अपने स्टिरर्ड-लीचिंग टैंकों के लिए एक अत्याधुनिक स्वचालित नियंत्रण प्रणाली लागू की है। यह प्रणाली लगातार आंदोलन की गति, साइनाइड घोल की प्रवाह दर और लीचिंग घोल के तापमान जैसे मापदंडों की निगरानी और समायोजन करती है। हर समय इष्टतम स्थितियों को बनाए रखते हुए, खदान ने कुछ परिचालनों में 90% से अधिक की उच्च स्वर्ण वसूली दर हासिल की है। इसके अतिरिक्त, पोर्गेरा खदान वैकल्पिक अभिकर्मकों को खोजने के लिए अनुसंधान और विकास में सक्रिय रूप से शामिल रही है जो साइनाइड लीचिंग प्रक्रिया के पर्यावरणीय प्रभाव को कम कर सकते हैं। वे नए प्रकार के साइनाइड-मुक्त के साथ परीक्षण कर रहे हैं निक्षालन एजेंटहालांकि, सायनाइड निक्षालन अभी भी अपनी दक्षता और लागत प्रभावशीलता के कारण प्राथमिक विधि बनी हुई है।

सामने आई चुनौतियाँ और अपनाए गए समाधान

इसके व्यापक उपयोग के बावजूद, सोने की खदानों में साइनाइड लीचिंग अपनी चुनौतियों से रहित नहीं है। खदानों में अक्सर कई तरह की समस्याएं आती हैं जो प्रक्रिया की दक्षता, लागत और पर्यावरणीय स्थिरता को प्रभावित कर सकती हैं।

जटिल अयस्क गुण

कई सोने वाले अयस्कों की संरचना जटिल होती है, जो साइनाइड निक्षालन के लिए महत्वपूर्ण चुनौतियाँ खड़ी कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, आर्सेनिक के उच्च स्तर वाले अयस्क, जैसे कि पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका में कुछ जमाओं में, विशेष रूप से संसाधित करना मुश्किल हो सकता है। आर्सेनिक युक्त खनिज, जैसे आर्सेनोपाइराइट, साइनाइड और ऑक्सीजन के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, बड़ी मात्रा में साइनाइड का उपभोग कर सकते हैं और सोने की निक्षालन दक्षता को कम कर सकते हैं। इसके अलावा, लीचेट में आर्सेनिक की उपस्थिति आर्सेनिक यौगिकों की विषाक्तता के कारण अपशिष्ट जल उपचार को अधिक जटिल और चुनौतीपूर्ण बना सकती है।

इस समस्या को हल करने के लिए, कुछ खदानों ने पूर्व-उपचार विधियों को अपनाया है। एक सामान्य दृष्टिकोण भूनना है, जहाँ अयस्क को हवा की उपस्थिति में गर्म किया जाता है। भूनने से आर्सेनिक युक्त खनिजों का ऑक्सीकरण होता है, जिससे वे अधिक स्थिर रूपों में परिवर्तित हो जाते हैं, जो साइनाइड-लीचिंग प्रक्रिया में हस्तक्षेप करने की कम संभावना रखते हैं। भूनने के बाद, अयस्क को सामान्य साइनाइड लीचिंग के अधीन किया जा सकता है। एक अन्य पूर्व-उपचार विधि जैव-ऑक्सीकरण है, जो सल्फाइड और आर्सेनिक युक्त खनिजों को ऑक्सीकरण करने के लिए सूक्ष्मजीवों का उपयोग करती है। यह विधि भूनने की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल है क्योंकि यह कम तापमान पर काम करती है और कम वायु प्रदूषण पैदा करती है।

पर्यावरण नियमों में वृद्धि

जैसे-जैसे पर्यावरण के प्रति जागरूकता बढ़ रही है, सोने की खदानों में साइनाइड के उपयोग और निपटान के संबंध में सख्त नियम लागू हो रहे हैं। कई देशों में, अपशिष्ट जल और वायु उत्सर्जन में साइनाइड की स्वीकार्य सीमा को काफी हद तक कड़ा कर दिया गया है। उदाहरण के लिए, ऑस्ट्रेलिया में, पर्यावरण नियामक अधिकारियों ने सोने की खदानों से निकलने वाले अपशिष्ट जल में साइनाइड की सांद्रता पर सख्त सीमाएँ निर्धारित की हैं। भारी जुर्माने और संभावित बंद होने से बचने के लिए खदानों को इन सीमाओं को पूरा करना आवश्यक है।

