तांबा युक्त स्वर्ण अयस्क साइनाइडेशन में तांबा निक्षालन को रोकने वाले अभिकर्मक

परिचय

साइनाइडेशन सोने वाले अयस्कों से सोना निकालने के लिए व्यापक रूप से इस्तेमाल की जाने वाली और प्रभावी विधि है, खासकर तांबा युक्त सोने के अयस्कों के मामले में। यह किसकी क्षमता पर आधारित है सायनाइड आयनसोने के साथ स्थिर परिसर बनाने के लिए, अयस्क मैट्रिक्स से सोने के विघटन की अनुमति देता है। सोने के लिए साइनाइडेशन प्रक्रिया में मौलिक रासायनिक प्रतिक्रिया 4Au + 8NaCN+O_2 + 2H_2O=4Na[Au(CN)_2]+4NaOH है। यह प्रक्रिया अपनी अपेक्षाकृत उच्च दक्षता और अच्छी तरह से समझी जाने वाली तकनीक के कारण एक सदी से भी अधिक समय से सोने के खनन उद्योग की आधारशिला रही है।

हालाँकि, तांबा युक्त सोने के अयस्कों से निपटते समय, की उपस्थिति तांबा खनिजयह महत्वपूर्ण चुनौतियाँ प्रस्तुत करता है। सोने से जुड़े सामान्य तांबे के खनिज, जैसे चाल्कोपीराइट (CuFeS_2), चाल्कोसाइट (Cu_2S), मैलाकाइट (Cu_2(OH)_2CO_3), और अज़ूराइट (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), साइनाइड के घोल में काफी प्रतिक्रियाशील होते हैं। उदाहरण के लिए, साइनाइड युक्त माध्यम में, चाल्कोसाइट निम्न प्रकार से प्रतिक्रिया कर सकता है: Cu_2S + 4NaCN=2Na[Cu(CN)_2]+Na_2S। इन प्रतिक्रियाओं के कारण बड़ी मात्रा में साइनाइड की खपत होती है। साइनाइड की अत्यधिक खपत से न केवल उत्पादन लागत बढ़ती है, बल्कि साइनाइड की विषाक्तता के कारण पर्यावरण पर भी इसका प्रभाव पड़ता है।

इसके अलावा, तांबे का विघटन बाद की प्रक्रियाओं में हस्तक्षेप कर सकता है सोने की वसूलीसाइनाइड घोल में तांबे का उच्च स्तर सोने-साइनाइड कॉम्प्लेक्स गठन की दक्षता को कम कर सकता है, जिससे सोने की गुणवत्ता कम हो जाती है। निक्षालन दरऐसा इसलिए है क्योंकि तांबा घोल में साइनाइड आयनों और ऑक्सीजन के लिए सोने के साथ प्रतिस्पर्धा करता है, जिससे सोने के कुशल विघटन के लिए आवश्यक रासायनिक संतुलन बाधित होता है। कुछ मामलों में, तांबे की उपस्थिति सोने की वसूली के लिए जिंक-सीमेंटेशन या कार्बन-इन-पल्प (सीआईपी) जैसी डाउनस्ट्रीम प्रक्रियाओं में भी समस्या पैदा कर सकती है, जिससे सोने की वसूली दर कम हो जाती है और उत्पाद की गुणवत्ता खराब हो जाती है।

इसलिए, तांबा युक्त सोने के अयस्कों के साइनाइडेशन के दौरान तांबे के निक्षालन को रोकने के लिए प्रभावी अभिकर्मकों को खोजना बहुत महत्वपूर्ण है। ऐसे अभिकर्मक साइनाइडेशन प्रक्रिया को अनुकूलित करने, कम करने में मदद कर सकते हैं साइनाइड की खपत, और सोने के निष्कर्षण की समग्र दक्षता में सुधार, खनन संचालन को अधिक आर्थिक रूप से व्यवहार्य और पर्यावरण के अनुकूल बनाना। निम्नलिखित अनुभागों में, हम विभिन्न अभिकर्मकों का पता लगाएंगे जिनका अध्ययन किया गया है और इस उद्देश्य के लिए उपयोग किया गया है।

