සයනීකරණය කළ රන් නිස්සාරණය: කැළඹීමේ සයනීකරණය කිරීමේ ක්‍රියාවලියට ගැඹුරු කිමිදීමක්

රන් නිස්සාරණයේ ක්ෂේත්‍රය තුළ, සයනීකරණය සියවසකට වැඩි කාලයක් ප්‍රමුඛ ස්ථානයක් ගනී. රන් සහ රිදී ලෝපස් නිස්සාරණය කිරීම සඳහා 1887 දී ආරම්භ කළ දා සිට, මෙම ක්‍රමය අඛණ්ඩව පරිණාමය වී ඇති අතර, එහි ඉහළ ප්‍රතිසාධන අනුපාතය, විවිධ ලෝපස් වර්ග වලට අනුවර්තනය වීමේ හැකියාව සහ දේශීය නිෂ්පාදනය සඳහා ශක්‍යතාව හේතුවෙන් වඩාත් බහුලව භාවිතා වන ශිල්පීය ක්‍රමවලින් එකක් ලෙස පවතී.

1. රන් නිස්සාරණයේදී සයනීකරණය අවබෝධ කර ගැනීම

සයනීකරණය යනු සයනයිඩ් අයනවලට රත්‍රන් සමඟ ද්‍රාව්‍ය සංකීර්ණ සෑදීමට ඇති හැකියාව උපයෝගී කර ගන්නා රසායනික ක්‍රියාවලියකි . ඔක්සිජන් සහ ජලය ඉදිරියේ, සයනයිඩ් අයන රන් පරමාණු සමඟ ප්‍රතික්‍රියා කරයි. මෙම ප්‍රතික්‍රියාවේ ප්‍රතිඵලයක් ලෙස රත්‍රන් සයනයිඩ් අයන සමඟ බන්ධනය වී ඇති ද්‍රාව්‍ය සංයෝගයක් නිර්මාණය වන අතර එමඟින් රත්‍රන් ද්‍රාවණය තුළ දිය වීමට ඉඩ සලසයි. මෙම ක්‍රියාවලිය රත්‍රන් නිස්සාරණය කිරීම සඳහා ඉතා ඵලදායී වුවද, සයනයිඩ් විෂ සහිත ද්‍රව්‍යයක් බැවින් එය සැලකිය යුතු පාරිසරික සහ ආරක්ෂක ගැටළු ද ගෙන එයි.

2. සයනීකරණ ක්‍රම වර්ග

සයනීකරණ ක්‍රම පුළුල් ලෙස ප්‍රධාන කාණ්ඩ දෙකකට වර්ග කළ හැකිය: කැළඹීම් සයනීකරණය සහ විනිවිද යාමේ සයනීකරණය.

• කැළඹිලි සයනීකරණය : මෙම ක්‍රමය ප්‍රධාන වශයෙන් භාවිතා කරනුයේ පාවෙන රන් සාන්ද්‍රණයන්ට ප්‍රතිකාර කිරීම සඳහා හෝ සම්පූර්ණ සෙවල සයනීකරණය කිරීමේ අවස්ථා වලදීය. එයට ලෝපස් පල්ප් සයනයිඩ් ද්‍රාවණය සමඟ දැඩි ලෙස මිශ්‍ර කිරීම ඇතුළත් වේ. එසේ කිරීමෙන්, ලෝපස් වල ඇති රන් දරණ අංශු සයනයිඩ් අයන සමඟ උපරිම ස්පර්ශයට පැමිණෙන බව සහතික කරයි, එමඟින් රත්‍රන් නිස්සාරණයට පහසුකම් සපයයි.

• පර්කෝලේෂන් සයනීකරණය : අඩු ශ්‍රේණියේ රන් ලෝපස් සඳහා සුදුසු, පර්කෝලේෂන් සයනීකරණය ක්‍රියා කරන්නේ සයනයිඩ් ද්‍රාවණය ලෝපස් තට්ටුවක් හරහා කාන්දු වීමට ඉඩ දීමෙනි. මෙම ක්‍රමය කැළඹිලි සයනීකරණයට සාපේක්ෂව අඩු ශක්තියක් පරිභෝජනය කරයි. කෙසේ වෙතත්, එහි යෙදුම හොඳ පාරගම්යතාවයක් ඇති ලෝපස් වලට සීමා වන අතර එමඟින් සයනයිඩ් ද්‍රාවණය පහසුවෙන් ගලා යාමට හැකි වේ.

