सोन्याच्या शेपट्यांमधून सोडियम सायनाइड काढून टाकण्याच्या प्रक्रिया कोणत्या आहेत?

परिचय

सोन्याच्या खाण उद्योगात, खनिजांमधून सोने विरघळवण्याच्या प्रभावीतेमुळे निष्कर्षण प्रक्रियेत सायनाइडचा मोठ्या प्रमाणावर वापर केला जातो. तथापि, खाणकामातील टाकाऊ पदार्थांमध्ये (टेलिंग्जमध्ये) सायनाइडच्या उपस्थितीमुळे पर्यावरणाला आणि सुरक्षेला मोठे धोके निर्माण होतात. परिणामी, कार्यक्षम सायनाइड निष्कासन प्रक्रियांचा विकास आणि अंमलबजावणी अत्यंत महत्त्वाची आहे. हा लेख सोन्याच्या टाकाऊ पदार्थांवर प्रक्रिया करण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या विविध सायनाइड निष्कासन प्रक्रियांचा आढावा घेतो , ज्याचा उद्देश उपलब्ध तंत्रांची सर्वसमावेशक माहिती देणे आहे.

अल्कधर्मी क्लोरिनेशन पद्धत

तत्त्व

सायनाइड काढण्यासाठी वापरल्या जाणाऱ्या सर्वात सामान्य प्रक्रियांपैकी एक म्हणजे अल्कलाइन क्लोरीनेशन पद्धत. या पद्धतीत, अल्कलाइन परिस्थितीत टेलिंग्ज स्लरीमध्ये क्लोरीन-आधारित ऑक्सिडायझर्स टाकले जातात. क्लोरीन सायनाइड आयन (CN-) सोबत अभिक्रिया करून कमी विषारी उत्पादने तयार करतो. ही अभिक्रिया दोन मुख्य टप्प्यांमध्ये होते. पहिल्या टप्प्यात, सायनाइडचे ऑक्सिडेशन होऊन सायनेट (CNO-) तयार होते, आणि दुसऱ्या टप्प्यात, सायनेटचे पुढे विघटन होऊन नायट्रोजन वायू, कार्बन डायऑक्साइड आणि इतर निरुपद्रवी पदार्थ तयार होतात.

फायदे

• उच्च कार्यक्षमता : हे सोन्याच्या टाकाऊ पदार्थांमधील सायनाइडचे उच्च प्रमाण प्रभावीपणे कमी करून नियामक विसर्जन मर्यादांची पूर्तता करू शकते.

• व्यापकपणे लागू : विविध सायनाइड सांद्रता आणि रचना असलेल्या विविध प्रकारच्या टेलिंग्जसाठी उपयुक्त.

• सुस्थापित तंत्रज्ञान : प्रक्रिया चांगल्या प्रकारे समजलेली आहे आणि तिच्या उपयोजनाचा व्यापक औद्योगिक अनुभव आहे.

तोटे

• क्षरणकारी अभिकर्मक : क्लोरीन-आधारित ऑक्सिडायझर उपकरणांसाठी क्षरणकारी असू शकतात, ज्यामुळे देखभालीचा खर्च वाढतो आणि उपकरणांचे आयुष्यमान कमी होते.

• विषारी उप-उत्पादने : अभिक्रियेदरम्यान, जर प्रक्रिया योग्यरित्या नियंत्रित केली नाही तर क्लोरीन वायू सारखी विषारी उप-उत्पादने तयार होण्याचा धोका असतो.

• उच्च रासायनिक वापर : क्लोरीन-आधारित ऑक्सिडायझर्सची तुलनेने जास्त प्रमाणात आवश्यकता असते, ज्यामुळे परिचालन खर्च वाढू शकतो.

केस स्टडी

एका सोन्याच्या खाणीत सायनाइडयुक्त शेपटीवर प्रक्रिया करण्यासाठी अल्कलाइन क्लोरिनेशन पद्धत वापरली गेली. शेपटीच्या स्लरीचा pH सुमारे 10-11 वर काळजीपूर्वक नियंत्रित करून आणि योग्य प्रमाणात ब्लीचिंग पावडर (एक सामान्य क्लोरीन-आधारित ऑक्सिडंट) घालून, शेपटीत एकूण सायनाइडचे प्रमाण उपचारानंतर 200 mg/L च्या सुरुवातीच्या एकाग्रतेवरून 0.1 mg/L पेक्षा कमी केले गेले. उपचारित शेपटीने स्थानिक पर्यावरणीय डिस्चार्ज मानकांची पूर्तता केली.