सायनाइड विलयनों में तांबे की निक्षालन विशेषताएँ

साइनाइड के घोल में, सोने से जुड़े तांबे के खनिज अलग-अलग निक्षालन व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। सामान्य प्राथमिक तांबे के खनिज जैसे चाल्कोपीराइट (CuFeS_2) और चाल्कोसाइट (Cu_2S), मैलाकाइट (Cu_2(OH)_2CO_3), अज़ूराइट (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2), बोर्नाइट (Cu_5FeS_4), क्यूप्राइट (Cu_2O), और मूल तांबा, अपेक्षाकृत घुलनशील होते हैं।

इन तांबे के खनिजों को कमरे के तापमान (25^{\circ}C) पर निक्षालित किया जा सकता है। तांबे की निक्षालन दर व्यापक रूप से भिन्न होती है, जो 5 - 10% से लेकर 90% से अधिक तक होती है। उदाहरण के लिए, मैलाकाइट और एजुराइट, जो तांबे-कार्बोनेट खनिज हैं, साइनाइड के घोल में काफी प्रतिक्रियाशील होते हैं। साइनाइड के साथ मैलाकाइट की रासायनिक प्रतिक्रिया को Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH के रूप में व्यक्त किया जा सकता है। इससे पता चलता है कि साइनाइड की क्रिया के तहत, मैलाकाइट में मौजूद तांबे को प्रभावी ढंग से घोला जा सकता है।

उच्च-तांबा सोने के सांद्रण से निपटने के दौरान, साइनाइडेशन के दौरान लीचिंग प्रक्रिया में कुछ "क्लीनिकल" लक्षण होते हैं। साइनाइड की खपत बहुत अधिक हो जाती है। आम तौर पर, विभिन्न तांबे के खनिजों के लिए, 1 ग्राम तांबे के विघटन के लिए 2.3 - 3.4 ग्राम की खपत की आवश्यकता होती है सोडियम साइनाइड. साथ ही, तांबे के घुलने से घोल में मौजूद ऑक्सीजन भी खत्म हो जाती है। उदाहरण के लिए, चाल्कोसाइट की निक्षालन प्रक्रिया में, प्रतिक्रिया 2Cu_2S+8NaCN + O_2+2H_2O = 4Na[Cu(CN)_2]+2Na_2S + 4NaOH होती है, जिसमें न केवल बड़ी मात्रा में साइनाइड की खपत होती है, बल्कि ऑक्सीजन की भी काफी मात्रा खर्च होती है।

इसके अलावा, निक्षालन प्रभाव अपेक्षाकृत खराब हो जाता है। साइनाइड घोल में तांबे का उच्च स्तर सोने-साइनाइड कॉम्प्लेक्स निर्माण की दक्षता को कम कर सकता है। तांबा घोल में साइनाइड आयनों और ऑक्सीजन के लिए सोने के साथ प्रतिस्पर्धा करता है। परिणामस्वरूप, कुशल सोने के विघटन के लिए आवश्यक रासायनिक संतुलन बाधित होता है। इससे सोने की निक्षालन दर में कमी आती है और बाद की सोने की रिकवरी प्रक्रियाओं जैसे कि जिंक-सीमेंटेशन या कार्बन-इन-पल्प (सीआईपी) में भी समस्याएँ पैदा हो सकती हैं, जिसके परिणामस्वरूप अंततः सोने की रिकवरी दर कम हो जाती है और उत्पाद की गुणवत्ता कम हो जाती है।

तांबे के रिसाव को रोकने के लिए सामान्य अभिकर्मक

लेड साल्ट

सीसा लवण का उपयोग अक्सर तांबा युक्त सोने के अयस्कों के सायनाइडेशन में तांबे के रिसाव को रोकने के लिए अभिकर्मकों के रूप में किया जाता है। आमतौर पर इस्तेमाल किए जाने वाले सीसा लवणों में सीसा नाइट्रेट (Pb(NO_3)_2), सीसा एसीटेट (C_4H_6O_4Pb\cdot3H_2O) और सीसा ऑक्साइड (PbO) शामिल हैं।