3. කැළඹීම් සයනීකරණය රන් නිස්සාරණ ක්‍රියාවලිය

කැළඹීම සයනීකරණය රන් නිස්සාරණ ක්‍රියාවලිය ප්‍රධාන උප ක්‍රියාවලීන් දෙකකින් සමන්විත වේ: සයනීකරණය - සින්ක් ප්‍රතිස්ථාපන ක්‍රියාවලිය සහ පෙරීම නොකළ සයනීකරණය කාබන් පොහොර ක්‍රියාවලිය.

3.1 සයනීකරණය - සින්ක් ප්‍රතිස්ථාපන ක්‍රියාවලිය (CCD සහ CCF ක්‍රම)

• කාන්දු වන අමුද්‍රව්‍ය සකස් කිරීම : ආරම්භක පියවර වන්නේ ලෝපස් කාන්දු වීමේ ක්‍රියාවලිය සඳහා සූදානම් කිරීමයි. මෙයට බොහෝ විට ලෝපස් කුඩා කැබලිවලට තලා සියුම් අනුකූලතාවයකට ඇඹරීම ඇතුළත් වේ. සමහර අවස්ථාවලදී, ලෝපස් තුළ ඇති රන් අංශු වඩාත් ප්‍රවේශ විය හැකි වන පරිදි පූර්ව ප්‍රතිකාර ද සිදු කරනු ලැබේ. ලෝපස් සහ සයනයිඩ් ද්‍රාවණය අතර වඩා හොඳ අන්තර්ක්‍රියා ප්‍රවර්ධනය කරන ප්‍රශස්ත අංශු ප්‍රමාණයකින් යුත් පල්පයක් නිර්මාණය කිරීම අරමුණයි.

• කැළඹිලි සයනයිඩකරණය කාන්දු වීම : සකස් කරන ලද ලෝපස් පල්ප් පසුව කැළඹිලි ටැංකි වෙත මාරු කරනු ලබන අතර එහිදී සයනයිඩ් ද්‍රාවණයක් එකතු කරනු ලැබේ. මෙම ටැංකි පල්ප් සහ සයනයිඩ් ද්‍රාවණය හොඳින් මිශ්‍ර කර තබා ගන්නා කැළඹිලිකාරක වලින් සමන්විත වේ. ඔක්සිජන් ටැංකි තුළට හඳුන්වා දෙනු ලැබේ, වාතනය හරහා හෝ ඔක්සිකාරක කාරක එකතු කිරීමෙන්. මෙම ඔක්සිජන් සයනයිඩ් ද්‍රාවණයේ රත්‍රන් දිය කරන රසායනික ප්‍රතික්‍රියාව මෙහෙයවීමට උපකාරී වේ.

• ඝන - ද්‍රව වෙන් කිරීම සඳහා ප්‍රති - ධාරා සේදීම : කාන්දු වීමේ ක්‍රියාවලියෙන් පසු, ප්‍රතිඵලයක් ලෙස ලැබෙන පොහොරමය කොටස ඝන අපද්‍රව්‍ය සහ ද්‍රාවිත රත්‍රන් අඩංගු ගැබිනි ද්‍රාවණය ලෙස හැඳින්වෙන ද්‍රව අවධියකින් සමන්විත වේ. මෙම සංරචක දෙක වෙන් කිරීම සඳහා, ප්‍රති - ධාරා සේදීමේ සැකසුමක දී ඝණීකාරක හෝ පෙරහන් මාලාවක් භාවිතා කරනු ලැබේ. ඝන අපද්‍රව්‍ය සමඟ අහිමි වන රත්‍රන් ප්‍රමාණය අවම කරන අතරම හැකිතාක් රන් - දරණ ද්‍රාවණය නැවත ලබා ගැනීම සඳහා අඛණ්ඩ කවුන්ටරය - ධාරා විසංයෝජනය (CCD) හෝ අඛණ්ඩ කවුන්ටරය - ධාරා පෙරීම (CCF) වැනි ක්‍රම භාවිතා කරනු ලැබේ.

