सल्फाइड खनिज सतहों पर साइनाइड हटाने के तरीके और प्रक्रियाएँ

परिचय

अलौह धातु सल्फाइड अयस्कों के शोधन और गलाने की प्रक्रियाओं में, धातु पुनर्प्राप्ति दर बढ़ाने के लिए अक्सर साइनाइड का उपयोग किया जाता है। हालांकि, सल्फाइड अयस्कों की सतह पर बचा हुआ साइनाइड न केवल आगे की प्रक्रिया प्रवाह पर नकारात्मक प्रभाव डालता है, बल्कि गंभीर पर्यावरणीय समस्याएं भी पैदा करता है। इसलिए, सल्फाइड अयस्कों की सतह से साइनाइड को हटाने के लिए कुशल और पर्यावरण के अनुकूल विधियों का विकास अत्यंत महत्वपूर्ण है।

सल्फाइड खनिज सतहों पर साइनाइड अवशेषों की वर्तमान स्थिति और खतरे

वर्तमान स्थिति

सल्फाइड अयस्कों की पारंपरिक प्लवन प्रक्रिया में, साइनाइड का व्यापक रूप से अवरोधक के रूप में उपयोग किया जाता है। यह सल्फाइड अयस्कों में कुछ अवांछित खनिजों को चुनिंदा रूप से बाधित कर सकता है, इस प्रकार लक्ष्य खनिजों को गैंग खनिजों से अलग करने में मदद करता है। लेकिन प्लवन के बाद, सल्फाइड अयस्कों की सतह पर बड़ी मात्रा में साइनाइड सोख लिया जाएगा। प्रासंगिक शोध के अनुसार, कुछ सांद्रकों में, प्लवन के बाद सल्फाइड अयस्क सांद्रों की सतह पर साइनाइड की मात्रा कई सौ मिलीग्राम प्रति किलोग्राम तक हो सकती है।

खतरों

तकनीकी दृष्टिकोण से, बचा हुआ साइनाइड बाद की गलाने की प्रक्रिया में बाधा उत्पन्न करेगा। उदाहरण के लिए, कॉपर सल्फाइड अयस्कों के गलाने के दौरान, साइनाइड कॉपर के साथ कॉम्प्लेक्स बनाएगा, जिससे कॉपर की गलाने की क्षमता कम हो जाएगी और ऊर्जा की खपत बढ़ जाएगी। पर्यावरणीय दृष्टिकोण से, साइनाइड एक अत्यधिक जहरीला पदार्थ है। जब साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल को प्राकृतिक वातावरण में छोड़ा जाता है, तो यह जल निकायों और मिट्टी को प्रदूषित करेगा, जलीय जीवों और आसपास की वनस्पतियों को खतरे में डालेगा और यहां तक ​​कि खाद्य श्रृंखला के माध्यम से मानव स्वास्थ्य के लिए भी खतरा पैदा करेगा।

सल्फाइड खनिज सतहों पर साइनाइड हटाने के तरीके

ऑक्सीकरण विधि

1.रासायनिक ऑक्सीकरण विधि

• सिद्धांत: साइनाइड को कम विषैले या गैर-विषैले पदार्थों में ऑक्सीकृत करने के लिए प्रबल ऑक्सीकारकों का उपयोग करें। सामान्य ऑक्सीकारकों में हाइड्रोजन पेरोक्साइड (H2O2), सोडियम हाइपोक्लोराइट (NaClO) आदि शामिल हैं। हाइड्रोजन पेरोक्साइड को उदाहरण के रूप में लेते हुए, इसकी अभिक्रिया का समीकरण है: (2CN+5H2O2 = 2HCO3 + N2↑+4H2O)।

• क्रियाविधि : सबसे पहले, साइनाइड युक्त सल्फाइड अयस्क लुगदी को एक अभिक्रिया टैंक में रखें और लुगदी के pH मान को उपयुक्त सीमा में समायोजित करें (सामान्यतः, हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीकरण के लिए pH मान 9-11 के बीच होना बेहतर होता है)। फिर, हाइड्रोजन पेरोक्साइड विलयन को हिलाते हुए धीरे-धीरे डालें ताकि ऑक्सीकारक लुगदी के साथ पूर्णतः संपर्क में आकर अभिक्रिया करे। अभिक्रिया का समय आमतौर पर 1-3 घंटे तक होता है, और विशिष्ट समय लुगदी में साइनाइड की सांद्रता और अयस्क के गुणों पर निर्भर करता है।

• लाभ : प्रतिक्रिया की गति अपेक्षाकृत तेज है, और साइनाइड को हटाने का प्रभाव अच्छा है, जिससे साइनाइड की सांद्रता को अपेक्षाकृत कम स्तर तक कम किया जा सकता है।

