सोने के साइनाइडेशन प्रक्रिया पर सीसा लवण के सक्रियण और निष्क्रियता प्रभाव

परिचय

सोने के अयस्कों से सोना निकालने के लिए खनन उद्योग में गोल्ड साइनाइडेशन एक व्यापक रूप से प्रयुक्त प्रक्रिया है। कुछ रसायनों के मिश्रण से इस प्रक्रिया की दक्षता पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ सकता है। इन योजकों में, लेड लवणों ने गोल्ड साइनाइडेशन अभिक्रिया पर सक्रियण और निष्क्रियण दोनों प्रकार के जटिल प्रभाव दिखाए हैं । इन प्रभावों को समझना सोने के निष्कर्षण प्रक्रियाओं को अनुकूलित करने, लागत कम करने और पर्यावरणीय प्रभावों को न्यूनतम करने के लिए अत्यंत महत्वपूर्ण है ।

स्वर्ण सायनाइडेशन प्रक्रिया की मूल बातें

सोने का साइनाइडीकरण, जिसे मैकआर्थर-फॉरेस्ट प्रक्रिया के नाम से भी जाना जाता है, ऑक्सीजन की उपस्थिति में साइनाइड आयनों के साथ सोने की अभिक्रिया पर आधारित है। यह रासायनिक अभिक्रिया सोने को अयस्क मैट्रिक्स से विलयन में घुलने में सक्षम बनाती है, जिससे बाद में इसकी पुनर्प्राप्ति संभव हो पाती है। हालांकि, अयस्क में मौजूद विभिन्न अशुद्धियाँ और अभिक्रिया की परिस्थितियाँ इस बात को प्रभावित कर सकती हैं कि सोना कितनी जल्दी और कितनी पूरी तरह घुलता है।

सीसा लवण के सक्रियण प्रभाव

सक्रियण की प्रणाली

विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं में उत्प्रेरक की भूमिका

सीसे के लवण सोने के सायनाइडेशन प्रक्रिया में उत्प्रेरक के रूप में कार्य कर सकते हैं। कम ओवरपोटेंशियल क्षेत्र (- 0.35 V बनाम Ag/AgCl) में, सीसे के लवण को जोड़ने से साइनाइड के घोल में सोने की लीचिंग प्रक्रिया में तेजी देखी गई है। चक्रीय वोल्टामेट्री (CV) प्रयोगों से संकेत मिलता है कि सीसा सोने की सतह पर होने वाली विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं में भाग लेता है। सायनाइडेशन की स्थिति में, सोना सीसे के साथ मिश्रधातु बनाता है। ये मिश्रधातु सोने की सतह पर छोटे विद्युत रासायनिक सेल बनाती हैं, जहाँ ऑक्सीकरण और कमी की प्रतिक्रियाएँ एक साथ होती हैं। सोने-मिश्रधातु के इंटरफेस पर ऑक्सीकरण प्रतिक्रिया सोने के टूटने को बढ़ावा देती है, जबकि कमी प्रतिक्रिया में घोल में ऑक्सीजन या अन्य ऑक्सीकरण पदार्थ शामिल होते हैं। यह विद्युत रासायनिक क्रिया सोने के विघटन की समग्र दर को काफी हद तक तेज कर देती है।

अशुद्धता प्रतिक्रियाओं का निषेध

तांबे और अन्य अशुद्धियों वाले अयस्कों में, सीसे के लवण लाभकारी भूमिका निभाते हैं। अयस्क में मौजूद तांबे के खनिज साइनाइड और ऑक्सीजन का उपभोग कर सकते हैं, जो सोने-साइनाइडेशन प्रतिक्रिया के साथ प्रतिस्पर्धा करते हैं। सीसे के लवण तांबे के आयनों या तांबे वाले खनिजों के साथ परस्पर क्रिया करते हैं, जिससे अघुलनशील यौगिक बनते हैं जो तांबे के खनिजों को घुलने से रोकते हैं। इससे तांबे द्वारा खपत किए जाने वाले साइनाइड की मात्रा कम हो जाती है, जिससे सोने-साइनाइडेशन प्रतिक्रिया के लिए अधिक साइनाइड उपलब्ध हो जाता है और इस प्रकार सोने की निक्षालन दर बढ़ जाती है। उच्च-तांबा सोना-असर वाले अयस्कों में, सीसे के लवण को जोड़ने से साइनाइड घोल में घुले तांबे की मात्रा कम हो जाती है, जिससे सोने के घुलने के लिए अनुकूल अनुपात बना रहता है।