• කාන්දු වන ද්‍රව පිරිසිදු කිරීම සහ ඔක්සිකරණය ඉවත් කිරීම : ඝන-ද්‍රව වෙන් කිරීමේ පියවරෙන් ලබාගත් ගර්භනී ද්‍රාවණයේ අපද්‍රව්‍ය සහ ද්‍රාවිත ඔක්සිජන් අඩංගු විය හැකිය. පසුකාලීන රන් ප්‍රතිසාධන ක්‍රියාවලියට බාධා කළ හැකි අත්හිටවූ ඝන ද්‍රව්‍ය සහ අනෙකුත් අපවිත්‍ර ද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා පිරිසිදු කිරීමේ ක්‍රියා පටිපාටි ක්‍රියාත්මක කෙරේ. ඔක්සිජන් රන්-සයනයිඩ් සංයෝගය නැවත ඔක්සිකරණය කිරීමට හේතු විය හැකි බැවින්, පසුව සිදුවන සින්ක් ප්‍රතිස්ථාපන ක්‍රියාවලියේ කාර්යක්ෂමතාව අඩු කරමින් ඔක්සිකරණය අඩු කිරීම සමානව වැදගත් වේ.

• සින්ක් කුඩු (සිල්ක්) ආදේශනය සහ අච්චාරු දැමීම : පිරිසිදු කර ඔක්සිකරණය නොකළ ගර්භනී ද්‍රාවණයට සින්ක් කුඩු හෝ සින්ක් සිල්ක් එකතු කරනු ලැබේ. සින්ක් රත්තරන් වලට වඩා ප්‍රතික්‍රියාශීලී බැවින් එය කාන්දු වීමේ ක්‍රියාවලියේදී සෑදෙන සංයෝගයෙන් රත්තරන් විස්ථාපනය කරයි. මෙහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස රත්තරන් සහ සින්ක් අඩංගු ඝන අවක්ෂේපයක් සෑදෙන අතර එය සාමාන්‍යයෙන් රන් මඩ ලෙස හැඳින්වේ. ප්‍රතිස්ථාපන ප්‍රතික්‍රියාවෙන් පසු, අතිරික්ත සින්ක් සහ අනෙකුත් අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කිරීම සඳහා රන් මඩ සාමාන්‍යයෙන් අම්ල ද්‍රාවණයකින් ප්‍රතිකාර කරනු ලැබේ.

• ඉන්ගෝට් උණු කිරීම : සයනීකරණය - සින්ක් ප්‍රතිස්ථාපන ක්‍රියාවලියේ අවසාන අදියර වන්නේ පිරිසිදු රන් ඉන්ගෝට් නිපදවීම සඳහා රන් මඩ උණු කිරීමයි. උදුනක ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී රන් මඩ උණු කර, පිරිපහදු කිරීමේ පියවර මාලාවක් හරහා ඉතිරි අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කර, ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් රන් ඉන්ගෝට් ලබා ගනී.

3.2 පෙරීම නොකළ සයනීකරණය කාබන් පොහොර ක්‍රියාවලිය (CIP සහ CIL ක්‍රම)

• කාන්දු ද්‍රව්‍ය සකස් කිරීම : සයනීකරණය - සින්ක් ප්‍රතිස්ථාපන ක්‍රියාවලියට සමානව, පළමු කාර්යය වන්නේ ලෝපස් කාන්දු වීම සඳහා සකස් කිරීමයි. මේ සඳහා තලා දැමීමේ සහ ඇඹරීමේ මෙහෙයුම් හරහා ලෝපස් සුදුසු අංශු ප්‍රමාණයකට අඩු කිරීම අවශ්‍ය වේ.

• කැළඹීම කාන්දු වීම සහ ප්‍රති-ධාරා කාබන් අවශෝෂණය : කාබන්-තුළ-පල්ප් (CIP) ක්‍රමයේදී, සයනයිඩ් කාන්දු වීමේ ක්‍රියාවලිය මුලින්ම සිදුවන්නේ කැළඹීමේ ටැංකි මාලාවක ය. රත්‍රන් ද්‍රාවණයට දිය වූ පසු, සක්‍රිය කාබන් පල්ප් එකට එකතු කරනු ලැබේ. සක්‍රිය කාබන් රන්-සයනයිඩ් සංයෝගය සඳහා ප්‍රබල බැඳීමක් ඇති අතර දියවන ලද රත්‍රන් එහි මතුපිටට අවශෝෂණය කරයි. කාබන්-තුළ-ලීච් (CIL) ක්‍රමයේදී, සක්‍රිය කාබන් සයනයිඩ් ද්‍රාවණය සමඟ එකවර කාන්දු වන ටැංකියට එකතු කරනු ලැබේ, එබැවින් කාන්දු වීම සහ අවශෝෂණ ක්‍රියාවලීන් එකවර සිදු වේ. CIP සහ CIL යන දෙකෙහිම, කාබන් මගින් අවශෝෂණය කරන ලද රත්‍රන් ප්‍රමාණය උපරිම කිරීම සඳහා කාබන් සහ පල්ප් වල ප්‍රති-ධාරා ප්‍රවාහයක් පවත්වා ගනී.

