Dabaru Don Tace Karfe Masu Tamani Kamar Zinare da Azurfa
Tsaftace karafa masu daraja kamar zinare (Au) da azurfa (Ag) muhimmin tsari ne na ƙara tsarkin karafa daga ma'adanai, abubuwan da aka tattara, ko kayan da aka sake yin amfani da su (misali, kayan ado da aka yi amfani da su, sharar lantarki, da sharar masana'antu). Saboda ƙimar tattalin arziki mai yawa da kuma amfani da su sosai a cikin kayan ado, kayan lantarki, magunguna, da saka hannun jari, ana buƙatar ƙa'idodin tsarkin zinare da azurfa su kasance masu girma sosai, misali, 99,9% (3N) ko ma 99,99% (4N). Don cimma waɗannan matakan, ana amfani da dabarun tsaftacewa daban-daban, waɗanda aka zaɓa bisa ga nau'in kayan da aka yi amfani da su, abubuwan da ke cikin ƙazanta, girman samarwa, farashi, da la'akari da aminci da muhalli.
1. Matakan Gabaɗaya na Tsaftacewa: Daga Tattarawa zuwa Tsarkakken Karfe
Gabaɗaya, tace zinare da azurfa ya ƙunshi matakai da dama. Na farko shine shirya kayan aiki: niƙa, niƙa, rabuwar jiki (misali, nauyi ko iyo), da bushewa. Sannan ana sarrafa kayan ta hanyar cirewa (leaching ko smelting) don cire ƙarfe mai daraja daga matrix na dutse ko ƙarfe. Bayan haka, ana yin tacewa don cire duk wani datti da ya rage har sai an cimma matsayin da ake so.
Ana iya yin tace zinare da azurfa ta hanyar amfani da pyrometallurgy (zafi/narkewa), hydrometallurgy (wanda aka yi da sinadarai), ko electrometallurgy (electrolysis). A aikace, masana'antu galibi suna haɗa hanyoyi da yawa don inganci da samfura masu inganci.
2. Tacewa ta hanyar Pyrometallurgy (Narkewa da Rabawa)
a) Rabuwar Narkewa da Ragewar Narkewa (Narkewa)
A wasu ma'adanai ko tarin ƙarfe, ana tattara ƙarfe masu daraja ta hanyar narkar da su da ruwa. Manufar ita ce a samar da ƙarfe mai ruwa ko matte wanda ke ɗauke da zinare/azurfa, yayin da ƙazanta ke komawa cikin tarkacen. Wannan matakin yana aiki a matsayin "ƙarfin farko," amma gabaɗaya baya samar da ƙarfe mai tsabta sosai.
b) Rufewa don raba azurfa/zinariya daga gubar
Wata dabara ta gargajiya da har yanzu ake amfani da ita sosai ita ce cupellation, wadda ta ƙunshi dumama ƙarfe mai daraja na gubar (Pb) da ƙarfe mai daraja a ƙarƙashin yanayin iskar oxygen. Gubar tana yin oxidize zuwa PbO2 (litharge) kuma tana shiga cikin kayan rami (cupel), yayin da zinare da azurfa masu daraja suka rage a baya. Wannan hanyar tana da tasiri ga wasu samfura kuma ana amfani da ita wajen gwaji, amma amfani da ita a sikelin masana'antu na zamani yana da iyaka saboda matsalolin hayaki da buƙatar sarrafa tsari.
c) Rabawa: Raba Zinare da Azurfa
Idan zinariya da azurfa suna nan a matsayin ƙarfe (misali, a cikin kayan lantarki ko kayan ado), ana buƙatar tsarin raba su don raba su biyun. A al'ada, rabuwar ta ƙunshi narke azurfar da wani takamaiman acid, wanda zai bar zinare ba ya narkewa. Daga nan, ana iya sake yin amfani da azurfar, kuma a ƙara sarrafa zinare don samun tsarki.
Pyrometallurgy yana da ƙarfi don sarrafa manyan kayayyaki da abubuwa masu rikitarwa, amma yawan amfani da makamashi da kuma kula da hayaki sune manyan abubuwan da ke damun mutane.