INCO प्रक्रिया (सल्फर डायऑक्साइड - हवा प्रक्रिया)

तत्त्व

INCO प्रक्रिया, ज्याला सल्फर डायऑक्साइड - हवा प्रक्रिया म्हणूनही ओळखले जाते, ही सायनाइड काढून टाकण्याची आणखी एक महत्त्वाची तंत्रज्ञान आहे. या प्रक्रियेत, तांबे उत्प्रेरकाच्या उपस्थितीत सल्फर डायऑक्साइड आणि हवा टेलिंग स्लरीमध्ये टाकली जाते. सल्फर डायऑक्साइडचे सल्फेटमध्ये ऑक्सिडीकरण होते आणि हवेतील ऑक्सिजन सायनाइडच्या ऑक्सिडेशनमध्ये मदत करतो. तांबे उत्प्रेरक अभिक्रिया दर वाढवतो, सायनाइडचे कार्बन डायऑक्साइड, नायट्रोजन आणि इतर पदार्थांमध्ये रूपांतर करतो.

फायदे

• कमी रासायनिक वापर : इतर काही पद्धतींच्या तुलनेत, यात कमी रासायनिक घटकांची आवश्यकता असते कारण यात ऑक्सिडायझरचा स्रोत म्हणून हवेचा वापर केला जातो.

• कमी विषारी उप-उत्पादने : अल्कलाइन क्लोरीनेशनच्या तुलनेत कमी विषारी उप-उत्पादने निर्माण होतात, ज्यामुळे हा अधिक पर्यावरणपूरक पर्याय ठरतो.

• किफायतशीर : सल्फर डायऑक्साइड आणि हवेची किंमत तुलनेने कमी असल्यामुळे मोठ्या प्रमाणावरील कार्यांसाठी हे किफायतशीर ठरू शकते.

तोटे

• उत्प्रेरकाची आवश्यकता : तांब्याच्या उत्प्रेरकाच्या गरजेमुळे प्रक्रियेत गुंतागुंत वाढते. उत्प्रेरकाची काळजीपूर्वक देखभाल आणि देखरेख करणे आवश्यक असते, आणि त्याचे नुकसान किंवा निष्क्रियता प्रक्रियेच्या कार्यक्षमतेवर परिणाम करू शकते.

• pH संवेदनशीलता : ही प्रक्रिया टेलिंग्ज स्लरीच्या pH साठी संवेदनशील आहे. सायनाइड कार्यक्षमतेने काढून टाकण्यासाठी, इष्टतम pH परिस्थिती राखणे आवश्यक आहे, जी सामान्यतः 8 ते 9 च्या दरम्यान असते.

• मंद अभिक्रिया दर : इतर काही ऑक्सिडेशन प्रक्रियांच्या तुलनेत अभिक्रिया दर तुलनेने मंद असतो, ज्यासाठी मोठी अभिक्रिया पात्रे आणि जास्त कालावधीची आवश्यकता असू शकते.

केस स्टडी

मोठ्या प्रमाणात सोन्याच्या खाणकामात INCO प्रक्रिया राबवण्यात आली. सल्फर डायऑक्साइड आणि हवा यांचा परिचय करून देण्यासाठी एक समर्पित प्रतिक्रिया प्रणाली स्थापित करून आणि तांबे उत्प्रेरक डोस काळजीपूर्वक नियंत्रित करून, ते त्यांच्या शेपटीत सायनाइडचे प्रमाण 150 mg/L वरून 50 mg/L पेक्षा कमी करू शकले. यामुळे शेपटीच्या विल्हेवाटीसाठी उद्योगाने स्वीकारलेल्या कमकुवत-अ‍ॅसिड विघटनशील (WAD) सायनाइड पातळीच्या आवश्यकता पूर्ण झाल्या.

जैविक उपचार पद्धती

तत्त्व

सायनाइड असलेल्या सोन्याच्या शेपटीच्या जैविक उपचारांमध्ये बॅक्टेरिया आणि बुरशीसारख्या सूक्ष्मजीवांचा वापर केला जातो. हे सूक्ष्मजीव नायट्रोजन किंवा कार्बनचा स्रोत म्हणून सायनाइडचे चयापचय करू शकतात. उदाहरणार्थ, काही जीवाणू एंजाइमॅटिक प्रतिक्रियांद्वारे सायनाइडचे अमोनियामध्ये रूपांतर करू शकतात. ही एकंदर प्रक्रिया जैवरासायनिक अभिक्रियांची एक जटिल मालिका आहे जिथे सूक्ष्मजीव योग्य तापमान, पीएच आणि पोषक तत्वांची उपलब्धता यासारख्या विशिष्ट पर्यावरणीय परिस्थितीत सायनाइड रेणूचे विघटन करतात.

