ઓરમાંથી સોનાની પ્રક્રિયા કરવા માટેની તકનીકો અને પદ્ધતિઓ
ઓરમાંથી સોનાની પ્રક્રિયા એ કિંમતી ખનિજો ધરાવતા ખડકોમાંથી સોનાને અલગ કરવા અને શુદ્ધ કરવા માટે તકનીકી પ્રક્રિયાઓની શ્રેણી છે. કારણ કે સોનું સામાન્ય રીતે પ્રકૃતિમાં સરળતાથી સુલભ "શુદ્ધ" સ્વરૂપમાં મળતું નથી, ચોક્કસ પદ્ધતિઓ જરૂરી છે - ઓરની તૈયારી, ભૌતિક અલગતા, લીચિંગ અને અંતિમ શુદ્ધિકરણ. આ લેખ ઓરમાંથી સોનાની પ્રક્રિયા માટે સામાન્ય તકનીકો અને પદ્ધતિઓ, તેમના કાર્યકારી સિદ્ધાંતો, ફાયદા અને ગેરફાયદા અને મહત્વપૂર્ણ સલામતી અને પર્યાવરણીય પાસાઓની ચર્ચા કરે છે.
૧. સોનાના અયસ્કની લાક્ષણિકતાઓ અને પ્રારંભિક પરીક્ષણનું મહત્વ
પ્રક્રિયા પદ્ધતિ પસંદ કરતા પહેલા, એક મહત્વપૂર્ણ પગલું એ ઓરની લાક્ષણિકતાઓને સમજવું છે. સોનાનો ઓર આ હોઈ શકે છે:
- ઓક્સાઇડ ઓર (સામાન્ય રીતે પ્રક્રિયા કરવા માટે સરળ).
– સલ્ફાઇડ ઓર (ઘણી વખત "પ્રત્યાવર્તન" કારણ કે સોનું પાયરાઇટ/આર્સેનોપાયરાઇટ જેવા સલ્ફાઇડ ખનિજોમાં ફસાયેલું હોય છે).
- કાર્બોનેસિયસ ઓર અથવા પ્રેગ-લૂંટ (કુદરતી કાર્બન સોનાના સંકુલને શોષી લે છે જેનાથી પુનઃપ્રાપ્તિ ઓછી થાય છે).
- પ્લેસર/એલુવિયલ (નદીની રેતી/કાંકરીમાં મફત સોનાના દાણા).
ઔદ્યોગિક વ્યવહારમાં, સોનાની સામગ્રી વિશ્લેષણ (અગ્નિ પરીક્ષણ), ખનિજ પરીક્ષણ (માઈક્રોસ્કોપી/XRD), અને પ્રયોગશાળા-સ્કેલ લીચિંગ પરીક્ષણો જેવા ધાતુશાસ્ત્રીય પરીક્ષણો પુનઃપ્રાપ્તિનો અંદાજ કાઢવા અને સૌથી અસરકારક પ્રક્રિયા માર્ગ નક્કી કરવા માટે હાથ ધરવામાં આવે છે.
2. ઓર તૈયારી: ક્રશિંગ અને ગ્રાઇન્ડીંગ
પ્રક્રિયાનો પ્રારંભિક તબક્કો ઓરનું કદ ઘટાડવાનો છે જેથી સોનાના ખનિજો અશુદ્ધ ખડકોથી મુક્ત થાય.
૧) કચડી નાખવું
ખાણમાંથી નીકળતો ઓયસ્ક સામાન્ય રીતે કદમાં મોટો હોય છે, પછી તેને જડબાના ક્રશર અથવા કોન ક્રશરનો ઉપયોગ કરીને સેન્ટીમીટરના કદ સુધી કચડી નાખવામાં આવે છે.
૨) ગ્રાઇન્ડીંગ/મિલીંગ
તે પછી, મુક્તિની જરૂરિયાતો પર આધાર રાખીને, ઓરને બોલ મિલ અથવા SAG મિલનો ઉપયોગ કરીને વધુ બારીક કદમાં (ઉદાહરણ તરીકે, 80% 75-150 માઇક્રોન પસાર કરે છે) દળવામાં આવે છે.