3. Gyara ta hanyar Hydrometallurgy (Narkewa da Ruwan Sama Mai Zaɓaɓɓu)
Hydrometallurgy yana amfani da sinadaran da ke cikin ruwan magani don narkar da zinare/azurfa sannan ya raba ta da datti. Fa'idodinsa sun haɗa da babban zaɓi da kuma amfani da shi ga nau'ikan kayan masarufi iri-iri, gami da kayan da aka sake yin amfani da su.
a) Cyanidation don Zinare (Cyanidation)
Ɗaya daga cikin shahararrun hanyoyin cire zinare shine cyanidation, inda zinare ke narkewa a cikin maganin cyanide a gaban iskar oxygen, yana samar da hadaddun narkewa. Da zarar zinare ya shiga cikin maganin, ana yin murmurewa ta hanyar:
– Shakar carbon mai kunnawa (CIP/CIL): zinare yana ɗaure da carbon, sannan a sake shi (exlution) sannan a haƙa shi.
– Ruwan Zinc (Merrill–Crowe): Ana fitar da zinare daga ruwan ta hanyar amfani da sinadarin zinc, wanda ya dace da mafita masu haske waɗanda ke da takamaiman adadin zinare.
Bayan murmurewa, zinare gabaɗaya yana buƙatar a ƙara inganta shi (misali, ta hanyar narke shi a cikin sandunan dore, sannan a tace shi ta hanyar lantarki).
Muhimmin bayani: amfani da cyanide yana da tsari sosai saboda gubarsa, don haka cibiyoyin zamani suna amfani da tsarin rufewa, kawar da sharar gida, da kuma sa ido sosai kan muhalli.
b) Narkewar Azurfa: Nitrate da Thiosulfate
Azurfa tana samar da gishiri/rikitattun abubuwa masu narkewa cikin sauƙi. A wasu hanyoyi, ana iya narkar da azurfa a matsayin azurfa nitrate a cikin takamaiman kafofin watsa labarai, sannan a dawo da shi ta hanyar hazo (misali, a matsayin AgCl) ko raguwa zuwa ƙarfe. Sauran madadin sun haɗa da tsarin rikitarwa kamar thiosulfate a ƙarƙashin yanayi mai sarrafawa. Zaɓin reagent yana shafar nau'in kayan da ƙazanta da ke akwai.
c) Tsarkakewar Ruwa da Tsarkakewar Magani na Zaɓaɓɓu
Bayan ƙarfen ya narke, ruwan magani yawanci yana ɗauke da ƙazanta (tagulla, ƙarfe, zinc, nickel). Dabaru da ake amfani da su sun haɗa da:
- daidaita pH don haifar da hydroxides na ƙazanta.
– Ƙara sinadaran da ke haifar da ruwa don samar da wasu sinadarai marasa narkewa.
- Musanya ion don kama hadaddun ƙarfe da aka zaɓa.
– Hako sinadarin da ke cikin wasu tsare-tsare na masana'antu.
Nasarar hydrometallurgy tana cikin ikon sarrafa sinadaran mafita: pH, ƙarfin redox, zafin jiki, da kuma yawan sinadarin reagent.
4. Gyaran Wutar Lantarki: Manyan Ma'auni don Tsarkakewa
Domin samun tsarki mai yawa, masana'antu suna amfani da tsaftacewar electrolytic sosai. Ka'idar: ana amfani da karafa marasa tsarki a matsayin anodes, waɗanda ke narkewa yayin electrolysis. Sannan karafa masu tsarki suna zama a kan cathode, yayin da wasu ƙazanta ke wanzuwa ko kuma suna shiga cikin laka.
a) Tsarin Wohlwill don Zinare
Wohlwill wani tsari ne na gyaran zinare wanda ke iya samar da zinare mai tsarki (har zuwa 99,99%). Ana amfani da dore na zinare (zinari mai kauri) a matsayin anode, kuma zinare mai tsarki yana zubarwa akan cathode. Datti kamar azurfa galibi suna samar da wani abu mai narkewa wanda ba zai iya narkewa ba kuma suna taruwa a matsayin anode slime, wanda daga nan ake sarrafa shi don dawo da wasu karafa masu daraja (gami da azurfa da ƙarfe na rukuni na platinum).