• नुकसान : हाइड्रोजन पेरोक्साइड जैसे ऑक्सीकारक अपेक्षाकृत महंगे होते हैं, और अत्यधिक ऑक्सीकारक बाद की लाभकारीकरण या गलाने की प्रक्रियाओं पर प्रभाव डाल सकते हैं।

अवशोषण विधि

1.सक्रिय कार्बन अवशोषण विधि

• सिद्धांत : सक्रिय कार्बन का विशिष्ट सतही क्षेत्रफल बहुत अधिक होता है और इसमें समृद्ध छिद्र संरचनाएं होती हैं, जो भौतिक और रासायनिक अधिशोषण के माध्यम से अपनी सतह पर साइनाइड को सोख सकती हैं।

• प्रक्रिया : साइनाइड युक्त सल्फाइड अयस्क लुगदी में सक्रिय कार्बन मिलाएं और अच्छी तरह से हिलाएं ताकि सक्रिय कार्बन लुगदी में मौजूद साइनाइड के साथ पूरी तरह से संपर्क में आ जाए। अधिशोषण का समय आमतौर पर 30 मिनट से 2 घंटे तक होता है। अधिशोषण के बाद, छानने या अन्य विधियों द्वारा सक्रिय कार्बन को लुगदी से अलग करें।

• लाभ : इसका संचालन सरल है और यह कम सांद्रता वाले साइनाइड पर अच्छा अधिशोषण प्रभाव दिखाता है। सक्रिय कार्बन को पुनर्जीवित और पुनः उपयोग किया जा सकता है।

• कमियां : उच्च सांद्रता वाले साइनाइड के लिए, सोखने की क्षमता सीमित होती है, और सोखे गए सक्रिय कार्बन का अनुचित उपचार द्वितीयक प्रदूषण का कारण बनेगा।

2.आयन - एक्सचेंज रेजिन सोखना विधि

• सिद्धांत : आयन-विनिमय रेजिन में विशिष्ट कार्यात्मक समूह होते हैं जो साइनाइड में मौजूद आयनों के साथ आदान-प्रदान कर सकते हैं, जिससे साइनाइड रेजिन पर अधिशोषित हो जाता है।

• संचालन प्रक्रिया : आयन-विनिमय रेज़िन को एक विनिमय स्तंभ में डालें और साइनाइड युक्त सल्फाइड अयस्क लुगदी को इस स्तंभ से गुजारें। लुगदी के प्रवाह की दर को नियंत्रित करें ताकि साइनाइड रेज़िन के साथ पूरी तरह से विनिमय हो जाए। जब ​​रेज़िन अधिशोषण से संतृप्त हो जाए, तो एक विशिष्ट इल्यूएंट का उपयोग करके रेज़िन को शुद्ध करें और पुनर्जीवित करें।

• लाभ : इसमें साइनाइड के लिए उच्च अधिशोषण चयनात्मकता है और यह निरंतर संचालन प्राप्त कर सकता है।

• कमियां : रेजिन की लागत अधिक होती है, इल्यूशन प्रक्रिया अपेक्षाकृत जटिल होती है, और साइनाइड युक्त इल्यूशन अपशिष्ट तरल उत्पन्न हो सकता है।

अन्य तरीके

1.एसिड - बेस न्यूट्रलाइजेशन विधि

• सिद्धांत : कुछ निश्चित परिस्थितियों में, साइनाइड अम्लीय या क्षारीय वातावरण में जल अपघटन अभिक्रिया करके कम विषैले या गैर-विषैले पदार्थ उत्पन्न करता है। उदाहरण के लिए, अम्लीय परिस्थिति में, साइनाइड हाइड्रोजन आयनों के साथ अभिक्रिया करके हाइड्रोसायनिक अम्ल (HCN) बनाता है, जिसे वाष्पीकरण द्वारा हटाया जा सकता है; क्षारीय परिस्थिति में, साइनाइड अपघटन द्वारा साइनेट और अन्य पदार्थ बनाता है।

• प्रक्रिया : यदि अम्लीय जल अपघटन अपनाया जाता है, तो साइनाइड युक्त सल्फाइड अयस्क लुगदी में तनु सल्फ्यूरिक अम्ल जैसे अम्लीय विलयन धीरे-धीरे मिलाएं, पीएच मान को 2-4 तक समायोजित करें और फिर उत्पन्न हाइड्रोसायनिक अम्ल को वाष्पीकृत करने के लिए वायु संचारित करें। यदि क्षारीय जल अपघटन अपनाया जाता है, तो सोडियम हाइड्रॉक्साइड जैसे क्षारीय पदार्थ मिलाएं, पीएच मान को 10-12 तक समायोजित करें और एक निश्चित अवधि (सामान्यतः 2-4 घंटे) तक अभिक्रिया होने दें।