सक्रियण के प्रायोगिक साक्ष्य

प्रयोगशाला और औद्योगिक दोनों अध्ययनों ने सीसा लवणों के सक्रियण प्रभाव की पुष्टि की है । 0.25% गैलेना युक्त स्वर्ण अयस्क पर किए गए एक अध्ययन में, सीसा लवण मिलाने से स्वर्ण लीचिंग दर में उल्लेखनीय सुधार हुआ। औद्योगिक अभ्यास भी इन निष्कर्षों का समर्थन करते हैं। कुछ स्वर्ण खानों में, विशिष्ट प्रकार के अयस्कों के प्रसंस्करण के दौरान, सीसा लवण की सही मात्रा मिलाने से सोडियम साइनाइड की खपत 12 किलोग्राम/टन से घटकर 5 किलोग्राम/टन तक कम हो गई और स्वर्ण पुनर्प्राप्ति दर 98% से अधिक हो गई।

सीसा लवण के निष्क्रियण प्रभाव

निष्क्रियण की शर्तें

सिलिकेट और कुछ सीसा युक्त खनिजों की उपस्थिति

कुछ परिस्थितियों में, खास तौर पर सिलिकेट और खास सीसा युक्त खनिजों की मौजूदगी में, सीसा मिलाने से सोने का ऑक्सीकरण धीमा हो सकता है। - 0.35 V (बनाम Ag/AgCl) की क्षमता पर, सोने के घुलने की दर कम हो जाती है। सटीक कारण जटिल है, लेकिन इसमें सतह की फिल्मों का निर्माण या सोने की सतह के साथ सीसे के पदार्थों की परस्पर क्रिया शामिल हो सकती है, जो साइनाइड आयनों और ऑक्सीजन को सोने तक पहुँचने से रोकती है। उदाहरण के लिए, कुछ सीसा युक्त खनिज साइनाइड घोल के साथ प्रतिक्रिया करके ऐसे यौगिक बनाते हैं जो सोने की सतह को ढक देते हैं, जिससे साइनाइडेशन प्रतिक्रिया की सामान्य प्रगति में बाधा उत्पन्न होती है।

उच्च - सल्फर अयस्क

उच्च-सल्फर अयस्कों में, सीसा मिलाना लाभकारी नहीं हो सकता है और इससे निष्क्रियता भी हो सकती है। जब अयस्क में सल्फर की मात्रा अधिक होती है, तो साइनाइडेशन प्रक्रिया के दौरान सल्फाइड खनिजों को मौलिक सल्फर में ऑक्सीकृत किया जाता है। यह मौलिक सल्फर सोने की सतह पर एक परत बनाता है जो इसे साइनाइड-ऑक्सीजन घोल के साथ प्रतिक्रिया करने से रोकता है। सीसा सल्फाइड खनिजों के सल्फर में ऑक्सीकरण को बढ़ावा दे सकता है, जिससे सोने की साइनाइडेशन प्रतिक्रिया बाधित होती है और सोने के विघटन दर में महत्वपूर्ण गिरावट आती है।

निष्क्रियता के विश्लेषणात्मक साक्ष्य

एक्स-रे फोटोइलेक्ट्रॉन स्पेक्ट्रोस्कोपी (एक्सपीएस) विश्लेषण निष्क्रियता प्रभावों का सबूत प्रदान करता है। सीसा के साथ उच्च-सल्फर अयस्क साइनाइडेशन प्रक्रियाओं से नमूनों में, एक्सपीएस स्पेक्ट्रा सोने की सतह पर सल्फर युक्त पदार्थों की उपस्थिति दिखाते हैं, जो निष्क्रिय सल्फर परत के गठन का संकेत देते हैं। इलेक्ट्रोकेमिकल परीक्षण भी पुष्टि करते हैं कि सिलिकेट और सीसा युक्त खनिजों की उपस्थिति में सोने के ऑक्सीकरण की दर कम हो जाती है।