इन विनियमों का पालन करने के लिए, खदानें उन्नत अपशिष्ट जल उपचार प्रौद्योगिकियों में निवेश कर रही हैं। कुछ उन्नत ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं का उपयोग कर रहे हैं, जैसे कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड के साथ ओजोन या पराबैंगनी (यूवी) प्रकाश का उपयोग, अपशिष्ट जल में साइनाइड को अधिक प्रभावी ढंग से तोड़ने के लिए। इन विधियों से उपचारित जल में बहुत कम अवशिष्ट साइनाइड सांद्रता प्राप्त की जा सकती है। इसके अतिरिक्त, खदानें साइनाइड रिसाव और रिसाव को रोकने के लिए बेहतर प्रबंधन प्रथाओं को भी लागू कर रही हैं। इसमें भंडारण सुविधाओं के डिजाइन और रखरखाव में सुधार, साइनाइड युक्त घोल के लिए डबल-लाइन वाले तालाबों का उपयोग करना और किसी भी संभावित रिसाव का तुरंत पता लगाने के लिए वास्तविक समय की निगरानी प्रणाली को लागू करना शामिल है।

अस्थिर स्वर्ण बाजार में लागत-प्रभावशीलता

सायनाइड लीचिंग सहित सोने के खनन कार्यों की लागत एक बड़ी चिंता का विषय है, खासकर अस्थिर सोने के बाजार में। सोने की कीमत में उतार-चढ़ाव खदानों की लाभप्रदता को काफी हद तक प्रभावित कर सकता है। लीचिंग प्रक्रिया में एक प्रमुख अभिकर्मक के रूप में सायनाइड, कुल उत्पादन लागत में एक बड़ा हिस्सा योगदान कर सकता है।

लागत-प्रभावशीलता को संबोधित करने के लिए, खदानें लगातार अभिकर्मक की खपत को कम करने और प्रक्रिया दक्षता को बढ़ाने के तरीकों की तलाश कर रही हैं। कुछ खदानें निक्षालन प्रक्रिया को अनुकूलित करने के लिए उन्नत विश्लेषण और डेटा-संचालित दृष्टिकोण का उपयोग कर रही हैं। अयस्क के गुणों, निक्षालन की स्थितियों और सोने की वसूली दरों पर बड़ी मात्रा में डेटा का विश्लेषण करके, वे अयस्क के प्रत्येक बैच के लिए इष्टतम संचालन मापदंडों की पहचान कर सकते हैं। इससे उन्हें सोने की वसूली का त्याग किए बिना उपयोग किए जाने वाले साइनाइड की मात्रा को कम करने की अनुमति मिलती है। उदाहरण के लिए, कुछ खदानों ने मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम को लागू किया है जो अयस्क की रासायनिक संरचना और कण आकार वितरण के आधार पर इष्टतम साइनाइड सांद्रता और निक्षालन समय की भविष्यवाणी कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, खदानें वैकल्पिक, अधिक लागत-प्रभावी अभिकर्मकों या योजकों के उपयोग की भी खोज कर रही हैं जो निक्षालन प्रक्रिया को बढ़ा सकते हैं और साइनाइड पर निर्भरता को कम कर सकते हैं।