फायदे

• पर्यावरणपूरक : जैविक उपचार हा एक अधिक टिकाऊ पर्याय आहे, कारण त्यामुळे पर्यावरणात अतिरिक्त हानिकारक रसायने सोडली जात नाहीत.

• कमी खर्च : एकदा सूक्ष्मजीवांचे संवर्धन स्थापित झाले की, संचालन खर्च तुलनेने कमी असू शकतो, कारण सूक्ष्मजीव स्वतःची प्रतिकृती तयार करू शकतात आणि नैसर्गिक पोषक तत्वांचा वापर करू शकतात.

• निवडक प्रक्रिया : काही सूक्ष्मजीव निवडकपणे सायनाइडला लक्ष्य करू शकतात, ज्यामुळे टाकाऊ पदार्थांमधील इतर मौल्यवान खनिजे अबाधित राहतात.

तोटे

• मंद प्रक्रिया : रासायनिक ऑक्सिडेशन पद्धतींच्या तुलनेत जैविक प्रक्रियांचा अभिक्रिया दर सामान्यतः मंद असतो. यासाठी मोठ्या आकाराचे बायोरिॲक्टर्स आणि दीर्घ प्रक्रिया कालावधीची आवश्यकता असू शकते.

• पर्यावरणीय परिस्थितींप्रति संवेदनशीलता : सूक्ष्मजीव तापमानातील बदल, पीएच (pH) आणि टेलिंग्जमधील इतर विषारी पदार्थांच्या उपस्थितीस अत्यंत संवेदनशील असतात. अगदी किरकोळ बदलांमुळेही सूक्ष्मजीवांच्या कार्यात व्यत्यय येऊ शकतो आणि सायनाइड काढण्याची परिणामकारकता कमी होऊ शकते.

• सुरुवातीच्या टप्प्यातील गुंतागुंत : सायनाइडच्या विघटनासाठी एक स्थिर आणि कार्यक्षम सूक्ष्मजैविक संवर्धन स्थापित करणे आव्हानात्मक असू शकते. यासाठी योग्य सूक्ष्मजीवांची काळजीपूर्वक निवड आणि त्यांना वातावरणाशी जुळवून घेणे आवश्यक असते.

केस स्टडी

एका सोन्याच्या खाणीत जैविक उपचार प्रणालीचा प्रयोग करण्यात आला. त्यांनी सायनाइड-हानीकारक जीवाणूंच्या समूहाने भरलेला एक खास डिझाइन केलेला बायोरिएक्टर वापरला. बायोरिएक्टरमधील पर्यावरणीय परिस्थितीचे दीर्घकालीन ऑपरेशन आणि सतत ऑप्टिमायझेशन केल्यानंतर, ते शेपटीत सायनाइडचे प्रमाण 80 mg/L वरून सुमारे 10 mg/L पर्यंत कमी करण्यात यशस्वी झाले. तथापि, स्थिर कामगिरी साध्य करण्यासाठी या प्रक्रियेला अनेक महिने सुरुवात आणि समायोजन आवश्यक होते.

शेपटी धुणे आणि तलावातील साफसफाई (WPS) प्रक्रिया

तत्त्व

WPS प्रक्रियेमध्ये दोन मुख्य टप्पे असतात: शेपटी स्लरी धुणे आणि तलाव किंवा टाकीमधून सायनाइड काढून टाकणे. वॉशिंग स्टेपमध्ये, शेपटी स्लरी धुण्यासाठी काउंटर-करंट हाय-रेट जाडसर वापरले जातात. यामुळे शेपटीमधून सायनाइडयुक्त द्रावणाचे महत्त्वपूर्ण प्रमाण काढून टाकण्यास मदत होते. सायनाइड असलेले जाडसर ओव्हरफ्लो नंतर तलाव किंवा टाकीमधून बाहेर काढले जाते. स्ट्रिपिंग प्रक्रियेत, सायनाइडयुक्त द्रावण हवेत किंवा इतर स्ट्रिपिंग एजंट्सच्या संपर्कात येते. हायड्रोजन सायनाइड वायूच्या स्वरूपात सायनाइड द्रावणातून काढून टाकले जाते आणि ते परत मिळवता येते किंवा पुढील प्रक्रिया केली जाऊ शकते. काढून टाकलेले पाणी धुण्याच्या टप्प्यात परत पुनर्वापर केले जाऊ शकते, जे पाण्याचे संतुलन व्यवस्थापन करण्यास मदत करते.