उदाहरण के लिए लेड एसीटेट को लें। शोध से पता चला है कि साइनाइड लीचिंग से पहले लेड एसीटेट मिलाने से तांबे की लीचिंग को प्रभावी ढंग से रोका जा सकता है, सोने और चांदी की लीचिंग को बढ़ाया जा सकता है और तांबे की खपत को कम किया जा सकता है। सोडियम साइनाइड4.92% तांबे की मात्रा वाले एक निश्चित सोने के सांद्रण के लिए, जब 150 ग्राम/टन लेड एसीटेट को लीचिंग से पहले सीधे मिलाया जाता है, तो -0.037 मिमी कण आकार की पीसने की सूक्ष्मता की शर्तों के तहत 95%, लीचिंग का समय 48 घंटे, सोडियम साइनाइड की सांद्रता 0.5%, पीएच 12 और लुगदी की सांद्रता 40% होती है, लीचिंग अवशेषों में सोने का ग्रेड 1.20 ग्राम/टन तक कम किया जा सकता है, सोने की लीचिंग दर 97.55% तक पहुँच जाती है, चांदी की रिकवरी दर 60.28% होती है और सोडियम साइनाइड की खपत 14.37 किलोग्राम/टन होती है। यह स्पष्ट रूप से इस प्रक्रिया में लेड एसीटेट के सकारात्मक प्रभाव को दर्शाता है।

सीसे के लवणों का निरोधक तंत्र अघुलनशील यौगिकों के निर्माण से संबंधित हो सकता है। उदाहरण के लिए, सीसा अयस्क में सल्फर युक्त पदार्थों के साथ प्रतिक्रिया करके अघुलनशील सीसा सल्फाइड बना सकता है। यह प्रतिक्रिया सल्फर युक्त पदार्थों की मात्रा को कम करती है जो तांबे के खनिजों के साथ प्रतिक्रिया कर सकते हैं, जिससे तांबे के खनिजों के विघटन को रोका जा सकता है। इसके अलावा, सीसे के लवण तांबे के खनिजों के सतही गुणों को भी प्रभावित कर सकते हैं, जिससे साइनाइड घोल में उनकी प्रतिक्रियाशीलता कम हो जाती है।

चेलेटिंग एजेंट (जैसे, साइट्रिक एसिड)

साइट्रिक एसिड जैसे चेलेटिंग एजेंट भी साइनाइडेशन के दौरान कॉपर लीचिंग को रोकने में भूमिका निभा सकते हैं। साइट्रिक एसिड जैसे चेलेटिंग-टाइप लीचिंग-एड एजेंट एक अनूठी प्रणाली के माध्यम से काम करते हैं। साइट्रिक एसिड में कार्बोक्सिल और हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं, जो लुगदी में Cu^{2 +}, Zn^{2+}, Fe^{2+}, और Fe^{3+} जैसे हानिकारक आयनों के साथ मिलकर स्थिर चेलेट बना सकते हैं।

उदाहरण के लिए, साइट्रिक एसिड में कार्बोक्सिल समूह ऑक्सीजन परमाणुओं के एकाकी इलेक्ट्रॉनों के माध्यम से धातु आयनों के साथ समन्वय कर सकता है, जिससे एक वलय जैसी संरचना बनती है। इन धातु आयनों को चील करके, साइट्रिक एसिड साइनाइडेशन लीचिंग प्रक्रिया पर उनके नकारात्मक प्रभावों को समाप्त कर सकता है, जैसे कि घोल में ऑक्सीजन की उनकी खपत को कम करना। इसके अलावा, साइट्रिक एसिड कैल्शियम और मैग्नीशियम जैसे खनिजों जैसे गैंग खनिजों के विघटन को रोक सकता है। यह इन गैंग खनिजों की सतह के साथ बातचीत कर सकता है, उनके सतही आवेश और हाइड्रोफिलिक - हाइड्रोफोबिक गुणों को बदल सकता है, जिससे उन्हें साइनाइड घोल में घुलना अधिक कठिन हो जाता है। गैंग खनिजों का यह अवरोध लुगदी में "प्रभावी सक्रिय ऑक्सीजन" को भी बेहतर बना सकता है। जब गैंग खनिजों के घुलने की संभावना कम होती है, तो वे कम ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं, और सोने के साइनाइडेशन के लिए अधिक ऑक्सीजन उपलब्ध होती है, जो सोने के निक्षालन के लिए फायदेमंद है। सामान्यतः, साइट्रिक एसिड मिलाने से सोने के सायनाइडेशन के लिए अधिक अनुकूल रासायनिक वातावरण बनाने में मदद मिल सकती है, जिससे अन्य धातु आयनों का हस्तक्षेप कम हो सकता है और सोने के निष्कर्षण की दक्षता में सुधार हो सकता है।

