स्वर्ण अयस्क प्रसंस्करण में सायनाइडेशन प्रक्रिया

परिचय

RSI सायनाइडेशन प्रक्रिया in स्वर्ण अयस्क प्रसंस्करण वैश्विक स्वर्ण निष्कर्षण उद्योग में एक महत्वपूर्ण और लगभग अपूरणीय भूमिका है। बहुमूल्य धातु के रूप में अपने दीर्घकालिक मूल्य के साथ, हजारों वर्षों से मानवता द्वारा सोने की मांग की जाती रही है। प्राचीन सभ्यताओं में धन और शक्ति के प्रतीक होने से लेकर आभूषण, इलेक्ट्रॉनिक्स और निवेश में इसके आधुनिक अनुप्रयोगों तक, सोने की मांग लगातार उच्च बनी हुई है।

साइनाइडेशन प्रक्रिया एक सदी से भी ज़्यादा समय से सोने के निष्कर्षण की आधारशिला रही है। इसका महत्व कई तरह के अयस्कों से कुशलतापूर्वक सोना निकालने की इसकी क्षमता में निहित है। साइनाइडेशन प्रक्रिया के विकास से पहले, सोने के निष्कर्षण के तरीके अक्सर श्रम-गहन, कम कुशल और पर्यावरण के लिए ज़्यादा हानिकारक होते थे। उदाहरण के लिए, सोने के निष्कर्षण की एक पुरानी विधि, अमलगमेशन, में सोने के कणों को बांधने के लिए पारे का उपयोग किया जाता था। हालाँकि, इस विधि में महत्वपूर्ण कमियाँ थीं, जिसमें पारे की उच्च विषाक्तता और कुछ अयस्क प्रकारों के लिए अपेक्षाकृत कम रिकवरी दर शामिल थी।

इसके विपरीत, सायनाइडेशन प्रक्रिया ने सोने के खनन उद्योग में क्रांति ला दी। सायनाइड घोल का उपयोग करके, यह सोने के कणों को घोल सकता है, यहाँ तक कि अयस्क के भीतर बारीक रूप से फैले हुए कणों को भी, अपेक्षाकृत उच्च दक्षता के साथ। यह खनन कंपनियों को उन अयस्कों से सोना निकालने की अनुमति देता है जिन्हें पहले संसाधित करना अलाभकारी माना जाता था। वास्तव में, आज दुनिया के सोने के उत्पादन का एक बड़ा हिस्सा, जो कि 80% से अधिक होने का अनुमान है, किसी न किसी रूप में सायनाइडेशन प्रक्रिया पर निर्भर करता है। चाहे वह दक्षिण अफ्रीका, संयुक्त राज्य अमेरिका में बड़े पैमाने पर खुली खदानें हों या ऑस्ट्रेलिया और चीन में भूमिगत खदानें हों, सायनाइडेशन प्रक्रिया सोने के निष्कर्षण के लिए सबसे अच्छी विधि है। इसका व्यापक उपयोग सोने के खनन की जटिल और प्रतिस्पर्धी दुनिया में इसकी प्रभावशीलता और आर्थिक व्यवहार्यता का प्रमाण है।

सायनाइडेशन प्रक्रिया क्या है?

साइनाइडेशन प्रक्रिया, अपने मूल में, एक रासायनिक निष्कर्षण विधि है जो साइनाइड आयनों के अद्वितीय रासायनिक गुणों का लाभ उठाती है। सोने के अयस्क प्रसंस्करण के संदर्भ में, इसका मूल सिद्धांतCIPयह अध्ययन सायनाइड आयनों (CN^-) और मुक्त सोने के बीच संकुलन प्रतिक्रिया के आसपास केंद्रित है।

प्रकृति में सोना अक्सर मुक्त अवस्था में पाया जाता है, तब भी जब यह अन्य खनिजों के भीतर समाहित होता है। एक बार जब समाहित खनिजों को तोड़ दिया जाता है, तो सोना मौलिक सोने के रूप में प्रकट होता है। साइनाइड आयनों में सोने के प्रति एक मजबूत आकर्षण होता है। जब सोने से युक्त अयस्क को साइनाइड युक्त घोल के संपर्क में लाया जाता है, तो साइनाइड आयन सोने के परमाणुओं के साथ एक स्थिर परिसर बनाते हैं। रासायनिक प्रतिक्रिया को निम्नलिखित समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH. इस प्रतिक्रिया में, ऑक्सीजन की क्रिया के तहत, सोने के परमाणु साइनाइड आयनों के साथ मिलकर घुलनशील सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स, सोडियम डाइसायनोऑरेट (Na[Au(CN)_2]) बनाते हैं। यह परिवर्तन सोने को, जो मूल रूप से ठोस अयस्क में था, घोल में घुलने देता है, जिससे यह अयस्क के अन्य गैर-सोने के घटकों से अलग हो जाता है।

सख्ती से कहें तो, साइनाइडेशन प्रक्रिया खनिज प्रसंस्करण के पारंपरिक दायरे में नहीं आती है, लेकिन इसे हाइड्रोमेटेलर्जी के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। खनिज प्रसंस्करण में आम तौर पर भौतिक पृथक्करण विधियाँ शामिल होती हैं जैसे कि कुचलना, पीसना, प्लवन और गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण ताकि मूल्यवान खनिजों को गैंग खनिजों से अलग किया जा सके। इसके विपरीत, हाइड्रोमेटेलर्जी जलीय घोल में धातुओं को उनके अयस्कों से निकालने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उपयोग करती है। साइनाइड युक्त घोल में सोने को घोलने के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाओं पर निर्भरता के साथ साइनाइडेशन प्रक्रिया स्पष्ट रूप से हाइड्रोमेटेलर्जी के दायरे से संबंधित है। यह वर्गीकरण महत्वपूर्ण है क्योंकि यह साइनाइडेशन प्रक्रिया को अन्य अधिक भौतिक रूप से आधारित अयस्क प्रसंस्करण तकनीकों से अलग करता है और सोने के निष्कर्षण में इसकी रासायनिक प्रतिक्रिया संचालित प्रकृति को उजागर करता है।