• රන් - පටවන ලද කාබන් විසර්ජනය : අවශෝෂණ ක්‍රියාවලියෙන් පසු, රන් - පටවන ලද කාබන් පල්ප් වලින් වෙන් කළ යුතුය. ඉන්පසු, උණුසුම් කෝස්ටික් - සයනයිඩ් ද්‍රාවණයක් භාවිතයෙන් රත්තරන් කාබන් වලින් ඉවත් කරනු ලැබේ. මෙම ද්‍රාවණය රන් - සයනයිඩ් සංයෝගය සහ කාබන් අතර බන්ධනය බිඳ දමමින් රත්තරන් නැවත ද්‍රාවණයට මුදා හරිනු ලැබේ.

• විද්‍යුත් වින්‍යාස විද්‍යුත් විච්ඡේදනය : අවශෝෂණ ක්‍රියාවලියෙන් ලබා ගන්නා රන් වලින් පොහොසත් ද්‍රාවණය විද්‍යුත් වින්‍යාසයට භාජනය වේ. මෙම ක්‍රියාවලිය අතරතුර, ද්‍රාවණය හරහා විද්‍යුත් ධාරාවක් ගමන් කරයි. මෙය ද්‍රාවණයේ ඇති රන් අයන අඩු කර කැතෝඩයක් මත තැන්පත් කිරීමට හේතු වන අතර එමඟින් තවදුරටත් පිරිපහදු කළ හැකි රන් ඝන නිධියක් සාදයි.

• උණු කිරීමේ ඉන්ගෝට් : ඉලෙක්ට්‍රෝවින්නිං වලින් ලබා ගන්නා රත්‍රන් සාපේක්ෂව පිරිසිදු නමුත් තවමත් යම් අපද්‍රව්‍ය අඩංගු විය හැකිය. රත්‍රන් තවදුරටත් පිරිසිදු කර අපේක්ෂිත සංශුද්ධතාවයේ ඉන්ගෝට් වලට දැමීම සඳහා උණු කිරීම සිදු කෙරේ.

• කාබන් පුනර්ජනනය : රත්තරන් අවශෝෂණය කිරීමෙන් පසු වැය වන කාබන් නැවත උත්පාදනය කර නැවත භාවිතා කළ හැකිය. මෙයට කාබන් අධි උෂ්ණත්ව ප්‍රතිකාරයකට භාජනය කිරීමෙන් ඕනෑම අවශෝෂණය කරන ලද අපද්‍රව්‍ය ඉවත් කර රත්තරන් අවශෝෂණය කිරීමේ හැකියාව යථා තත්වයට පත් කිරීම ඇතුළත් වේ.

4. CIP සහ CIL ක්‍රියාවලි සංසන්දනය කිරීම

• ක්‍රියාවලි කාලය : සාමාන්‍යයෙන්, CIP ක්‍රියාවලිය CIL හා සසඳන විට සමස්තයක් ලෙස වැඩි කාලයක් ගතවේ. මෙයට හේතුව CIP හි කාන්දු වීම සහ අවශෝෂණය වෙනම මෙහෙයුම් වන බැවිනි. CIL හි, කාන්දු වීම සහ අවශෝෂණය එකවර සිදුවන බැවින්, සම්පූර්ණ ක්‍රියාවලිය කෙටි කාලයක් තුළ සම්පූර්ණ කළ හැකිය. කෙසේ වෙතත්, ක්‍රියාවලි දෙකම එකවර සිදුවන බැවින් CIL ක්‍රියාවලියට වඩාත් සංකීර්ණ පාලනයක් අවශ්‍ය වේ.

• කාබන් සහ පොහොර කළමනාකරණය : CIL ක්‍රියාවලියේදී, සංසරණයේ විශාල කාබන් පරිමාවක් පවතින අතර, පොහොරවල කාබන් සාන්ද්‍රණය CIP වලට වඩා අඩුය. එහි ප්‍රතිඵලයක් ලෙස, CIL හි කාබන් හුවමාරුව සඳහා ප්‍රවාහනය කළ යුතු පොහොර පරිමාව සාමාන්‍යයෙන් CIP මෙන් කිහිප ගුණයකින් (හතර ගුණයක් පමණ) වැඩි වේ. මෙය උපකරණවල ප්‍රමාණය සහ බලශක්ති පරිභෝජනය කෙරෙහි බලපෑමක් ඇති කරයි.