सायनाइड निक्षालन प्रौद्योगिकी में भविष्य के रुझान

तकनीकी नवाचारों का लक्ष्य दक्षता में सुधार लाना और जोखिम कम करना

साइनाइड लीचिंग तकनीक का भविष्य क्षितिज पर कई तकनीकी नवाचारों के साथ बहुत आशाजनक है। ध्यान के प्रमुख क्षेत्रों में से एक अधिक उन्नत और कुशल लीचिंग उपकरण का विकास है। उदाहरण के लिए, शोधकर्ता बेहतर आंदोलन प्रणालियों के साथ नई पीढ़ी के लीचिंग टैंकों को डिजाइन करने पर काम कर रहे हैं। इन प्रणालियों का उद्देश्य अयस्क घोल और साइनाइड घोल के मिश्रण को बढ़ाना है, जिससे अभिकारकों का अधिक समान वितरण सुनिश्चित हो सके। हाल ही में एक विकास लीचिंग टैंकों में आंदोलन प्ररित करने वालों के डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए कम्प्यूटेशनल द्रव गतिकी (CFD) का उपयोग है। घोल और घोल के प्रवाह पैटर्न का अनुकरण करके, इंजीनियर ऐसे प्ररित करने वाले डिज़ाइन कर सकते हैं जो बेहतर मिश्रण प्रदान करते हैं, ऊर्जा की खपत को कम करते हैं, और लीचिंग प्रक्रिया की समग्र दक्षता में सुधार करते हैं।

नवाचार का एक और क्षेत्र निरंतर निक्षालन प्रक्रियाओं का विकास है। पारंपरिक बैच-प्रकार निक्षालन प्रक्रियाएँ अक्सर बार-बार शुरू करने और बंद करने की आवश्यकता के कारण अक्षमताओं से ग्रस्त होती हैं। दूसरी ओर, निरंतर निक्षालन प्रक्रियाएँ लगातार काम कर सकती हैं, जिससे डाउनटाइम कम होता है और उत्पादकता बढ़ती है। कुछ खनन कंपनियाँ पहले से ही साइनाइड निक्षालन में निरंतर स्टिरर्ड-टैंक रिएक्टर (CSTR) के उपयोग की खोज कर रही हैं। ये रिएक्टर एक स्थिर-अवस्था संचालन को बनाए रख सकते हैं, जिससे अधिक सुसंगत और कुशल निक्षालन प्रक्रिया की अनुमति मिलती है। इसके अलावा, निरंतर निक्षालन प्रक्रियाओं को सोने की खनन प्रक्रिया में अन्य इकाई संचालनों, जैसे अयस्क पीसने और सोने की वसूली के साथ अधिक आसानी से एकीकृत किया जा सकता है, जिससे एक अधिक सुव्यवस्थित और कुशल समग्र संचालन होता है।

पर्यावरण और सुरक्षा जोखिमों को कम करने के संदर्भ में, साइनाइड युक्त अपशिष्ट को बेहतर ढंग से प्रबंधित करने के लिए नई तकनीकें विकसित की जा रही हैं। उदाहरण के लिए, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के उपचार के लिए झिल्ली आधारित पृथक्करण तकनीकों के विकास में रुचि बढ़ रही है। झिल्ली निस्पंदन अपशिष्ट जल से साइनाइड और अन्य संदूषकों को प्रभावी ढंग से हटा सकता है, जिससे एक स्वच्छ जल धारा का निर्माण होता है जिसे लीचिंग प्रक्रिया में वापस रिसाइकिल किया जा सकता है। यह न केवल खनन संचालन के पर्यावरणीय प्रभाव को कम करता है बल्कि पानी के उपयोग को भी बचाता है। कुछ झिल्ली आधारित प्रणालियों को मोबाइल होने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जिससे साइनाइड युक्त अपशिष्ट का ऑन-साइट उपचार संभव है, जो विशेष रूप से दूरस्थ खनन संचालन के लिए उपयोगी है।

वैकल्पिक लीचिंग एजेंटों की खोज

हाल के वर्षों में सोडियम साइनाइड की जगह वैकल्पिक लीचिंग एजेंट की खोज अनुसंधान का एक सक्रिय क्षेत्र रहा है। इस शोध के पीछे मुख्य प्रेरक शक्ति साइनाइड के उपयोग से जुड़े पर्यावरण और सुरक्षा जोखिमों को कम करने और अधिक कुशल और लागत प्रभावी लीचिंग विधियों को खोजने की आवश्यकता है।