साइनाइडेशन प्रक्रियाओं के प्रकार: सीआईपी और सीआईएल

सोना निष्कर्षण के लिए सायनाइडेशन प्रक्रियाओं के क्षेत्र में, दो मुख्य विधियां प्रचलित हैं: कार्बन-इन-पल्प (सीआईपी) प्रक्रिया और कार्बन-इन-लीच (सीआईएल) प्रक्रिया।

सीआईपी प्रक्रिया की विशेषता एक अनुक्रमिक संचालन है। सबसे पहले, सोने से युक्त अयस्क का गूदा एक निष्कर्षण चरण से गुजरता है। इस चरण में, अयस्क को साइनाइड युक्त घोल के साथ मिलाया जाता है। ऑक्सीजन की उपलब्धता, पीएच और तापमान की सही स्थितियों के तहत, अयस्क में मौजूद सोना साइनाइड आयनों के साथ एक घुलनशील परिसर बनाता है, जैसा कि मूल साइनाइडेशन प्रतिक्रिया में वर्णित है। निक्षालन प्रक्रिया पूरी होने के बाद, सक्रिय कार्बन को गूदे में डाला जाता है। फिर सक्रिय कार्बन घोल से सोना-साइनाइड परिसर को सोख लेता है। निक्षालन और अधिशोषण चरणों का यह पृथक्करण कुछ मामलों में अधिक नियंत्रित और अनुकूलित प्रक्रिया की अनुमति देता है। उदाहरण के लिए, उन खानों में जहाँ अयस्क की संरचना अपेक्षाकृत स्थिर होती है और निक्षालन की स्थितियों को ठीक से बनाए रखा जा सकता है, सीआईपी प्रक्रिया उच्च सोने की वसूली दर प्राप्त कर सकती है।

दूसरी ओर, CIL प्रक्रिया एक एकीकृत दृष्टिकोण का प्रतिनिधित्व करती है। CIL प्रक्रिया में, अयस्क से सोने की निक्षालन और सक्रिय कार्बन द्वारा सोने-साइनाइड परिसर का अवशोषण एक साथ होता है। यह निक्षालन टैंक में सीधे सक्रिय कार्बन डालकर प्राप्त किया जाता है। CIL प्रक्रिया का लाभ उपकरण और समय के अधिक कुशल उपयोग में निहित है। चूंकि निक्षालन और अवशोषण संयुक्त होते हैं, इसलिए निक्षालन और अवशोषण चरणों के बीच लुगदी को स्थानांतरित करने के लिए अतिरिक्त उपकरण या समय की आवश्यकता नहीं होती है। इससे प्रसंस्करण संयंत्र का समग्र पदचिह्न कम हो जाता है और पूंजी निवेश और परिचालन व्यय दोनों के संदर्भ में लागत बचत हो सकती है। उदाहरण के लिए, बड़े पैमाने पर खनन कार्यों में जहां थ्रूपुट एक महत्वपूर्ण कारक है, CIL प्रक्रिया कम समय में अयस्क की बड़ी मात्रा को संभाल सकती है, जिससे उत्पादन दक्षता अधिकतम हो जाती है।

हाल के वर्षों में, CIL प्रक्रिया को दुनिया भर के साइनाइडेशन संयंत्रों द्वारा तेजी से अपनाया जा रहा है। उत्पादन उपकरणों का अधिक प्रभावी ढंग से उपयोग करने की इसकी क्षमता इसे कई स्थितियों में CIP प्रक्रिया पर बढ़त दिलाती है। CIL प्रक्रिया की निरंतर प्रकृति भी अधिक स्थिर संचालन की ओर ले जाती है, जिसमें अंतिम उत्पाद की गुणवत्ता में कम परिवर्तनशीलता होती है। इसके अतिरिक्त, CIL में प्रक्रिया चरणों की कम संख्या का मतलब है कि प्रक्रिया के विभिन्न चरणों के बीच सामग्रियों के हस्तांतरण के दौरान त्रुटियों या नुकसान के कम अवसर हैं। हालाँकि, CIP और CIL के बीच चुनाव हमेशा सीधा नहीं होता है। यह अयस्क की प्रकृति, खनन संचालन के पैमाने, निवेश के लिए उपलब्ध पूंजी और स्थानीय पर्यावरणीय और नियामक आवश्यकताओं जैसे विभिन्न कारकों पर निर्भर करता है। कुछ खदानें अभी भी CIP प्रक्रिया को इसकी बेहतर समझ और अधिक खंडित प्रकृति के कारण पसंद कर सकती हैं, जिसे कुछ परिस्थितियों में प्रबंधित करना आसान हो सकता है।

सायनाइडेशन प्रक्रिया में मुख्य आवश्यकताएं

पीसने की सुंदरता

सायनाइडेशन ऑपरेशन में पीसने की बारीकता एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। चूँकि सायनाइडेशन की प्रभावशीलता इनकैप्सुलेटेड सोने को उजागर करने की क्षमता पर निर्भर करती है, इसलिए सावधानीपूर्वक पीसना आवश्यक है। सामान्य कार्बन-इन-पल्प (CIP) संयंत्रों में, सायनाइडेशन ऑपरेशन में प्रवेश करने वाले अयस्क के लिए पीसने की बारीकता की आवश्यकताएँ काफी सख्त होती हैं। आम तौर पर, -0.074 मिमी के आकार वाले कणों का अनुपात 80 - 95% तक पहुँच जाना चाहिए। कुछ खदानों के लिए जहाँ सोना एक 浸染 - जैसे पैटर्न में फैलाया जाता है, पीसने की बारीकता और भी अधिक मांग वाली होती है, जिसमें -0.037 मिमी कणों का अनुपात 95% से अधिक होना आवश्यक है।