सक्रियण और निष्क्रियण के बीच संतुलन को प्रभावित करने वाले कारक

सीसा लवण की सांद्रता

साइनाइडेशन सिस्टम में जोड़े जाने वाले लेड साल्ट की मात्रा बहुत महत्वपूर्ण है। कम सांद्रता में, लेड साल्ट का आमतौर पर सक्रिय करने वाला प्रभाव होता है, जो सोने के विघटन को बढ़ावा देता है। लेकिन अगर सांद्रता बहुत अधिक है, तो यह अत्यधिक प्रतिक्रिया उत्पादों के निर्माण की ओर ले जा सकता है जो निष्क्रियता का कारण बनते हैं। उदाहरण के लिए, लेड आयनों की अत्यधिक उच्च सांद्रता के परिणामस्वरूप लेड-साइनाइड कॉम्प्लेक्स का अवक्षेपण हो सकता है जो सोने की सतह को कोट करता है और साइनाइडेशन प्रतिक्रिया को रोकता है।

अयस्क संरचना

अयस्क की संरचना, जिसमें सल्फाइड खनिजों, सिलिकेट्स और अन्य अशुद्धियों के प्रकार और मात्रा शामिल हैं, यह निर्धारित करती है कि सीसा लवण सक्रियक या निष्क्रियक के रूप में कार्य करते हैं या नहीं। उच्च-सल्फर अयस्कों में पाइराइट जैसे कुछ सल्फाइड खनिजों की उच्च सामग्री वाले अयस्कों में सीसा मिलाने पर निष्क्रियता का अनुभव होने की अधिक संभावना होती है। इसके विपरीत, तांबे के खनिजों की महत्वपूर्ण मात्रा वाले अयस्कों को सीसा लवण के सक्रियण प्रभाव से लाभ हो सकता है।

प्रतिक्रिया की शर्तें

तापमान, pH, तथा घोल में ऑक्सीजन और सायनाइड की सांद्रता जैसी प्रतिक्रिया की स्थितियाँ भी लेड लवण के सक्रियण और निष्क्रियण प्रभावों को प्रभावित करती हैं। उच्च तापमान लेड से संबंधित लाभकारी और हानिकारक दोनों प्रतिक्रियाओं को तेज कर सकता है। घोल का pH इस बात को प्रभावित करता है कि लेड और अन्य धातु आयन कैसे मौजूद हैं, जो सोने और अन्य खनिजों के साथ उनकी अंतःक्रिया को प्रभावित करता है। सोने-साइनाइडेशन प्रतिक्रिया को सामान्य रूप से आगे बढ़ाने के लिए पर्याप्त ऑक्सीजन सांद्रता आवश्यक है, और लेड लवण स्थितियों के आधार पर ऑक्सीजन के साथ अलग-अलग तरीकों से अंतःक्रिया कर सकते हैं, या तो प्रतिक्रिया को बढ़ा सकते हैं या बाधित कर सकते हैं।

निष्कर्ष

सीसे के लवणों का सोने के साइनाइडेशन प्रक्रिया पर सक्रियण और निष्क्रियण दोनों प्रभाव होता है। सक्रियण प्रभाव, जैसे कि विद्युत रासायनिक प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करना और अशुद्धता हस्तक्षेप को कम करना, सोने के निष्कर्षण दक्षता में काफी सुधार कर सकते हैं। हालाँकि, कुछ स्थितियों में, जैसे कि सिलिकेट, विशिष्ट सीसा युक्त खनिजों या उच्च सल्फर अयस्कों की उपस्थिति में, सीसे के लवण सोने के ऑक्सीकरण को धीमा करके या सोने की सतह पर अवरोधी परतें बनाकर निष्क्रियण का कारण बन सकते हैं। सोने के साइनाइडेशन में सीसे के लवणों का सफलतापूर्वक उपयोग करने के लिए सीसे के लवण की सांद्रता, अयस्क संरचना और प्रतिक्रिया स्थितियों सहित इन प्रभावों को प्रभावित करने वाले कारकों को समझना आवश्यक है। इन कारकों को सावधानीपूर्वक नियंत्रित करके, खनन उद्योग सोने के निष्कर्षण को अनुकूलित कर सकता है, अभिकर्मक की खपत को कम कर सकता है, लाभप्रदता बढ़ा सकता है और पर्यावरणीय प्रभावों को कम कर सकता है। भविष्य के शोध विभिन्न अयस्क प्रसंस्करण स्थितियों में सीसे के लवण के व्यवहार की भविष्यवाणी करने और निष्क्रियण प्रभावों का मुकाबला करने के नए तरीके खोजने के लिए अधिक सटीक मॉडल बनाने पर ध्यान केंद्रित कर सकते हैं।