ધ્યેય ફક્ત સામગ્રીને શુદ્ધ કરવાનો નથી, પરંતુ શ્રેષ્ઠ કદ પ્રાપ્ત કરવાનો છે. ખૂબ બરછટ સામગ્રી સોનાને દૂર કરવાનું મુશ્કેલ બનાવે છે, જ્યારે ખૂબ ઝીણી સામગ્રી રીએજન્ટ વપરાશમાં વધારો કરે છે અને ઘન-પ્રવાહી અલગ કરવાનું જટિલ બનાવે છે.
3. ગુરુત્વાકર્ષણ એકાગ્રતા: ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણમાં તફાવતોનો ઉપયોગ
જો ઓરમાં પ્રમાણમાં બરછટ મુક્ત સોનું હોય, તો ગુરુત્વાકર્ષણ પદ્ધતિ ખૂબ અસરકારક છે કારણ કે સોનામાં ઉચ્ચ ચોક્કસ ગુરુત્વાકર્ષણ હોય છે.
સામાન્ય સાધનો:
– સ્લુઇસ બોક્સ (નાના પાયા/પ્લાઝર પર સામાન્ય).
- સર્પાકાર સાંદ્રક.
- ધ્રુજતું ટેબલ.
– નેલ્સન કોન્સન્ટ્રેટર અથવા ફાલ્કન કોન્સન્ટ્રેટર (કેન્દ્રત્યાગી કોન્સન્ટ્રેટર).
ગુરુત્વાકર્ષણ પદ્ધતિના ફાયદા તેની સાપેક્ષ સરળતા, ઓછી સંચાલન કિંમત અને રાસાયણિક અવલંબનનો અભાવ છે. ગેરફાયદામાં ખૂબ જ બારીક સોના અથવા સલ્ફાઇડ ખનિજોમાં બંધાયેલા સોના માટે તેની બિનઅસરકારકતાનો સમાવેશ થાય છે.
4. ફ્લોટેશન: સોનાથી બનેલા ખનિજોનું કેન્દ્રિતકરણ
સલ્ફાઇડ અયસ્ક માટે, સોનાને ઘણીવાર પાયરાઇટ, ચેલ્કોપીરાઇટ અથવા આર્સેનોપાયરાઇટ સાથે જોડવામાં આવે છે. આ કિસ્સાઓમાં, ફ્લોટેશનનો ઉપયોગ ઉચ્ચ-ગ્રેડ સલ્ફાઇડ સાંદ્રતા ઉત્પન્ન કરવા માટે થઈ શકે છે, જે વધુ પ્રક્રિયાની જરૂર હોય તેવા સામગ્રીના જથ્થાને ઘટાડે છે.
ફ્લોટેશન સિદ્ધાંત:
– ખનિજ કણોને કલેક્ટર્સ (દા.ત. ઝેન્થેટ) વડે હાઇડ્રોફોબિક બનાવવામાં આવે છે.
- હવા ફૂંકવામાં આવે છે જેથી હાઇડ્રોફોબિક ખનિજો પરપોટા સાથે ચોંટી જાય અને ફીણ (કેન્દ્રિત) તરીકે તરતા રહે.
- અન્ય ખનિજો પલ્પમાં પૂંછડી તરીકે રહે છે.
ફ્લોટેશન પ્રોડક્ટ્સ (કોન્સેન્ટ્રેટ્સ) સામાન્ય રીતે લીચિંગ અથવા ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ (ખાસ કરીને રિફ્રેક્ટરી ઓર માટે) દ્વારા વધુ પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
૫. લીચિંગ: રાસાયણિક રીતે સોનું ઓગાળી નાખવું
લીચિંગ એ ઘણી આધુનિક સોનાની મિલોનું હૃદય છે. મુક્ત સોનાને દ્રાવ્ય સંકુલમાં ઓગાળીને પછી પુનઃપ્રાપ્ત કરવામાં આવે છે.
a) સાયનાઇડેશન
સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતી ઔદ્યોગિક પદ્ધતિ સાયનાઇડ લીચિંગ છે, કારણ કે તે ઘણા અયસ્ક માટે અસરકારક અને પસંદગીયુક્ત છે. આલ્કલાઇન pH પરિસ્થિતિઓ અને ઓક્સિજનની હાજરી હેઠળ સોનું સાયનાઇડ દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય સંકુલ બનાવે છે.