इस तरह के बारीक पीसने के लिए, एक-चरण पीसने की प्रक्रिया अक्सर अपर्याप्त होती है। ज्यादातर मामलों में, दो-चरण या यहां तक ​​कि तीन-चरण पीसने की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में एक बड़े पैमाने पर सोने की खदान में, अयस्क दो-चरण पीसने की प्रक्रिया से गुजरता है। पहले चरण में एक निश्चित सीमा तक कण आकार को कम करने के लिए एक बड़ी क्षमता वाली बॉल मिल का उपयोग किया जाता है, और फिर उत्पाद को दूसरे चरण की स्टिरर्ड मिल में आगे पीसा जाता है। यह बहु-चरण पीसने की प्रक्रिया धीरे-धीरे अयस्क के कण आकार को कम कर सकती है, यह सुनिश्चित करते हुए कि सोने के कण पूरी तरह से उजागर हो जाते हैं और साइनाइडेशन प्रक्रिया के दौरान साइनाइड समाधान के साथ प्रभावी रूप से प्रतिक्रिया कर सकते हैं। यदि पीसने की सुंदरता पूरी नहीं होती है, तो सोने के कण पूरी तरह से उजागर नहीं हो सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप साइनाइडेशन के दौरान अधूरा विघटन होता है और सोने की वसूली दर में महत्वपूर्ण कमी आती है।

सायनाइड हाइड्रोलिसिस को रोकना

साइनाइडीकरण प्रक्रिया में सामान्यतः उपयोग किये जाने वाले साइनाइड यौगिक, जैसे पोटेशियम साइनाइड (KCN), सोडियम साइनाइड (NaCN ), और कैल्शियम सायनाइड (Ca(CN)_2 ), सभी मजबूत क्षार और कमजोर अम्लों के लवण हैं। जलीय घोल में, वे हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रियाओं के लिए प्रवण हैं। हाइड्रोलिसिस प्रतिक्रिया सोडियम साइनाइड समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है:

NaCN + H_2O\rightleftharpoons HCN+NaOH. चूंकि हाइड्रोजन साइनाइड (HCN ) अस्थिर है, इसलिए इस हाइड्रोलिसिस प्रक्रिया से लुगदी में साइनाइड आयनों (CN^-) की सांद्रता में कमी आती है, जो साइनाइडेशन प्रतिक्रिया के लिए हानिकारक है।

इस समस्या को हल करने के लिए, सबसे प्रभावी तरीका हाइड्रॉक्साइड आयनों (OH^-) की सांद्रता को बढ़ाना है, जो घोल के pH मान को बढ़ाने के बराबर है। औद्योगिक अनुप्रयोगों में, चूना (CaO) सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला और लागत प्रभावी pH समायोजक है। जब चूने को घोल में मिलाया जाता है, तो यह पानी के साथ प्रतिक्रिया करके कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड (Ca(OH)_2) बनाता है, जो हाइड्रॉक्साइड आयनों को छोड़ने के लिए अलग हो जाता है, जिससे pH मान बढ़ जाता है। पानी के साथ चूने की प्रतिक्रिया इस प्रकार है: , CaO + H_2O=Ca(OH)_2 & Ca(OH)_2\rightleftharpoons Ca^{2 + }+2OH^- ।

हालांकि, पीएच मान को समायोजित करने के लिए चूने का उपयोग करते समय, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि चूने में फ्लोक्यूलेशन प्रभाव भी होता है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि चूना समान रूप से फैला हुआ है और अपनी भूमिका प्रभावी ढंग से निभा सकता है, इसे आमतौर पर पीसने के संचालन के दौरान जोड़ा जाता है। दक्षिण अफ्रीका में एक सोने की खदान में, पीसने की प्रक्रिया के दौरान बॉल मिल में चूना मिलाया जाता है। यह न केवल चूने को अयस्क के घोल के साथ पूरी तरह से मिश्रित करने की अनुमति देता है, बल्कि बॉल मिल में मजबूत यांत्रिक आंदोलन का लाभ भी उठाता है ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि चूना घोल में समान रूप से वितरित हो, प्रभावी रूप से साइनाइड के हाइड्रोलिसिस को रोकता है और बाद की साइनाइडेशन प्रक्रिया में साइनाइड आयनों की एक स्थिर एकाग्रता बनाए रखता है। आमतौर पर, कार्बन-इन-पल्प संचालन के लिए, 10 - 11 की सीमा में एक पीएच मान सबसे अच्छे परिणाम देता है।

पल्प सांद्रता को नियंत्रित करना

लुगदी की सांद्रता सोने और सायनाइड के बीच संपर्क के साथ-साथ सोने-साइनाइड कॉम्प्लेक्स और सक्रिय कार्बन के बीच संपर्क पर गहरा प्रभाव डालती है। यदि लुगदी की सांद्रता बहुत अधिक है, तो कणों के सक्रिय कार्बन की सतह पर अवक्षेपित होने की अधिक संभावना है, जिससे सक्रिय कार्बन द्वारा सोने-साइनाइड कॉम्प्लेक्स के प्रभावी सोखने में बाधा उत्पन्न होती है। दूसरी ओर, यदि लुगदी की सांद्रता बहुत कम है, तो कण आसानी से जम जाते हैं, और उचित पीएच मान और सायनाइड सांद्रता को बनाए रखने के लिए, बड़ी मात्रा में अभिकर्मकों को जोड़ने की आवश्यकता होती है, जिससे उत्पादन लागत बढ़ जाती है।