सबसे आशाजनक वैकल्पिक निक्षालन एजेंटों में से एक थायोसल्फेट है। थायोसल्फेट एक अपेक्षाकृत गैर विषैला अभिकर्मक है जो कुछ शर्तों के तहत सोने को घोल सकता है। थायोसल्फेट के निक्षालन तंत्र में ऑक्सीकरण एजेंट की उपस्थिति में सोने और थायोसल्फेट आयनों के बीच एक परिसर का निर्माण शामिल है। साइनाइड की तुलना में, थायोसल्फेट के कई फायदे हैं। यह बहुत कम विषैला होता है, जो इसके उपयोग से जुड़ी सुरक्षा और पर्यावरणीय जोखिमों को कम करता है। इसके अलावा, थायोसल्फेट निक्षालन अयस्क में कुछ अशुद्धियों, जैसे तांबा और लोहा, की उपस्थिति के प्रति कम संवेदनशील होता है, जो साइनाइड-निक्षालन प्रक्रिया में हस्तक्षेप कर सकते हैं। हालाँकि, थायोसल्फेट निक्षालन में कुछ चुनौतियाँ भी हैं। निक्षालन प्रक्रिया अक्सर अधिक जटिल होती है और इसके लिए पीएच, तापमान और अभिकर्मकों की सांद्रता पर सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। थायोसल्फेट की लागत भी अपेक्षाकृत अधिक है, जो बड़े पैमाने पर खनन कार्यों में इसके व्यापक उपयोग को सीमित कर सकती है।

दूसरा विकल्प हैलाइड-आधारित लीचिंग एजेंट, जैसे ब्रोमाइड और क्लोराइड का उपयोग। ये एजेंट ऑक्सीकरण और जटिलता प्रतिक्रियाओं के माध्यम से सोने को घोल सकते हैं। उदाहरण के लिए, ब्रोमाइड-आधारित लीचिंग ने कुछ अध्ययनों में उच्च सोने-विघटन दर दिखाई है। हालाँकि, हैलाइड-आधारित लीचिंग एजेंटों की अपनी कमियाँ भी हैं। वे उपकरणों के लिए संक्षारक हो सकते हैं, जिससे रखरखाव की लागत बढ़ जाती है। इसके अलावा, हैलाइड-आधारित लीचिंग प्रक्रियाओं से उत्पन्न कचरे का निपटान हैलाइड-युक्त कचरे के संभावित पर्यावरणीय प्रभाव के कारण एक चुनौती हो सकती है।

जैविक निक्षालन एजेंटों की भी खोज की जा रही है। कुछ सूक्ष्मजीव, जैसे कि कुछ बैक्टीरिया और कवक, कार्बनिक अम्ल या अन्य पदार्थ उत्पन्न करने की क्षमता रखते हैं जो सोने को घोल सकते हैं। जैविक निक्षालन एक पर्यावरण के अनुकूल विकल्प है क्योंकि इसमें जहरीले रसायनों का उपयोग शामिल नहीं है। हालाँकि, यह प्रक्रिया अपेक्षाकृत धीमी है, और सूक्ष्मजीवों के विकास के लिए स्थितियों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता है। जैविक निक्षालन की दक्षता में सुधार करने और इसे बड़े पैमाने पर सोने के खनन कार्यों के लिए एक व्यवहार्य विकल्प बनाने के लिए अनुसंधान जारी है।

निष्कर्ष

सोने के खनन में सायनाइड निक्षालन के महत्व और जटिलताओं का पुनर्कथन

साइनाइड लीचिंग सोने के खनन उद्योग में अत्यंत महत्वपूर्ण रही है और आगे भी बनी रहेगी। निम्न-श्रेणी के अयस्कों से सोना निकालने की इसकी क्षमता ने बड़े पैमाने पर सोने के खनन कार्यों को अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य बना दिया है। सोडियम साइनाइड के अद्वितीय रासायनिक गुण, जैसे कि सोने के लिए इसकी उच्च चयनात्मकता, पानी में घुलनशीलता, लागत-प्रभावशीलता और क्षारीय घोल में स्थिरता, ने इसे एक सदी से भी अधिक समय से सोने के निष्कर्षण के लिए पसंदीदा अभिकर्मक बना दिया है।