• फायदे : इसकी लागत अपेक्षाकृत कम है और इसका संचालन अपेक्षाकृत सरल है।

• कमियां : अम्लीय जल अपघटन के दौरान उत्पन्न होने वाला हाइड्रोसायनिक अम्ल अत्यधिक विषैला होता है और इसके लिए सख्त सुरक्षा उपायों की आवश्यकता होती है; क्षारीय जल अपघटन की प्रतिक्रिया की गति धीमी होती है, और उपचार के बाद भी थोड़ी मात्रा में साइनाइड अवशेष रह सकता है।

सल्फाइड खनिज सतहों पर साइनाइड हटाने के लिए प्रक्रिया प्रवाह डिजाइन

पूर्व उपचार चरण

1. पल्प समायोजन : फ्लोटेशन के बाद सल्फाइड अयस्क पल्प की सांद्रता को समायोजित करें। सामान्यतः, आगे की प्रक्रिया के लिए पल्प की सांद्रता 20% से 40% के बीच नियंत्रित की जाती है। साथ ही, पल्प में प्रारंभिक साइनाइड सांद्रता का पता लगाएं ताकि आगे की प्रक्रिया के मापदंडों को निर्धारित करने के लिए आधार मिल सके।

2. अशुद्धियों को हटाना : लुगदी में मौजूद बड़े कणों वाली अशुद्धियों और कुछ निलंबित ठोस पदार्थों को छानने, अवसादन आदि द्वारा हटा दें, ताकि वे बाद की उपचार प्रक्रियाओं में बाधा न डालें।

निष्कासन चरण

1. विधि का चयन : लुगदी में साइनाइड की सांद्रता, अयस्क के गुणधर्म, उपचार लागत और पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं जैसे कारकों के आधार पर उपयुक्त निष्कासन विधि का चयन करें। उदाहरण के लिए, उच्च सांद्रता वाले साइनाइड और उन मामलों में जहां लागत कोई चिंता का विषय नहीं है, रासायनिक ऑक्सीकरण विधि को प्राथमिकता दी जा सकती है; कम सांद्रता वाले साइनाइड और पर्यावरण के प्रति जागरूक स्थितियों में, जैविक ऑक्सीकरण विधि या अधिशोषण विधि अधिक उपयुक्त हो सकती है।

2. प्रक्रिया पैरामीटर नियंत्रण : रासायनिक ऑक्सीकरण विधि में हाइड्रोजन पेरोक्साइड ऑक्सीकरण को एक उदाहरण के रूप में लेते हुए, कुशल प्रतिक्रिया सुनिश्चित करने के लिए मिलाए गए हाइड्रोजन पेरोक्साइड की मात्रा (आमतौर पर साइनाइड सांद्रता और प्रतिक्रिया समीकरण के अनुसार गणना की जाती है), प्रतिक्रिया तापमान (आमतौर पर 20 - 30℃), पीएच मान (9 - 11), और सरगर्मी गति (100 - 300 चक्कर प्रति मिनट) और अन्य मापदंडों को सख्ती से नियंत्रित करें।

उपचार के बाद की अवस्था

1. ठोस-द्रव पृथक्करण : साइनाइड को छानने, अपकेंद्रीकरण आदि द्वारा हटाने के बाद लुगदी को अलग करें ताकि शुद्ध सल्फाइड अयस्क सांद्रण और थोड़ी मात्रा में साइनाइड युक्त अपशिष्ट जल प्राप्त हो सके।

2. अपशिष्ट जल उपचार : राष्ट्रीय निर्वहन मानकों को पूरा करने के लिए पृथक किए गए अपशिष्ट जल का आगे उपचार करें। सुरक्षित निर्वहन सुनिश्चित करने के लिए अपशिष्ट जल में मौजूद साइनाइड को गहराई से हटाने के लिए द्वितीयक ऑक्सीकरण, अधिशोषण और अन्य विधियों का उपयोग किया जा सकता है।

निष्कर्ष

सल्फाइड अयस्कों की सतह पर साइनाइड को हटाने के लिए विभिन्न तरीके हैं, और प्रत्येक विधि के अपने फायदे और नुकसान हैं। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, उपयुक्त तरीकों और प्रक्रिया प्रवाह का चयन करने के लिए अयस्क के गुणों, साइनाइड सांद्रता, उपचार लागत और पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं जैसे कारकों पर व्यापक रूप से विचार करना आवश्यक है। तेजी से सख्त पर्यावरण संरक्षण आवश्यकताओं और प्रौद्योगिकी की निरंतर प्रगति के साथ, सल्फाइड अयस्कों की सतह पर साइनाइड को हटाने के लिए अधिक कुशल, पर्यावरण के अनुकूल और कम लागत वाली तकनीकों का विकास भविष्य में प्रमुख अनुसंधान दिशा होगी। निरंतर प्रक्रिया अनुकूलन के माध्यम से, सल्फाइड अयस्कों के लाभकारी और गलाने की प्रक्रियाओं में साइनाइड के शून्य-निर्वहन को प्राप्त करने और अलौह धातु उद्योग के सतत विकास को बढ़ावा देने की उम्मीद है।