બે સામાન્ય રૂપરેખાંકનો:
– CIL (કાર્બન-ઇન-લીચ): ઓગળેલા સોનાને શોષવા માટે સક્રિય કાર્બન સીધા લીચ ટાંકીમાં મૂકવામાં આવે છે.
– CIP (કાર્બન-ઇન-પલ્પ): પહેલા લીચિંગ કરવામાં આવે છે, પછીના તબક્કે કાર્બોનાઇઝેશન કરવામાં આવે છે.
ફાયદા: યોગ્ય અયસ્ક પર ઉચ્ચ પુનઃપ્રાપ્તિ અને મોટા પાયે સાબિત.
પડકાર: પ્રક્રિયા પરિમાણો પર કડક નિયંત્રણ અને સલામત કચરા વ્યવસ્થાપનની જરૂર છે.
b) હીપ લીચિંગ
ઓછી ગ્રેડ અને પારગમ્ય ઓર માટે, ઢગલા કાઢવાનો ઉપયોગ થાય છે:
- ઓરને કચડી નાખવામાં આવે છે, ક્યારેક એકત્ર કરવામાં આવે છે, અને પછી સીલબંધ પેડ પર સ્ટેક કરવામાં આવે છે.
- લીચ સોલ્યુશન ઉપરથી રેડવામાં આવે છે (પાણીયુક્ત).
- ગર્ભવતી દ્રાવણ નીચે એકત્રિત કરવામાં આવે છે અને સોનું મેળવવા માટે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
આ પદ્ધતિમાં CIL/CIP પ્લાન્ટ્સ કરતાં ઓછો મૂડી ખર્ચ છે, પરંતુ તે સામાન્ય રીતે ધીમી હોય છે અને પુનઃપ્રાપ્તિ ઓછી હોઈ શકે છે.
c) સાયનાઇડ સિવાયના વિકલ્પો (શક્યતા પર આધાર રાખીને)
સંશોધન/અમલમાં મુકાયેલા કેટલાક વિકલ્પો મર્યાદિત છે:
– થિયોસલ્ફેટ લીચિંગ (ગર્ભાવસ્થા દરમિયાન ઓર લૂંટવાની સંભાવના).
– હેલાઇડ લીચિંગ (ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં ક્લોરાઇડ/બ્રોમાઇડ).
જોકે, સામાન્ય રીતે તેના ઉપયોગ માટે વધુ જટિલ પ્રક્રિયા નિયંત્રણની જરૂર પડે છે અને તે ઘણી ખાણો માટે સાયનાઇડેશન જેટલું સામાન્ય નથી.
6. પ્રત્યાવર્તન અયસ્ક પ્રક્રિયા: લીચિંગ પહેલાં ઓક્સિડેશન
પ્રત્યાવર્તન અયસ્ક એ અયસ્ક છે જેમાં સોનું સલ્ફાઇડ ખનિજોમાં "બંધ" હોય છે અથવા ચોક્કસ મેટ્રિક્સ દ્વારા અવરોધિત હોય છે, જે પૂર્વ-સારવાર વિના સાયનાઇડને બિનઅસરકારક બનાવે છે. પૂર્વ-સારવાર પદ્ધતિઓમાં શામેલ છે:
૧) શેકવું
સલ્ફાઇડ્સ ઊંચા તાપમાને ઓક્સિડાઇઝ્ડ થાય છે, જેનાથી સોનું વધુ ખુલ્લું પડે છે. ઉત્સર્જન નિયંત્રણ (દા.ત., SO₂/As) જરૂરી છે.