अन्य (संक्षिप्त परिचय)

उपर्युक्त अभिकर्मकों के अलावा, साइनाइड आयनों की सांद्रता को नियंत्रित करना भी तांबे के विघटन को कम करने का एक प्रभावी तरीका हो सकता है। जब साइनाइड आयनों की सांद्रता को एक निश्चित सीमा के भीतर ठीक से नियंत्रित किया जाता है, तो साइनाइड के साथ तांबे के खनिजों की प्रतिक्रिया दर को कम किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, आसानी से घुलनशील तांबे के खनिजों की अपेक्षाकृत उच्च सामग्री वाले कुछ सोने के अयस्कों के लिए, मुक्त CN^ - आयनों की सांद्रता को अपेक्षाकृत कम स्तर (जैसे 0.05% - 0.10%) पर रखकर, तांबे के खनिजों की विघटन दर को काफी धीमा किया जा सकता है, जबकि सोने के खनिजों की विघटन दर अभी भी अपेक्षाकृत अधिक है, ताकि साइनाइड मुख्य रूप से सोने के खनिजों के विघटन पर कार्य करे।

एक अन्य विधि अमोनिया-साइनाइड प्रणाली का उपयोग करना है। अमोनिया-साइनाइड प्रणाली में, अमोनिया तांबे के आयनों के साथ परिसर बना सकता है, जो तांबे के निक्षालन को कुछ हद तक बाधित कर सकता है। हालांकि, अमोनिया की उच्च अस्थिरता के कारण, औद्योगिक उत्पादन प्रक्रिया में एक स्थिर सांद्रता बनाए रखना मुश्किल है, जो इसके बड़े पैमाने पर औद्योगिक अनुप्रयोग को सीमित करता है। हालाँकि इस विधि में तांबे के निक्षालन को कम करने का लाभ है, लेकिन व्यावहारिक संचालन और लागत-प्रभावशीलता में चुनौतियों को और अधिक संबोधित करने की आवश्यकता है।

अभिकर्मकों के प्रभाव को प्रभावित करने वाले कारक

तांबा युक्त स्वर्ण अयस्कों के सायनाइडीकरण के दौरान तांबे के निक्षालन को रोकने के लिए प्रयुक्त अभिकर्मकों की प्रभावशीलता कई कारकों से प्रभावित होती है, जिन्हें सायनाइडीकरण प्रक्रिया के अनुकूलन के लिए समझना महत्वपूर्ण है।

अयस्क गुण

1. तांबे के खनिजों के प्रकार

1. विभिन्न कॉपर खनिजों की साइनाइड घोल में अलग-अलग अभिक्रियाशीलता होती है। उदाहरण के लिए, कॉपर-कार्बोनेट खनिज जैसे मैलाकाइट (Cu_2(OH)_2CO_3) और अज़ूराइट (Cu_3(OH)_2(CO_3)_2) कुछ प्राथमिक सल्फाइड कॉपर खनिजों जैसे चाल्कोपीराइट (CuFeS_2) की तुलना में अपेक्षाकृत अधिक अभिक्रियाशील होते हैं। मैलाकाइट प्रतिक्रिया के अनुसार साइनाइड के साथ आसानी से प्रतिक्रिया करता है Cu_2(OH)_2CO_3+4NaCN + H_2O = 2Na[Cu(CN)_2]+Na_2CO_3 + 2NaOH। इस उच्च अभिक्रियाशीलता का अर्थ है कि कॉपर लीचिंग को रोकने के लिए अभिकर्मकों का उपयोग करते समय, ऐसे प्रतिक्रियाशील कॉपर खनिजों से भरपूर अयस्कों के लिए उच्च खुराक की आवश्यकता हो सकती है।

2. इसके विपरीत, चाल्कोपीराइट की संरचना अधिक जटिल होती है और साइनाइड के घोल में घुलने के लिए अधिक ऊर्जा और विशिष्ट प्रतिक्रिया स्थितियों की आवश्यकता होती है। हालाँकि, कुछ स्थितियों में, यह अभी भी महत्वपूर्ण साइनाइड खपत में योगदान दे सकता है। अयस्क में प्रमुख तांबा - खनिज प्रकार को समझना उचित अभिकर्मक और इसकी खुराक निर्धारित करने में पहला कदम है।