उत्पादन अभ्यास के वर्षों के माध्यम से, यह निर्धारित किया गया है कि कार्बन-इन-पल्प गोल्ड निष्कर्षण प्रक्रिया के लिए, 40 - 45% की पल्प सांद्रता और 300 - 500 पीपीएम की साइनाइड सांद्रता अधिक उपयुक्त है। उदाहरण के लिए, नेवादा, यूएसए में एक गोल्ड-प्रोसेसिंग प्लांट में, इस सीमा के भीतर पल्प सांद्रता को बनाए रखने से लगातार उच्च गोल्ड रिकवरी दर प्राप्त हुई है। हालांकि, यह देखते हुए कि दो से तीन चरण के पीसने के ऑपरेशन की अंतिम उत्पाद सांद्रता आम तौर पर 20% से कम होती है, लीचिंग ऑपरेशन में प्रवेश करने से पहले, पल्प को गाढ़ा करने की प्रक्रिया से गुजरना पड़ता है।

गाढ़ा करने का काम आमतौर पर गाढ़ा करने वाले में किया जाता है। गाढ़ा करने वाले का सिद्धांत लुगदी में तरल से ठोस कणों को अलग करने के लिए अवसादन प्रभाव का उपयोग करना है, जिससे लुगदी की सांद्रता बढ़ जाती है। आधुनिक सोने के प्रसंस्करण संयंत्र में, उच्च दक्षता वाले गाढ़ा करने वाले अक्सर उपयोग किए जाते हैं। ये गाढ़ा करने वाले उन्नत फ्लोक्यूलेशन और अवसादन नियंत्रण प्रणालियों से लैस हैं, जो बाद के साइनाइडेशन लीचिंग ऑपरेशन के लिए आवश्यक स्तर तक लुगदी की सांद्रता को जल्दी और प्रभावी ढंग से बढ़ा सकते हैं, जिससे साइनाइडेशन प्रक्रिया की सुचारू प्रगति और सोने की उच्च दक्षता वाली निकासी सुनिश्चित होती है।

सायनाइडेशन निक्षालन तंत्र

वातन और ऑक्सीडेंट

सायनाइडेशन प्रक्रिया एक एरोबिक प्रक्रिया है, और इसे रासायनिक प्रतिक्रिया समीकरण के माध्यम से स्पष्ट रूप से प्रदर्शित किया जा सकता है। सायनाइडेशन प्रक्रिया में सोने के विघटन के लिए मुख्य प्रतिक्रिया 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH है। इस समीकरण से, यह स्पष्ट है कि ऑक्सीजन (O_2) प्रतिक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। उत्पादन प्रक्रिया के दौरान, ऑक्सीजन को पेश करने से लीचिंग दर में काफी तेजी आ सकती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि ऑक्सीजन रेडॉक्स प्रतिक्रिया में भाग लेता है, जिससे यह तेजी से बढ़ता है।कोल इंडियासोने के ऑक्सीकरण और साइनाइड आयनों के साथ इसके बाद के संकुलन को नियंत्रित करना। उदाहरण के लिए, कई सोने के प्रसंस्करण संयंत्रों में, संपीड़ित हवा को आमतौर पर साइनाइड युक्त घोल में डाला जाता है। हवा में मौजूद ऑक्सीजन प्रतिक्रिया को सुचारू रूप से आगे बढ़ाने के लिए आवश्यक ऑक्सीकरण वातावरण प्रदान करती है।

वातन के अलावा, ऑक्सीकरण एजेंटों का उचित जोड़ भी निक्षालन प्रक्रिया को बढ़ा सकता है। हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H_2O_2) साइनाइडेशन प्रक्रिया में आमतौर पर इस्तेमाल किया जाने वाला ऑक्सीकरण एजेंट है। जब हाइड्रोजन पेरोक्साइड जोड़ा जाता है, तो यह अतिरिक्त सक्रिय ऑक्सीजन प्रजातियाँ प्रदान कर सकता है, जो सोने के ऑक्सीकरण और सोने वाले खनिजों के विघटन को और बढ़ावा दे सकता है। साइनाइड की उपस्थिति में सोने के साथ हाइड्रोजन पेरोक्साइड की प्रतिक्रिया को समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है: 2Au+4NaCN+H_2O_2 = 2Na[Au(CN)_2]+2NaOH। यह प्रतिक्रिया दर्शाती है कि हाइड्रोजन पेरोक्साइड साइनाइडेशन प्रतिक्रिया में ऑक्सीजन की कुछ भूमिका को प्रतिस्थापित कर सकता है, और कुछ शर्तों के तहत, यह तेजी से निक्षालन दर को जन्म दे सकता है।

हालांकि, यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि ऑक्सीकरण एजेंट की अत्यधिक मात्रा प्रतिकूल प्रभाव डाल सकती है। जब ऑक्सीकरण एजेंट की मात्रा बहुत अधिक होती है, तो यह साइनाइड आयनों के ऑक्सीकरण का कारण बन सकता है। उदाहरण के लिए, हाइड्रोजन पेरोक्साइड साइनाइड आयनों के साथ प्रतिक्रिया करके साइनेट आयन (CNO^-) बना सकता है। प्रतिक्रिया इस प्रकार है: CN^-+H_2O_2 = CNO^-+H_2O। साइनेट आयनों के निर्माण से घोल में साइनाइड आयनों की सांद्रता कम हो जाती है, जो सोने के साथ संकुलन के लिए आवश्यक है। नतीजतन, सोने की निक्षालन दक्षता कम हो सकती है, और समग्र उत्पादन प्रक्रिया नकारात्मक रूप से प्रभावित हो सकती है। इसलिए, साइनाइडेशन प्रक्रिया के इष्टतम प्रदर्शन को सुनिश्चित करने के लिए ऑक्सीकरण एजेंटों की खुराक को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता है।