૨) દબાણ ઓક્સિડેશન (POX)
ઓક્સિજન સાથે દબાણયુક્ત ઓટોક્લેવમાં ઓક્સિડેશન. પુનઃપ્રાપ્તિ ઊંચી હોઈ શકે છે, પરંતુ મૂડી ખર્ચ ઊંચો છે.
૩) બાયો-ઓક્સિડેશન (BIOX)
નિયંત્રિત પરિસ્થિતિઓમાં સલ્ફાઇડનું ઓક્સિડાઇઝેશન કરવા માટે બેક્ટેરિયાનો ઉપયોગ કરવો. તે શેકવા કરતાં "ઠંડું" છે, પરંતુ પ્રક્રિયા સમય અને બાયોરિએક્ટર મેનેજમેન્ટની જરૂર છે.
પ્રી-ઓક્સિડેશન પછી, સોનાને ઓગાળવા માટે ઓર/કોન્સન્ટ્રેટને લીચ કરવામાં આવે છે (સામાન્ય રીતે સાયનાઇડ સાથે).
7. દ્રાવણમાંથી સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિ: સક્રિય કાર્બન, રેઝિન અને વરસાદ
એકવાર સોનું ઓગળી જાય, પછીનું પગલું તેને દ્રાવણમાંથી દૂર કરવાનું છે.
– સક્રિય કાર્બન શોષણ (CIP/CIL): કાર્બન સોનાના સંકુલને શોષી લે છે. ત્યારબાદ સોનાને મુક્ત કરવા માટે ખાસ દ્રાવણનો ઉપયોગ કરીને કાર્બનને એલ્યુટ (છાંટવામાં) આવે છે.
– રેઝિન-ઇન-પલ્પ (RIP): આયન એક્સચેન્જ રેઝિન ચોક્કસ પરિસ્થિતિઓમાં કાર્બનને બદલે છે, ક્યારેક ફોલિંગ માટે વધુ પ્રતિરોધક હોય છે.
– ઝીંક અવક્ષેપ (મેરિલ-ક્રો): સમૃદ્ધ દ્રાવણને સ્પષ્ટ અને ડિઓક્સિજનયુક્ત કરવામાં આવે છે, અને પછી ઝીંક પાવડરનો ઉપયોગ કરીને સોનાને અવક્ષેપિત કરવામાં આવે છે. આ પદ્ધતિ પ્રમાણમાં સ્વચ્છ દ્રાવણો માટે યોગ્ય છે.
અંતિમ પરિણામ સામાન્ય રીતે કાદવ/ઘટ્ટ હોય છે જેને વધુ શુદ્ધ કરવામાં આવે તે પહેલાં ડોરે (સોના-ચાંદીના મિશ્રણ) માં ઓગાળવામાં આવે છે.
૮. સ્મેલ્ટિંગ અને રિફાઇનિંગ
પુનઃપ્રાપ્ત ઉત્પાદન (દા.ત., એલ્યુશન પ્રિસિપિટેટ અથવા મેરિલ-ક્રો) ને સૂકવવામાં આવે છે અને પછી ડોરે બાર બનાવવા માટે ફ્લક્સનો ઉપયોગ કરીને પીગળી જાય છે. ત્યારબાદ ડોરેને રિફાઇનરીમાં આ રીતે શુદ્ધ કરવામાં આવે છે:
- વિદ્યુત વિચ્છેદન-વિશ્લેષણ પ્રક્રિયાઓ (દા.ત. ઉચ્ચ શુદ્ધતાવાળા સોના માટે વોહલવિલ).
- મિલર પ્રક્રિયા (ચોક્કસ અશુદ્ધિઓને અલગ કરવા માટે ક્લોરિનનો ઉપયોગ).
વેપાર ધોરણો અનુસાર રિફાઇનિંગ ઉચ્ચ-ગ્રેડ સોનું (દા.ત. 99,99%) ઉત્પન્ન કરે છે.