2. तांबे के खनिजों की सामग्री

1. अयस्क में ताम्र-खनिज सामग्री जितनी अधिक होगी, ताम्र निक्षालन की संभावना उतनी ही अधिक होगी और इसी के अनुरूप साइनाइड की खपत भी होगी। उदाहरण के लिए, 5% ताम्र सामग्री वाले स्वर्ण-युक्त अयस्क में, ताम्र-निक्षालन प्रतिक्रियाओं द्वारा खपत किए गए साइनाइड की मात्रा 1% ताम्र सामग्री वाले अयस्क की तुलना में बहुत अधिक होगी। परिणामस्वरूप, ताम्र निक्षालन को रोकने के लिए आवश्यक अभिकर्मक को आनुपातिक रूप से समायोजित किया जाना चाहिए। उच्च ताम्र सामग्री वाले अयस्क को ताम्र विघटन को प्रभावी रूप से दबाने के लिए बड़ी मात्रा में सीसा लवण या कीलेटिंग एजेंटों की आवश्यकता हो सकती है। अनुसंधान से पता चला है कि अयस्क में आसानी से घुलनशील ताम्र सामग्री में प्रत्येक 1% की वृद्धि के लिए, ताम्र-निक्षालन अवरोध के समान स्तर को बनाए रखने के लिए सीसा-लवण-आधारित अवरोधक की खपत को 10-20 ग्राम/टन तक बढ़ाने की आवश्यकता हो सकती है।

प्रक्रिया की शर्तें

1. साइनाइड सांद्रता

1. घोल में साइनाइड की सांद्रता तांबे के निक्षालन और अवरोधकों की प्रभावशीलता में दोहरी भूमिका निभाती है। जब साइनाइड की सांद्रता कम होती है, तो तांबे के निक्षालन की प्रतिक्रिया की दर कम हो जाती है। उदाहरण के लिए, यदि मुक्त साइनाइड सांद्रता (CN^ -) को 0.05% - 0.10% पर बनाए रखा जाता है, तो तांबे के खनिजों के विघटन की दर को काफी धीमा किया जा सकता है। हालाँकि, यदि साइनाइड की सांद्रता बहुत कम है, तो सोने की निक्षालन दर भी नकारात्मक रूप से प्रभावित हो सकती है।

2. सीसा लवण जैसे अभिकर्मकों का उपयोग करते समय, उनकी प्रभावशीलता के लिए इष्टतम साइनाइड सांद्रता भिन्न हो सकती है। कुछ मामलों में, यह सुनिश्चित करने के लिए कि सीसा-नमक अवरोधक अयस्क में सल्फर युक्त पदार्थों के साथ अघुलनशील यौगिक बना सकता है, तांबे के रिसाव को प्रभावी ढंग से बाधित करने के लिए थोड़ी अधिक साइनाइड सांद्रता (लगभग 0.15% - 0.20%) की आवश्यकता हो सकती है। लेकिन अगर साइनाइड सांद्रता बहुत अधिक है, तो यह अवरोधकों की उपस्थिति के बावजूद तांबे के खनिजों के विघटन को बढ़ावा दे सकता है।

2. पीएच मान

1. साइनाइड घोल का pH कॉपर लीचिंग और अवरोधकों की क्रिया दोनों के लिए महत्वपूर्ण है। सामान्य तौर पर, साइनाइडेशन प्रक्रिया क्षारीय माध्यम में की जाती है, आमतौर पर pH 10 - 11 की सीमा में होता है। इस pH सीमा पर, साइनाइड आयन की स्थिरता बनी रहती है, और साइनाइड का हाइड्रोलिसिस न्यूनतम होता है।