Amfanin wannan tsari shine ingancin samfura sosai, amma yana buƙatar ingantaccen iko da kayan lantarki.
b) Tsarin Moebius don Azurfa
Ga azurfa, wata sananniyar hanyar tacewa ta lantarki ita ce tsarin Moebius. Azurfar anode tana narkewa kuma tana zubewa kamar lu'ulu'u na azurfa a kan cathode. Datti kamar zinariya ba ta narkewa kuma tana taruwa a matsayin laka na anode, wanda ke ba da damar sarrafa su daban. Wannan tsari yana da inganci kuma ana amfani da shi sosai a masana'antar tace azurfa.
Fitar da wutar lantarki ta fi kyau wajen samar da "matsayin bullion" ko "ƙarfe masu kyau," amma tana buƙatar samar da wutar lantarki, sarrafa mafita, da kuma sarrafa laka mai ɗauke da ƙarfe masu mahimmanci da kuma ƙazanta masu haɗari.
5. Tsaftacewa daga Kayan da Aka Sake Amfani da Su (Haƙar ma'adinai na Birane)
Tare da ƙaruwar sharar lantarki, tsarkake zinare da azurfa daga "ma'adinan birane" yana ƙara zama da mahimmanci. Allon da'ira (PCBs), masu haɗawa, da wasu sassan suna ɗauke da ƙananan adadi mai mahimmanci na zinariya/azurfa. Tsarin gabaɗaya ya ƙunshi:
1. Gyaran injina kafin a yi amfani da shi: rarrabawa, niƙawa, rabuwar wutar lantarki/eddy.
2. Zaɓaɓɓen cirewa: narkar da ƙarfen tushe da farko (misali jan ƙarfe), sannan a cire zinare/azurfa.
3. Ƙarin tsaftacewa: ruwan sama mai zaɓi ko kuma sake tsara shi ta hanyar lantarki.
Babban ƙalubalen sake amfani da kayan aiki shine sarkakiyar kayan aiki (robobi, resins, masu hana harshen wuta) da kuma yuwuwar samar da sharar gida mai haɗari. Saboda haka, hanyoyin sake amfani da kayan aiki na zamani suna mai da hankali kan tsarin rufewa, tacewa, da kuma tsauraran hanyoyin magance sharar gida.
6. Kula da Inganci: Gwajin Abubuwan Ciki da Takaddun Shaida
Ana tabbatar da samfuran zinariya da azurfa tsantsa ta hanyar amfani da hanyoyin nazari kamar:
- Gwajin wuta (don tantance ainihin adadin zinare/azurfa).
- XRF (X-ray fluorescence) don nazarin abubuwan da aka haɗa cikin sauri.
– ICP-OES/ICP-MS don cikakken daidaito a matakan ƙazanta.
Bugu da ƙari, bullion don kasuwar saka hannun jari sau da yawa yana buƙatar takaddun shaida, tambarin masana'anta (mint/refiner), lambobin serial, da wasu ƙa'idodi na tsarki.
7. Tsaro da Bangarorin Muhalli
Tace ƙarfe mai daraja yana fallasa masana'antar ga sinadarai masu guba da gurɓatawa, da kuma yiwuwar hayaki mai gurbata muhalli. Kyakkyawan ayyuka sun haɗa da:
– Tsarin iska da kuma na'urar goge iskar gas.
– Maganin ruwan shara da kuma tsarkake sinadarin reagent.
– Amfani da kayan kariya na sirri (PPE) da hanyoyin gaggawa.
– Binciken muhalli da bin ƙa'idojin doka.
Hanyoyin zamani kuma suna ƙarfafa ƙarin sinadaran da ba su da illa ga muhalli, ingancin makamashi, da kuma murmurewa daga wannan tsari.
Kammalawa
Dabaru na tace zinare da azurfa sun haɗa da haɗakar pyrometallurgy, hydrometallurgy, da electrometallurgy, tare da electrorefining shine mabuɗin cimma mafi girman tsarki. Zaɓin hanyar ya dogara ne akan kayan da aka samo asali - ko ma'adinai, tattarawa, ko sharar da aka sake amfani da ita - da kuma abubuwan da ake so da kuma inganci. A zamanin masana'antu na zamani, tacewa ba wai kawai yana buƙatar ƙarfe masu daraja masu inganci ba, har ma da aminci, bin ƙa'idodi, da alhakin muhalli. Tare da ci gaban fasaha, hanyoyin tacewa suna ci gaba da tafiya zuwa ga tsarin zaɓi, mai amfani da makamashi, da dorewa ba tare da lalata ingancin zinariya da azurfa da aka samar ba.