• ද්‍රාවණයේ ලෝහ පසුබෑම සහ රන් ශ්‍රේණිය : CIP ක්‍රියාවලියේදී, පද්ධතියේ ඉතිරිව ඇති ලෝහ සැලකිය යුතු ප්‍රමාණයක් (ලෝහ පසුබෑම) ඇති අතර, මෙම ලෝහය සක්‍රිය කාබන් සහ ද්‍රාවණය අතර තරමක් ඒකාකාරව බෙදා හරිනු ලැබේ. CIL හි, බොහෝ ලෝහ සක්‍රිය කාබන් මතට අවශෝෂණය වේ. ඊට අමතරව, CIL ක්‍රියාවලියේදී ද්‍රාවණයේ රන් සාන්ද්‍රණය CIP වලට වඩා වැඩි ය. මෙයට හේතුව CIL හි, රත්‍රන් කාන්දු වන විට, එය අඛණ්ඩව අවශෝෂණය කර ඇති අතර, එමඟින් ද්‍රාවණයේ දියවී ඇති රන් නැවත පුරවයි. අනෙක් අතට, CIP හි, එය ද්‍රාවිත රත්‍රන් සීමිත ලෙස නැවත පිරවීමක් සහිත තනි-පියවර අවශෝෂණ ක්‍රියාවලියකි.

5. පාරිසරික සහ ආරක්ෂාව පිළිබඳ සලකා බැලීම්

එහි කාර්යක්ෂමතාව තිබියදීත්, සයනීකරණය, විශේෂයෙන් කැළඹිලි සයනීකරණය, සැලකිය යුතු පාරිසරික සහ ආරක්ෂිත අවදානම් ඉදිරිපත් කරයි. සයනයිඩ් ඉතා විෂ සහිත වන අතර, ඕනෑම කාන්දුවක් හෝ නුසුදුසු හැසිරවීමක් දැඩි පරිසර දූෂණයකට තුඩු දිය හැකි අතර මිනිස් සෞඛ්‍යයට තර්ජනයක් විය හැකිය. මෙම අවදානම් විසඳීම සඳහා, රන් කැණීම් මෙහෙයුම් දැඩි ආරක්ෂක ප්‍රොටෝකෝලවලට අනුකූල වේ. සයනයිඩ් නිසි ලෙස ගබඩා කිරීම සහ හැසිරවීම, කාන්දුවීම් වැළැක්වීම සඳහා බහාලුම් පද්ධති ස්ථාපනය කිරීම සහ සයනයිඩ් අඩංගු අපජලය පිරිපහදු කිරීම මෙයට ඇතුළත් වේ. එපමණක් නොව, රන් නිස්සාරණයේදී සයනයිඩ් ප්‍රතිස්ථාපනය කිරීම සඳහා විකල්ප, අඩු විෂ සහිත කාන්දු කාරක සංවර්ධනය කිරීම අඛණ්ඩ පර්යේෂණවල අරමුණයි.

6. නිගමනය

නූතන රන් කැණීම් කර්මාන්තයේ කැළඹිලි සයනීකරණය වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි, විවිධ ලෝපස් වර්ග වලින් ඉහළ අනුපාතයකින් රත්‍රන් නිස්සාරණය කිරීමට හැකියාව ලබා දෙයි. ප්‍රධාන උප ක්‍රියාවලීන් දෙක වන සයනීකරණය - සින්ක් ප්‍රතිස්ථාපනය සහ පෙරහන් නොකළ සයනීකරණය කාබන් පොහොර, ඒ සෑම එකක්ම තමන්ගේම කුසලතා ඇති අතර ලෝපස් ගුණාංග, ක්‍රියාකාරීත්වයේ පරිමාණය සහ ආර්ථික ශක්‍යතාව වැනි සාධක මත පදනම්ව තෝරා ගනු ලැබේ. කෙසේ වෙතත්, රන් නිස්සාරණයේ තිරසාර අනාගතය සහතික කිරීම සඳහා කර්මාන්තය සයනයිඩ් භාවිතය හා සම්බන්ධ පාරිසරික සහ ආරක්ෂක අභියෝගවලට මුහුණ දීම දිගටම කරගෙන යා යුතුය.