2. साइट्रिक एसिड जैसे कीलेटिंग एजेंट के लिए, घोल का pH उनकी कीलेटिंग क्षमता को प्रभावित करता है। साइट्रिक एसिड में कार्बोक्सिल और हाइड्रॉक्सिल समूह होते हैं जो धातु आयनों के साथ कीलेट करते हैं। क्षारीय माध्यम में, इन कार्यात्मक समूहों के पृथक्करण को बढ़ावा मिलता है, जिससे कॉपर आयनों के साथ उनकी कीलेटिंग क्षमता बढ़ जाती है। हालाँकि, यदि pH बहुत अधिक (12 से ऊपर) है, तो यह साइड-रिएक्शन का कारण बन सकता है जो कीलेटिंग एजेंट की प्रभावशीलता को कम कर सकता है। उदाहरण के लिए, अत्यधिक क्षारीय घोल में, कुछ धातु-कीलेट कॉम्प्लेक्स टूट सकते हैं, जिससे कीलेटेड कॉपर आयन वापस घोल में आ सकते हैं।

3. निक्षालन समय

1. निक्षालन समय तांबे के निक्षालन की डिग्री और अवरोधकों के प्रदर्शन को प्रभावित कर सकता है। जैसे-जैसे निक्षालन समय बढ़ता है, अगर प्रभावी रूप से निरोध न किया जाए तो अधिक तांबा घुल सकता है। उदाहरण के लिए, एक अल्पकालिक निक्षालन प्रक्रिया (12 घंटे से कम) में, निक्षालन किए गए तांबे की मात्रा अपेक्षाकृत कम हो सकती है, और अवरोधक तांबे के निक्षालन की दर को अधिक आसानी से नियंत्रित कर सकता है। लेकिन अगर निक्षालन समय 48 घंटे या उससे अधिक तक बढ़ा दिया जाता है, तो तांबे के निक्षालन प्रतिक्रियाओं का संचयी प्रभाव अधिक महत्वपूर्ण हो सकता है।

2. सीसा-नमक अवरोधकों के मामले में, लंबे समय तक निक्षालन के लिए अवरोधक की उच्च प्रारंभिक खुराक की आवश्यकता हो सकती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि समय के साथ, बनने वाले सीसा-युक्त अघुलनशील यौगिक धीरे-धीरे समाप्त हो सकते हैं या साइनाइड घोल में प्रतिक्रियाशील पदार्थों की निरंतर उपस्थिति के कारण उनकी प्रभावशीलता कम हो सकती है। इसलिए, कॉपर-लीचिंग अवरोध के लिए उपयोग किए जाने वाले अभिकर्मक की मात्रा और प्रकार का निर्धारण करते समय निक्षालन समय पर सावधानीपूर्वक विचार किया जाना चाहिए।

केस अध्ययन और व्यावहारिक अनुप्रयोग

मामला 1: दक्षिण अफ्रीका में एक सोने की खान में सीसा लवण का अनुप्रयोग

दक्षिण अफ्रीका में एक सोने की खदान में लगभग 3% तांबे की मात्रा वाले तांबे युक्त सोने के अयस्क का प्रसंस्करण किया जा रहा था। अवरोधक के रूप में सीसा लवण का उपयोग करने से पहले, साइनाइडेशन प्रक्रिया को कई चुनौतियों का सामना करना पड़ा। साइनाइड की खपत बहुत अधिक थी, जो अयस्क के 15 किलोग्राम/टन तक पहुंच गई थी, और सोने की निक्षालन दर केवल 80% के आसपास थी। अयस्क में उच्च तांबे की मात्रा के कारण साइनाइडेशन के दौरान तांबे का महत्वपूर्ण विघटन हुआ, जिसने न केवल बड़ी मात्रा में साइनाइड का उपभोग किया, बल्कि सोने की निक्षालन प्रक्रिया में भी बाधा उत्पन्न की।

अयस्क में 3 ग्राम/टन की मात्रा में लेड नाइट्रेट (Pb(NO_2)_200) मिलाने के बाद, उल्लेखनीय परिवर्तन देखे गए। साइनाइड की खपत घटकर 8 किलोग्राम/टन अयस्क रह गई, जो लगभग 47% की कमी थी। सोने की निक्षालन दर बढ़कर 90% हो गई। आर्थिक लाभ महत्वपूर्ण थे। साइनाइड की कीमत और प्राप्त अतिरिक्त सोने के मूल्य को ध्यान में रखते हुए, खदान ने संसाधित अयस्क के प्रति टन लगभग $50 की बचत की। पर्यावरणीय दृष्टिकोण से, साइनाइड की खपत में कमी का मतलब साइनाइड रिसाव और निपटान से जुड़ा कम पर्यावरणीय जोखिम था। साइनाइड युक्त अपशिष्ट की मात्रा भी कम हो गई, जो स्थानीय पारिस्थितिकी पर्यावरण के लिए फायदेमंद था।