अभिकर्मक खुराक

सैद्धांतिक रूप से, सोने और साइनाइड के बीच जटिलता प्रतिक्रिया में एक विशिष्ट स्टोइकोमेट्रिक संबंध होता है। रासायनिक समीकरण 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O = 4Na[Au(CN)_2]+4NaOH से, हम गणना कर सकते हैं कि 1 मोल सोने (Au) को जटिलता के लिए 2 मोल साइनाइड आयनों (CN^-) की आवश्यकता होती है। द्रव्यमान के संदर्भ में, लगभग 1 ग्राम सोने को लीचिंग अभिकर्मक के रूप में लगभग 0.5 ग्राम साइनाइड की आवश्यकता होती है। यह गणना साइनाइडेशन प्रक्रिया में आवश्यक अभिकर्मकों की मात्रा के लिए एक बुनियादी संदर्भ प्रदान करती है।

फिर भी, वास्तविक उत्पादन में, सोने वाले अयस्क में अन्य खनिजों की उपस्थिति के कारण स्थिति बहुत अधिक जटिल है। चांदी (Ag), तांबा (Cu), सीसा (Pb), और जस्ता (Zn) जैसे खनिज भी साइनाइड आयनों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, तांबा विभिन्न तांबा-साइनाइड परिसरों का निर्माण कर सकता है। साइनाइड के साथ तांबे की प्रतिक्रिया को Cu^{2 + }+4CN^-=[Cu(CN)_4]^{2 - } के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। ये प्रतिस्पर्धी प्रतिक्रियाएं साइनाइड की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उपभोग करती हैं, जिससे आवश्यक वास्तविक खुराक बढ़ जाती है।

इसलिए, व्यावहारिक संचालन में, अभिकर्मक खुराक का निर्धारण केवल सैद्धांतिक गणनाओं पर आधारित नहीं हो सकता है। इसके बजाय, इसे अंतिम निक्षालन दर के अनुसार समायोजित किया जाना चाहिए। जब ​​अयस्क के गुण बदलते हैं, तो अभिकर्मक खुराक की निरंतर ट्रैकिंग और समायोजन आवश्यक है। सामान्य तौर पर, वास्तविक साइनाइड खुराक की गणना मूल्य से 200 - 500 गुना अधिक होना उचित माना जाता है। विचलन की यह विस्तृत श्रृंखला अयस्क संरचना में परिवर्तनशीलता और विभिन्न खनिजों के बीच जटिल अंतःक्रियाओं के लिए जिम्मेदार है। निक्षालन दर की बारीकी से निगरानी करके और तदनुसार अभिकर्मक खुराक को समायोजित करके, सोना-निष्कर्षण प्रक्रिया बेहतर दक्षता और आर्थिक लाभ प्राप्त कर सकती है।

बहु-चरण निक्षालन और निक्षालन समय

निरंतर संचालन की स्थिरता सुनिश्चित करने और समाधान में साइनाइड आयनों की अपेक्षाकृत स्थिर सांद्रता बनाए रखने के लिए, बहु-चरण निक्षालन अक्सर नियोजित किया जाता है। बहु-चरण निक्षालन प्रणाली में, अयस्क लुगदी क्रमिक रूप से कई निक्षालन टैंकों से होकर गुजरती है। प्रत्येक टैंक सोने के निरंतर विघटन और साइनाइड-आयन सांद्रता के रखरखाव में योगदान देता है। जैसे-जैसे लुगदी एक टैंक से दूसरे टैंक में जाती है, सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स धीरे-धीरे बनता है और मुक्त साइनाइड आयनों की सांद्रता को समायोजित किया जाता है ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि प्रतिक्रिया सुचारू रूप से जारी रहे। यह चरणबद्ध दृष्टिकोण प्रतिक्रिया स्थितियों में किसी भी उतार-चढ़ाव को कम करने में मदद करता है और साइनाइडेशन प्रक्रिया के लिए अधिक स्थिर वातावरण प्रदान करता है। उदाहरण के लिए, पश्चिमी ऑस्ट्रेलिया में बड़े पैमाने पर सोने के खनन संचालन में, पाँच-चरण निक्षालन प्रणाली का उपयोग किया जाता है। पहला चरण निक्षालन प्रक्रिया शुरू करता है, और बाद के चरणों में सोना निकाला जाता है और साइनाइड-आयन संतुलन बनाए रखा जाता है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च और स्थिर सोना-निक्षालन दक्षता प्राप्त होती है।

निक्षालन समय निक्षालन टैंक का आयतन निर्धारित करने में एक महत्वपूर्ण कारक है। हालाँकि, निक्षालन समय की गणना के लिए कोई सरल और सार्वभौमिक सूत्र नहीं है। प्रत्येक कार्बन-इन-पल्प (CIP) या कार्बन-इन-लीच (CIL) संयंत्र को उपयुक्त निक्षालन समय निर्धारित करने के लिए प्रायोगिक डेटा पर निर्भर रहना चाहिए। ऐसा इसलिए है क्योंकि निक्षालन समय कई कारकों से प्रभावित होता है, जिसमें अयस्क का प्रकार और संरचना, अभिकर्मकों की सांद्रता, तापमान और हलचल की तीव्रता शामिल है। उदाहरण के लिए, दक्षिण अफ्रीका में एक स्वर्ण प्रसंस्करण संयंत्र में, संयंत्र के निर्माण से पहले व्यापक प्रयोगशाला-पैमाने और पायलट-पैमाने पर परीक्षण किए गए थे। इन परीक्षणों में निक्षालन समय को अलग-अलग करना और विभिन्न परिस्थितियों में स्वर्ण-निक्षालन दर की निगरानी करना शामिल था।