हालाँकि, यह प्रक्रिया सरल से बहुत दूर है। साइनाइड लीचिंग की दक्षता कई कारकों से प्रभावित होती है। अयस्क की विशेषताएँ, जिसमें अयस्क का प्रकार (सल्फाइड या ऑक्सीकृत), सल्फाइड खनिजों जैसी अशुद्धियों की उपस्थिति और अयस्क के भीतर सोने के कण का आकार शामिल है, लीचिंग प्रक्रिया को बहुत प्रभावित कर सकता है। लीचिंग घोल में साइनाइड की सांद्रता, घोल का pH मान, जिस तापमान पर लीचिंग होती है, और लीचिंग का समय सभी को उच्च सोने की वसूली दर प्राप्त करने के लिए सावधानीपूर्वक अनुकूलित करने की आवश्यकता होती है, जबकि अभिकर्मक की खपत और पर्यावरणीय प्रभाव को कम से कम किया जाता है।

इसके अलावा, साइनाइड की विषाक्तता महत्वपूर्ण सुरक्षा और पर्यावरण संबंधी चुनौतियाँ पेश करती है। साइनाइड के घातक प्रभावों से श्रमिकों की सुरक्षा के लिए सख्त हैंडलिंग और भंडारण सावधानियाँ आवश्यक हैं, और पर्यावरण में साइनाइड युक्त अपशिष्ट को फैलने से रोकने के लिए उचित अपशिष्ट प्रबंधन महत्वपूर्ण है, जिसके जलीय पारिस्थितिकी तंत्र और मानव स्वास्थ्य के लिए विनाशकारी परिणाम हो सकते हैं।

टिकाऊ और सुरक्षित स्वर्ण खनन प्रथाओं के लिए कार्रवाई का आह्वान

जैसे-जैसे सोने का खनन उद्योग आगे बढ़ता है, खनन कंपनियों के लिए टिकाऊ और सुरक्षित प्रथाओं को प्राथमिकता देना अनिवार्य हो जाता है। इसका मतलब है कि न केवल अधिकतम दक्षता के लिए साइनाइड लीचिंग प्रक्रिया को अनुकूलित करना बल्कि वैकल्पिक लीचिंग एजेंट खोजने के लिए अनुसंधान और विकास में निवेश करना जो साइनाइड के उपयोग से जुड़े पर्यावरण और सुरक्षा जोखिमों को कम कर सकते हैं।

अल्पावधि में, खनन कंपनियों को सर्वोत्तम-अभ्यास पर्यावरण प्रबंधन प्रणालियों को लागू करने पर ध्यान केंद्रित करना चाहिए। इसमें अपशिष्ट जल उपचार सुविधाओं को उन्नत करना शामिल है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि साइनाइड युक्त अपशिष्ट को निर्वहन से पहले प्रभावी ढंग से उपचारित किया जाए। किसी भी संभावित साइनाइड रिसाव या रिसाव का तुरंत पता लगाने के लिए वास्तविक समय की निगरानी प्रणाली स्थापित की जानी चाहिए, जिससे त्वरित प्रतिक्रिया और शमन हो सके। श्रमिकों को व्यापक सुरक्षा प्रशिक्षण और नवीनतम व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरणों तक पहुंच प्रदान की जानी चाहिए।

दीर्घावधि में, उद्योग को वैकल्पिक लीचिंग प्रौद्योगिकियों के विकास में तेजी लाने के लिए अनुसंधान संस्थानों और विश्वविद्यालयों के साथ सहयोग करना चाहिए। थायोसल्फेट, हैलाइड-आधारित और जैविक लीचिंग एजेंटों पर आशाजनक शोध को और अधिक खोजा और परिष्कृत किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, खनन उपकरण और प्रक्रियाओं में निरंतर नवाचार, जैसे कि अधिक कुशल लीचिंग टैंक और निरंतर लीचिंग प्रक्रियाओं का विकास, सोने के खनन कार्यों की समग्र स्थिरता को बेहतर बनाने में योगदान दे सकता है।

उपभोक्ताओं की भी भूमिका है। जिम्मेदारी से प्राप्त सोने की मांग करके, वे बाजार को प्रभावित कर सकते हैं और खनन कंपनियों को टिकाऊ और सुरक्षित प्रथाओं को अपनाने के लिए प्रोत्साहित कर सकते हैं। इन सामूहिक प्रयासों के माध्यम से, सोने के खनन उद्योग अपने पर्यावरणीय पदचिह्न को कम करते हुए और इसमें शामिल सभी हितधारकों की सुरक्षा और भलाई सुनिश्चित करते हुए फल-फूलना जारी रख सकता है।