फायदे

• संसाधन पुनर्प्राप्ती : या प्रक्रियेमुळे सायनाइडची पुनर्प्राप्ती होते, ज्याचा पुनर्वापर पुन्हा लीचिंग प्रक्रियेत केला जाऊ शकतो, ज्यामुळे खाणीतील एकूण सायनाइडचा वापर कमी होतो.

• जल व्यवस्थापन : उपसलेल्या पाण्याचा पुनर्वापर केल्याने, खाणकाम प्रक्रियेतील पाण्याचे संतुलन राखण्यास मदत होते, ताज्या पाण्याची गरज कमी होते आणि सांडपाण्याचा निचरा कमीत कमी होतो.

• विद्यमान पायाभूत सुविधांचा वापर : डब्ल्यूपीएस प्रक्रियेमध्ये अनेकदा थिकनर आणि प्रोसेस वॉटर पॉन्ड्स यांसारख्या विद्यमान प्लांट पायाभूत सुविधांचा वापर करता येतो, ज्यामुळे मोठ्या भांडवली गुंतवणुकीची गरज कमी होते.

तोटे

• कार्यप्रणालीतील गुंतागुंत : या प्रक्रियेमध्ये अनेक टप्पे समाविष्ट आहेत आणि धुण्याची कार्यक्षमता, स्ट्रिपिंग दर आणि पाणी पुनर्वापराचे प्रमाण यांसारख्या मापदंडांवर काळजीपूर्वक नियंत्रण ठेवणे आवश्यक आहे.

• सायनाइड पुनर्प्राप्ती कार्यक्षमता : सायनाइड पुनर्प्राप्तीची कार्यक्षमता ही अवशेषांमधील सायनाइडची प्रारंभिक सांद्रता, धुलाई आणि विलग करण्याच्या प्रक्रियेची गुणवत्ता आणि इतर व्यत्यय आणणाऱ्या पदार्थांची उपस्थिती यांसारख्या घटकांमुळे प्रभावित होऊ शकते.

• वास आणि सुरक्षिततेच्या चिंता : स्ट्रिपिंग प्रक्रियेमुळे हायड्रोजन सायनाइड वायू बाहेर पडू शकतो, ज्याला तीव्र वास असतो आणि तो अत्यंत विषारी असतो. वायू गळती रोखण्यासाठी आणि कामगारांची सुरक्षितता सुनिश्चित करण्यासाठी योग्य सुरक्षा उपाययोजना करणे आवश्यक आहे.

केस स्टडी

एका सोन्याच्या खाण कंपनीने WPS प्रक्रिया राबवली. त्यांच्या विद्यमान जाडसरांना चांगल्या धुलाईसाठी रिट्रोफिटिंग करून आणि सायनाइड काढून टाकण्यासाठी झाकलेले तलाव बांधून, त्यांना सायनाइड पुनर्प्राप्ती दर ७०% पर्यंत साध्य करता आला. जप्त केलेले सायनाइड यशस्वीरित्या लीचिंग सर्किटमध्ये परत पुनर्वापर केले गेले, ज्यामुळे त्यांचा सायनाइड खरेदी खर्च लक्षणीय प्रमाणात कमी झाला.

निष्कर्ष

सोन्याच्या शेपट्यांमधून सायनाइड काढून टाकणे हे पर्यावरण संरक्षण आणि शाश्वत खाण पद्धतींसाठी महत्त्वाचे आहे. अल्कधर्मी क्लोरीनेशन, INCO प्रक्रिया, जैविक उपचार आणि WPS प्रक्रिया यासह चर्चा केलेल्या प्रत्येक सायनाइड काढून टाकण्याच्या प्रक्रियेचे स्वतःचे वेगळे फायदे आणि तोटे आहेत. सर्वात योग्य प्रक्रियेची निवड शेपट्यांमधील प्रारंभिक सायनाइड एकाग्रता, शेपटीची रचना, उपलब्ध पायाभूत सुविधा आणि खर्च-लाभ विश्लेषण यासारख्या विविध घटकांवर अवलंबून असते. बर्‍याच प्रकरणांमध्ये, सर्वात कार्यक्षम आणि किफायतशीर सायनाइड काढून टाकण्यासाठी या प्रक्रियांचे संयोजन आवश्यक असू शकते. खाण उद्योगाला वाढत्या पर्यावरणीय तपासणीचा सामना करावा लागत असल्याने, स्वच्छ आणि अधिक शाश्वत भविष्य सुनिश्चित करण्यासाठी सायनाइड काढून टाकण्याच्या तंत्रज्ञानामध्ये सतत संशोधन आणि विकास आवश्यक असेल.