यदि कोई संयंत्र उचित परीक्षण किए बिना अनुभव पर आँख मूंदकर भरोसा करता है, तो उत्पादन विफलताओं का सामना करने की अत्यधिक संभावना है। उदाहरण के लिए, एक निश्चित क्षेत्र में एक छोटे पैमाने पर सोने के खनन संचालन ने उनके अयस्क गुणों में अंतर पर विचार किए बिना एक पड़ोसी खदान के निक्षालन समय को संदर्भ के रूप में उपयोग करने का प्रयास किया। परिणामस्वरूप, सोने की निक्षालन दर अपेक्षा से बहुत कम थी, और अकुशल निक्षालन और अतिरिक्त अभिकर्मक खपत की आवश्यकता के कारण उत्पादन लागत में काफी वृद्धि हुई। इसलिए, सायनाइडेशन-आधारित सोने के निष्कर्षण संयंत्र के सफल संचालन के लिए प्रायोगिक डेटा के माध्यम से निक्षालन समय का सटीक निर्धारण आवश्यक है।

सायनाइडेशन के बाद के ऑपरेशन

एक बार जब सोना युक्त सक्रिय कार्बन, जिसे लोडेड कार्बन के रूप में जाना जाता है, 3000 ग्राम/टन से अधिक के सोने के अवशोषण स्तर पर पहुँच जाता है, तो यह माना जाता है कि कार्बन-इन-पल्प अवशोषण की पूरी प्रक्रिया पूरी हो गई है। हालाँकि, अयस्क में तांबे और चांदी जैसी उच्च सामग्री वाली अशुद्धियों की उपस्थिति सक्रिय कार्बन की अवशोषण क्षमता को काफी हद तक प्रभावित कर सकती है। ये अशुद्धियाँ सक्रिय कार्बन पर अवशोषण स्थलों के लिए सोने के साथ प्रतिस्पर्धा कर सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप लोडेड कार्बन ग्रेड अपेक्षित लक्ष्य तक पहुँचने में विफल हो जाता है। जब सक्रिय कार्बन अब सोने को प्रभावी ढंग से अवशोषित नहीं कर सकता है, तो इसे संतृप्त माना जाता है।

संतृप्त सक्रिय कार्बन के लिए, सोना प्राप्त करने के लिए कई तरीके अपनाए जा सकते हैं। एक सामान्य तरीका है विशोषण और इलेक्ट्रोलिसिस। विशोषण प्रक्रिया में, संतृप्त सक्रिय कार्बन से सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स को अलग करने के लिए एक रासायनिक घोल का उपयोग किया जाता है। उदाहरण के लिए, उच्च तापमान और उच्च दबाव विशोषण विधि में, संतृप्त सक्रिय कार्बन को विशिष्ट स्थितियों के साथ विशोषण प्रणाली में रखा जाता है। सक्रिय कार्बन द्वारा अधिक आसानी से अवशोषित होने वाले ऋणायनों को जोड़कर, Au(CN)_2^- कॉम्प्लेक्स को कार्बन सतह से विस्थापित किया जाता है। प्रतिक्रिया तंत्र में जोड़े गए ऋणायनों के साथ सोना-साइनाइड कॉम्प्लेक्स का आदान-प्रदान शामिल है, जिससे सोना घोल में निकल जाता है। विशोषण के बाद, परिणामी घोल, जिसे गर्भवती घोल के रूप में जाना जाता है, में सोने के आयनों की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता होती है।

गर्भवती घोल फिर इलेक्ट्रोलिसिस से गुजरता है। इलेक्ट्रोलिसिस सेल में, एक विद्युत धारा लागू की जाती है। घोल में सोने के आयन कैथोड की ओर आकर्षित होते हैं, जहाँ वे इलेक्ट्रॉन प्राप्त करते हैं और धातु के सोने में कम हो जाते हैं। इस प्रक्रिया को समीकरण द्वारा दर्शाया जा सकता है: Au^+ + e^-\rightarrow Au । सोना कैथोड पर सोने की मिट्टी के रूप में जमा होता है, जिसे उच्च शुद्धता वाले सोने को प्राप्त करने के लिए आगे संसाधित किया जा सकता है।

जिन क्षेत्रों में सोने का उत्पादन केंद्रित है, वहां लोडेड कार्बन को बेचना एक वैकल्पिक विकल्प है। यह एक लाभदायक विकल्प हो सकता है क्योंकि कुछ विशेष कंपनियां लोडेड कार्बन के आगे के प्रसंस्करण को संभालने के लिए सुसज्जित हैं। उनके पास लोडेड कार्बन से सोना निकालने की विशेषज्ञता और सुविधाएं हैं, और सोना-खनन कंपनियां इन संस्थाओं को लोडेड कार्बन बेचकर राजस्व प्राप्त कर सकती हैं।

एक और अपेक्षाकृत सरल विधि दहन है। जब लोडेड कार्बन को जलाया जाता है, तो सक्रिय कार्बन के कार्बनिक घटक ऑक्सीकृत हो जाते हैं और जल जाते हैं, जबकि सोना सोने के मिश्र धातु के रूप में अवशेष में रहता है, जिसे डोर गोल्ड के रूप में जाना जाता है। डोर गोल्ड में आमतौर पर कुछ अशुद्धियों के साथ सोने का उच्च अनुपात होता है। दहन के बाद, डोर गोल्ड को गलाने और शुद्धिकरण जैसी प्रक्रियाओं के माध्यम से और अधिक परिष्कृत किया जा सकता है ताकि उच्च शुद्धता वाले सोने के उत्पाद प्राप्त किए जा सकें जो आभूषण, इलेक्ट्रॉनिक्स और निवेश उद्योगों में वाणिज्यिक उपयोग के मानकों को पूरा करते हैं।