9. ટેઇલિંગ્સ મેનેજમેન્ટ, પ્રોસેસ વોટર અને પર્યાવરણીય પાસાઓ
સોનાની પ્રક્રિયા હંમેશા પૂંછડીઓ (બાકી રહેલા ઘન પદાર્થો) ઉત્પન્ન કરે છે અને પાણી પર પ્રક્રિયા કરે છે, જેનું સુરક્ષિત રીતે સંચાલન કરવું આવશ્યક છે. સામાન્ય પ્રથાઓમાં શામેલ છે:
- જીઓટેક્નિકલ ડિઝાઇન સાથે TSF (ટેલિંગ્સ સ્ટોરેજ ફેસિલિટી) માં ટેઇલિંગ્સનું જાડું થવું અને સંગ્રહ.
- પાણીનો વપરાશ ઘટાડવા માટે પાણીને રિસાયકલ કરો.
- રીએજન્ટ અવશેષોનું ડિટોક્સિફિકેશન (દા.ત., જો જરૂરી હોય તો ચોક્કસ ઓક્સિડેશન પ્રક્રિયાઓ દ્વારા સાયનાઇડ અવશેષોમાં ઘટાડો).
- પાણીની ગુણવત્તા, ટેઇલિંગ્સ ડેમ સ્થિરતા અને ખાણ બંધ યોજનાઓનું નિરીક્ષણ.
વ્યવસાયિક આરોગ્ય અને સલામતી (K3) પાસાઓ પણ મહત્વપૂર્ણ છે: રીએજન્ટનો ઉપયોગ, ધૂળ નિયંત્રણ, જોખમી પદાર્થોના સંપર્કમાં આવવાનું નિવારણ અને કટોકટી પ્રક્રિયાઓ ઓપરેટિંગ સિસ્ટમનો ભાગ હોવા જોઈએ.
10. કેસિમ્પુલન
ઓરમાંથી સોનાની પ્રક્રિયા કરવાની તકનીકો અને પદ્ધતિઓ ઓર પ્રકાર, મુક્તિ કદ અને ખનિજ લાક્ષણિકતાઓ પર ખૂબ આધાર રાખે છે. સામાન્ય પ્રક્રિયા માર્ગોમાં ક્રશિંગ અને ગ્રાઇન્ડીંગ, ગુરુત્વાકર્ષણ સાંદ્રતા અને/અથવા ફ્લોટેશન, લીચિંગ (ઘણીવાર CIL/CIP અથવા હીપ લીચમાં સાયનાઇડેશન), દ્રાવણમાંથી સોનાની પુનઃપ્રાપ્તિ, અને પછી પીગળવું અને શુદ્ધિકરણનો સમાવેશ થાય છે. પ્રત્યાવર્તન ઓર માટે, સોનું અસરકારક રીતે કાઢવા માટે રોસ્ટિંગ, POX અથવા બાયો-ઓક્સિડેશન જેવા પ્રી-ઓક્સિડેશન પગલાં જરૂરી છે. સૌથી ઉપર, આધુનિક સોનાની પ્રક્રિયાની સફળતા કડક પ્રક્રિયા નિયંત્રણોના અમલીકરણ, જવાબદાર ટેઇલિંગ્સ અને પાણી વ્યવસ્થાપન અને વ્યાવસાયિક સલામતી અને પર્યાવરણીય સંરક્ષણ પ્રત્યે પ્રતિબદ્ધતા દ્વારા પણ નક્કી થાય છે.
જો તમે ઈચ્છો તો, હું આ લેખને ઔદ્યોગિક સ્કેલ સંદર્ભ (ફ્લોશીટ્સ અને સામાન્ય પરિમાણો સાથે) અથવા તમારી જરૂરિયાતોને અનુરૂપ નાના/મધ્યમ સ્કેલ (ગુરુત્વાકર્ષણ એકાગ્રતા અને મૂળભૂત કાર્યકારી પદ્ધતિઓ પર વધુ ધ્યાન કેન્દ્રિત કરીને) માં અનુકૂલિત કરી શકું છું.