केस 2: ऑस्ट्रेलिया में एक सोने की खान में चेलेटिंग एजेंट (साइट्रिक एसिड) का प्रयोग

ऑस्ट्रेलिया की एक सोने की खदान में अयस्क में तांबे के खनिजों की एक महत्वपूर्ण मात्रा थी, मुख्य रूप से चाल्कोपीराइट और कुछ कॉपर-कार्बोनेट खनिज। बिना किसी चीलेटिंग एजेंट का उपयोग किए प्रारंभिक साइनाइडेशन प्रक्रिया में सोने की निक्षालन दर 75% और तांबे की निक्षालन दर 30% थी। उच्च तांबे की निक्षालन दर के कारण साइनाइड की उच्च खपत हुई, लगभग 12 किलोग्राम/टन अयस्क।

जब साइट्रिक एसिड को 1 किलोग्राम/टन अयस्क की खुराक पर साइनाइडेशन प्रक्रिया में जोड़ा गया, तो स्थिति में सुधार हुआ। तांबे की लीचिंग दर 10% तक कम हो गई, और सोने की लीचिंग दर 85% तक बढ़ गई। साइनाइड की खपत घटकर 6 किलोग्राम/टन अयस्क रह गई। आर्थिक रूप से, साइट्रिक एसिड मिलाने की लागत साइनाइड की खपत में बचत और सोने की बढ़ी हुई रिकवरी की तुलना में अपेक्षाकृत कम थी। खदान ने अनुमान लगाया कि यह अपने वार्षिक लाभ में लगभग $300,000 की वृद्धि कर सकता है। पर्यावरण की दृष्टि से, तांबे की लीचिंग कम होने का मतलब था कम तांबा युक्त अपशिष्ट जल, जिसे उपचारित करना आसान था और आसपास के क्षेत्र में जल संसाधनों पर इसका कम प्रभाव पड़ता था।

केस 3: चीनी सोने की खान में एक नए अवरोधक (एमजेडवाई) का अनुप्रयोग

चीन में एक सोने की खदान में एक दुर्दम्य तांबा युक्त सोने के अयस्क का कारोबार चल रहा था। पारंपरिक साइनाइडेशन प्रक्रिया में सोने की लीचिंग दर केवल 70% थी और तांबे की लीचिंग दर अधिक थी, जिससे बड़ी मात्रा में साइनाइड की खपत हुई। एक निश्चित खुराक पर एक नया अवरोधक MZY जोड़ने के बाद, 18 किलोग्राम/टन चूना और 1.2 किलोग्राम/टन सोडियम साइनाइड के अतिरिक्त सहित अनुकूलित प्रक्रिया स्थितियों के साथ, सोने की लीचिंग दर 83% - 84% तक पहुँच गई, और तांबे की लीचिंग दर 4% - 5% तक कम हो गई।

इस नई प्रक्रिया ने न केवल सोने की निक्षालन दक्षता में सुधार किया, बल्कि साइनाइड की खपत में भी उल्लेखनीय कमी की। आर्थिक लाभ दो गुना थे: बढ़ी हुई सोने की वसूली ने उत्पादन में अधिक मूल्य जोड़ा, और कम साइनाइड खपत ने लागत बचाई। पर्यावरण संरक्षण के संदर्भ में, कम साइनाइड खपत और कम तांबा युक्त अपशिष्ट ने पर्यावरण के बोझ को कम किया, जिससे खनन कार्य अधिक टिकाऊ हो गया। ये केस स्टडीज़ स्पष्ट रूप से तांबे युक्त सोने के अयस्कों के साइनाइडेशन में तांबे के निक्षालन को रोकने के लिए अभिकर्मकों का उपयोग करने के व्यावहारिक मूल्य को प्रदर्शित करती हैं, आर्थिक लाभ और पर्यावरण संरक्षण दोनों के संदर्भ में।