साइनाइडेशन प्रक्रिया के लाभ और नुकसान

फायदे

1. उच्च रिकवरी दर: सायनाइडेशन प्रक्रिया का सबसे महत्वपूर्ण लाभ इसकी उच्च रिकवरी दर है। कार्बन-इन-पल्प (CIP) या कार्बन-इन-लीच (CIL) प्रक्रिया का उपयोग करते समय, सामान्य ऑक्सीकृत सोना युक्त क्वार्ट्ज-शिरा अयस्कों के लिए, कुल रिकवरी दर 93% से अधिक तक पहुँच सकती है। कुछ अच्छी तरह से अनुकूलित संचालन में, रिकवरी दर और भी अधिक हो सकती है। इस उच्च रिकवरी दर का मतलब है कि खनन कंपनियाँ अयस्क में मौजूद सोने का एक बड़ा हिस्सा निकाल सकती हैं, जिससे खनन संचालन से आर्थिक लाभ अधिकतम हो सकता है। उदाहरण के लिए, संयुक्त राज्य अमेरिका में एक बड़े पैमाने पर सोने की खदान में, पीसने की सुंदरता, लुगदी सांद्रता और अभिकर्मक खुराक जैसे प्रक्रिया मापदंडों को सख्ती से नियंत्रित करके, सायनाइडेशन प्रक्रिया की सोने की रिकवरी दर लंबे समय तक लगभग 95% पर बनी रही है, जो कई अन्य सोने के निष्कर्षण विधियों की तुलना में बहुत अधिक है।

2. व्यापक प्रयोज्यता: साइनाइडेशन प्रक्रिया सोने वाले अयस्कों की एक विस्तृत विविधता के लिए उपयुक्त है। यह न केवल ऑक्सीकृत सोने के अयस्कों को बल्कि कुछ सल्फाइड युक्त सोने के अयस्कों को भी प्रभावी ढंग से संभाल सकता है। चाहे सोना मुक्त अवस्था में हो या अन्य खनिजों के भीतर समाहित हो, साइनाइडेशन प्रक्रिया अक्सर उचित पूर्व उपचार और प्रक्रिया नियंत्रण की मदद से सोने को घोल सकती है। उदाहरण के लिए, दक्षिण अमेरिका की कुछ खदानों में जहाँ अयस्कों में सल्फाइड और ऑक्सीकृत सोने के खनिजों का मिश्रण होता है, साइनाइडेशन प्रक्रिया को सफलतापूर्वक लागू किया गया है। सल्फाइड खनिजों के उचित ऑक्सीकरण पूर्व उपचार के बाद, साइनाइडेशन प्रक्रिया संतोषजनक सोना निष्कर्षण परिणाम प्राप्त कर सकती है, जो विभिन्न अयस्क प्रकारों के लिए इसकी मजबूत अनुकूलन क्षमता को प्रदर्शित करती है।

3. परिपक्व प्रौद्योगिकी: एक सदी से भी ज़्यादा के इतिहास के साथ, साइनाइडेशन प्रक्रिया सोने के खनन उद्योग में एक बेहद परिपक्व तकनीक बन गई है। उपकरण और संचालन प्रक्रियाएँ अच्छी तरह से स्थापित हैं, और संचित अनुभव और डेटा की एक बड़ी मात्रा है। इस परिपक्वता का मतलब है कि प्रक्रिया को संचालित करना और नियंत्रित करना अपेक्षाकृत आसान है। खनन कंपनियाँ साइनाइडेशन संयंत्रों को डिज़ाइन करने, बनाने और संचालित करने के लिए मौजूदा तकनीकी मानकों और दिशानिर्देशों पर भरोसा कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, साइनाइडेशन लीचिंग टैंकों का डिज़ाइन, सोखने के लिए सक्रिय कार्बन का चयन और अभिकर्मक खुराक का नियंत्रण सभी में मानक प्रक्रियाएँ और विधियाँ हैं। नए बनाए गए साइनाइडेशन संयंत्र जल्दी से शुरू हो सकते हैं और स्थिर उत्पादन स्थितियों तक पहुँच सकते हैं, जिससे नई तकनीक अपनाने से जुड़े जोखिम कम हो जाते हैं।

नुकसान

1. सायनाइड की विषाक्तता: साइनाइडेशन प्रक्रिया का सबसे प्रमुख दोष साइनाइड की विषाक्तता है। साइनाइड यौगिक, जैसे सोडियम साइनाइड और पोटेशियम साइनाइड, अत्यधिक विषैले पदार्थ हैं। साइनाइड की थोड़ी सी मात्रा भी मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए बेहद हानिकारक हो सकती है। यदि खनन प्रक्रिया के दौरान साइनाइड युक्त घोल लीक हो जाता है, तो वे मिट्टी, जल स्रोतों और हवा को दूषित कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, कुछ ऐतिहासिक खनन दुर्घटनाओं में, साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल के रिसाव से आस-पास की नदियों और झीलों में बड़ी संख्या में जलीय जीवों की मृत्यु हो गई, और स्थानीय निवासियों के स्वास्थ्य के लिए भी खतरा पैदा हो गया। साइनाइड के साथ साँस लेना, निगलना या त्वचा का संपर्क मनुष्यों में गंभीर विषाक्तता के लक्षण पैदा कर सकता है, जिसमें चक्कर आना, मतली, उल्टी और गंभीर मामलों में घातक हो सकता है। इसलिए, साइनाइड के उपयोग में सख्त सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण उपायों की आवश्यकता होती है, जो खनन संचालन की जटिलता और लागत को बढ़ाता है।

2. जटिल एवं महंगा उपचार: सायनाइडेशन प्रक्रिया के बाद उपचार के बाद की प्रक्रियाएँ अपेक्षाकृत जटिल होती हैं और इसके लिए बड़ी मात्रा में निवेश की आवश्यकता होती है। सोना युक्त सक्रिय कार्बन संतृप्ति तक पहुँचने के बाद, शुद्ध सोना प्राप्त करने के लिए विशोषण, इलेक्ट्रोलिसिस या दहन जैसी प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है। विशोषण और इलेक्ट्रोलिसिस प्रक्रियाओं के लिए विशेष उपकरण और रासायनिक अभिकर्मकों की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, विशोषण प्रक्रिया में, उच्च तापमान और उच्च दबाव वाले उपकरणों की आवश्यकता हो सकती है, और विशोषण के लिए रासायनिक घोलों के उपयोग को भी सावधानीपूर्वक नियंत्रित करने की आवश्यकता होती है ताकि सोने की वसूली और अभिकर्मकों के पुनर्चक्रण को सुनिश्चित किया जा सके। इसके अलावा, उपचार के बाद की प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न अपशिष्ट अवशेषों और अपशिष्ट जल का उपचार भी एक चुनौती है। अपशिष्ट अवशेषों में अभी भी सायनाइड और अन्य हानिकारक पदार्थों की मात्रा हो सकती है, और अपशिष्ट जल को सख्त पर्यावरणीय निर्वहन मानकों को पूरा करने के लिए उपचारित करने की आवश्यकता होती है, जो सभी पूरी सायनाइडेशन प्रक्रिया की उच्च लागत में योगदान करते हैं।

3. अयस्क अशुद्धियों के प्रति संवेदनशीलता: साइनाइडेशन प्रक्रिया अयस्क में अशुद्धियों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील होती है। तांबा, चांदी, सीसा और जस्ता जैसे खनिज साइनाइड के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जिससे बड़ी मात्रा में साइनाइड अभिकर्मकों का उपभोग होता है। इससे न केवल अभिकर्मकों की लागत बढ़ जाती है, बल्कि सोने के निष्कर्षण की दक्षता भी कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, जब अयस्क में तांबे की मात्रा अधिक होती है, तो तांबा स्थिर तांबा-साइनाइड परिसर बना सकता है, जो साइनाइड आयनों के लिए सोने के साथ प्रतिस्पर्धा करता है। नतीजतन, सोने के संकुलन के लिए उपलब्ध साइनाइड की मात्रा कम हो जाती है, और सोने की निक्षालन दर काफी प्रभावित हो सकती है। कुछ मामलों में, इन अशुद्धियों के प्रभाव को हटाने या कम करने के लिए अतिरिक्त पूर्व-उपचार चरणों की आवश्यकता हो सकती है, जो खनन प्रक्रिया की जटिलता और लागत को और बढ़ा देता है।

निष्कर्ष

निष्कर्ष में, साइनाइडेशन प्रक्रिया सोने के खनन उद्योग में एक अपरिहार्य तकनीक है। इसकी उच्च पुनर्प्राप्ति दर, व्यापक प्रयोज्यता और परिपक्व तकनीक ने इसे वैश्विक स्तर पर सोने के निष्कर्षण के लिए प्रमुख विधि बना दिया है। इसने विभिन्न प्रकार के अयस्कों से सोने के निष्कर्षण को सक्षम किया है, जिससे वैश्विक सोने की आपूर्ति में महत्वपूर्ण योगदान मिला है।

हालांकि, साइनाइडेशन प्रक्रिया अपनी चुनौतियों से रहित नहीं है। साइनाइड की विषाक्तता मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए एक गंभीर खतरा है। साइनाइड रिसाव को रोकने और साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल और अपशिष्ट अवशेषों का उचित उपचार सुनिश्चित करने के लिए कड़े सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण उपायों को लागू किया जाना चाहिए। इसके अतिरिक्त, जटिल और महंगे पोस्ट-ट्रीटमेंट ऑपरेशन, साथ ही अयस्क अशुद्धियों के प्रति प्रक्रिया की संवेदनशीलता, सोने के उत्पादन की कठिनाइयों और लागतों को बढ़ाती है।

आगे देखते हुए, सोने के अयस्क प्रसंस्करण में सायनाइडेशन प्रक्रिया का भविष्य तकनीकी प्रगति द्वारा आकार लेने की संभावना है। अधिक पर्यावरण के अनुकूल और कुशल सायनाइडेशन विधियों का विकास, जैसे कि कम विषाक्तता वाले सायनाइड विकल्पों का उपयोग, एक आशाजनक दिशा है। स्वचालन और बुद्धिमान नियंत्रण प्रौद्योगिकियां भी तेजी से महत्वपूर्ण भूमिका निभाएंगी। ये प्रौद्योगिकियां उत्पादन दक्षता में सुधार कर सकती हैं, मानव-त्रुटि-संबंधी जोखिमों को कम कर सकती हैं और संसाधनों के उपयोग को अनुकूलित कर सकती हैं। उदाहरण के लिए, स्वचालित प्रणालियाँ अभिकर्मक खुराक, लुगदी सांद्रता और अन्य प्रमुख मापदंडों को सटीक रूप से नियंत्रित कर सकती हैं, जिससे अधिक स्थिर और कुशल उत्पादन प्रक्रिया सुनिश्चित होती है।

इसके अलावा, बायो-साइनाइडेशन या अन्य उभरते निष्कर्षण विधियों के साथ साइनाइडेशन के एकीकरण जैसी नई साइनाइडेशन-संबंधित तकनीकों की खोज, मौजूदा समस्याओं के लिए नए समाधान प्रदान कर सकती है। निरंतर नवाचार और सुधार के साथ, साइनाइडेशन प्रक्रिया में सोने के अयस्क प्रसंस्करण में एक अग्रणी तकनीक के रूप में अपनी स्थिति बनाए रखने की क्षमता है, जबकि यह अधिक टिकाऊ और पर्यावरण के अनुकूल बन रही है। चूंकि विभिन्न उद्योगों में सोने की मांग मजबूत बनी हुई है, इसलिए साइनाइडेशन प्रक्रिया का विकास और अनुकूलन सोने के खनन उद्योग के दीर्घकालिक विकास के लिए महत्वपूर्ण होगा।