निष्कर्ष

तांबे युक्त सोने के अयस्कों की सायनाइडेशन प्रक्रिया में, तांबे के निक्षालन से न केवल सायनाइड की अधिक खपत होती है, बल्कि सोने की निक्षालन दर और उसके बाद सोने की प्राप्ति की प्रक्रिया पर भी नकारात्मक प्रभाव पड़ता है। इसलिए, तांबे के निक्षालन को रोकने के लिए अभिकर्मकों का उपयोग बहुत महत्वपूर्ण है।

लेड नाइट्रेट, लेड एसीटेट और लेड ऑक्साइड जैसे लेड लवण अयस्क में सल्फर युक्त पदार्थों के साथ अघुलनशील यौगिक बनाकर या कॉपर खनिजों के सतही गुणों को बदलकर कॉपर लीचिंग को प्रभावी ढंग से रोक सकते हैं। साइट्रिक एसिड जैसे चेलेटिंग एजेंट कॉपर आयनों और अन्य हानिकारक धातु आयनों के साथ मिलकर सायनाइडेशन प्रक्रिया पर उनके नकारात्मक प्रभावों को कम कर सकते हैं। इसके अतिरिक्त, सायनाइड सांद्रता को नियंत्रित करना और अमोनिया-साइनाइड प्रणाली का उपयोग करना भी कुछ हद तक कॉपर के विघटन को कम करने में भूमिका निभा सकता है।

इन अभिकर्मकों की प्रभावशीलता विभिन्न कारकों से प्रभावित होती है। अयस्क के गुण, जिसमें तांबे के खनिजों का प्रकार और सामग्री शामिल है, अयस्क में तांबे की प्रतिक्रियाशीलता निर्धारित करते हैं और इस प्रकार आवश्यक अभिकर्मक की मात्रा को प्रभावित करते हैं। साइनाइड सांद्रता, पीएच मान और निक्षालन समय जैसी प्रक्रिया की स्थितियों का भी अभिकर्मकों के प्रदर्शन पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, एक उचित साइनाइड सांद्रता और पीएच मान साइनाइड घोल की स्थिरता और अभिकर्मक की प्रभावशीलता सुनिश्चित कर सकता है, जबकि निक्षालन समय तांबे - निक्षालन प्रतिक्रियाओं के संचयी प्रभाव को प्रभावित कर सकता है।

केस स्टडी के माध्यम से, हमने इन अभिकर्मकों के व्यावहारिक अनुप्रयोग मूल्य को देखा है। दक्षिण अफ्रीका में, सोने की खदान में लेड नाइट्रेट के उपयोग से साइनाइड की खपत कम हुई और सोने की लीचिंग दर में वृद्धि हुई, जिससे महत्वपूर्ण आर्थिक लाभ और पर्यावरणीय लाभ प्राप्त हुए। ऑस्ट्रेलिया में, सोने की खदान में साइट्रिक एसिड मिलाने से तांबे की लीचिंग और साइनाइड की खपत में प्रभावी रूप से कमी आई, जबकि सोने की लीचिंग दर में वृद्धि हुई, जो आर्थिक और पर्यावरणीय दोनों पहलुओं के लिए फायदेमंद था। एक चीनी सोने की खदान में, अनुकूलित प्रक्रिया स्थितियों के साथ-साथ एक नए अवरोधक MZY के उपयोग से सोने की लीचिंग दक्षता में सुधार हुआ और तांबे की लीचिंग दर में कमी आई, जिससे अच्छे आर्थिक और पर्यावरणीय परिणाम प्राप्त हुए।

सामान्य तौर पर, तांबे युक्त सोने के अयस्कों के सायनाइडेशन से निपटने के दौरान, अयस्क की विशेषताओं और प्रक्रिया की आवश्यकताओं पर व्यापक रूप से विचार करना और उपयुक्त अभिकर्मक और परिचालन स्थितियों का चयन करना आवश्यक है। भविष्य के शोध में अधिक कुशल और पर्यावरण के अनुकूल अभिकर्मकों की खोज पर ध्यान केंद्रित किया जा सकता है, साथ ही अधिक कुशल, किफायती और पर्यावरण की दृष्टि से टिकाऊ सोना-निष्कर्षण प्रक्रियाओं को प्राप्त करने के लिए अभिकर्मकों और प्रक्रिया मापदंडों के संयोजन को अनुकूलित किया जा सकता है।