अयस्क से सोना निकालने की तकनीकें और विधियाँ

अयस्क से सोना निकालने की तकनीकें और विधियाँ

अयस्क से सोने का प्रसंस्करण मूल्यवान खनिजों से युक्त चट्टानी पदार्थों से सोने को अलग करने और शुद्ध करने की तकनीकी प्रक्रियाओं की एक श्रृंखला है। चूंकि सोना आमतौर पर प्रकृति में आसानी से उपलब्ध "शुद्ध" रूप में नहीं पाया जाता है, इसलिए अयस्क की तैयारी, भौतिक पृथक्करण, लीचिंग और अंतिम शोधन से लेकर सटीक विधियों की आवश्यकता होती है। यह लेख अयस्क से सोने के प्रसंस्करण की सामान्य तकनीकों और विधियों, उनके कार्य सिद्धांतों, लाभों और हानियों, और महत्वपूर्ण सुरक्षा और पर्यावरणीय पहलुओं पर चर्चा करता है।

1. स्वर्ण अयस्क की विशेषताएं और प्रारंभिक परीक्षण का महत्व

प्रसंस्करण विधि चुनने से पहले, अयस्क की विशेषताओं को समझना एक महत्वपूर्ण कदम है। सोने का अयस्क निम्न प्रकार का हो सकता है:
– ऑक्साइड अयस्क (आमतौर पर इन्हें संसाधित करना आसान होता है)।
– सल्फाइड अयस्क (अक्सर "अपघटनीय" होते हैं क्योंकि सोना पाइराइट/आर्सेनोपाइराइट जैसे सल्फाइड खनिजों में फंसा होता है)।
– कार्बनयुक्त अयस्क या प्रीग-रॉबिंग (प्राकृतिक कार्बन सोने के मिश्रण को अवशोषित कर लेता है जिससे पुनर्प्राप्ति कम हो जाती है)।
– प्लेसर/जलोढ़ (नदी की रेत/बजरी में मुक्त सोने के कण)।

औद्योगिक अभ्यास में, सोने की मात्रा का विश्लेषण (अग्नि परीक्षण), खनिज परीक्षण (सूक्ष्ममापी/एक्सआरडी), और प्रयोगशाला स्तर पर लीचिंग परीक्षण जैसे धातुकर्म परीक्षण पुनर्प्राप्ति का अनुमान लगाने और सबसे प्रभावी प्रक्रिया मार्ग निर्धारित करने के लिए किए जाते हैं।

2. अयस्क की तैयारी: कुचलना और पीसना

प्रसंस्करण का प्रारंभिक चरण अयस्क के आकार को कम करना है ताकि सोने के खनिज अशुद्ध चट्टानों से मुक्त हो जाएं।

1) कुचलना
खदान से निकलने वाला अयस्क आमतौर पर आकार में बड़ा होता है, फिर उसे जॉ क्रशर या कोन क्रशर का उपयोग करके सेंटीमीटर के आकार में कुचल दिया जाता है।

2) पीसना/पिसाई करना
उसके बाद, अयस्क को बॉल मिल या एसएजी मिल का उपयोग करके बारीक आकार में पीसा जाता है (उदाहरण के लिए, 80% 75-150 माइक्रोन से गुजरता है), जो कि निकासी आवश्यकताओं पर निर्भर करता है।

लक्ष्य केवल सामग्री को परिष्कृत करना नहीं है, बल्कि इष्टतम आकार प्राप्त करना है। बहुत मोटे कणों वाली सामग्री से सोना निकालना मुश्किल हो जाता है, जबकि बहुत महीन कणों वाली सामग्री से अभिकर्मक की खपत बढ़ जाती है और ठोस-तरल पृथक्करण जटिल हो जाता है।

3. गुरुत्वाकर्षण संकेंद्रण: विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण में अंतर का दोहन

यदि अयस्क में अपेक्षाकृत मोटे कणों वाला मुक्त सोना मौजूद है, तो गुरुत्वाकर्षण विधि बहुत प्रभावी होती है क्योंकि सोने का विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण अधिक होता है।

सामान्य उपकरण:
– स्लुइस बॉक्स (छोटे पैमाने/प्लेसर पर आम)।
– सर्पिल सांद्रक।
मेज हिल रही है।
– नेल्सन कंसंट्रेटर या फाल्कन कंसंट्रेटर (सेंट्रीफ्यूगल कंसंट्रेटर)।

गुरुत्वाकर्षण विधि के लाभ इसकी सापेक्ष सरलता, कम परिचालन लागत और रासायनिक निर्भरता का अभाव हैं। इसके नुकसानों में अत्यंत महीन सोने या सल्फाइड खनिजों में बंधे सोने के लिए इसकी अप्रभावीता शामिल है।

4. प्लवन प्रक्रिया: स्वर्ण युक्त खनिजों का सांद्रण

सल्फाइड अयस्कों में, सोना अक्सर पाइराइट, चालकोपाइराइट या आर्सेनोपाइराइट के साथ पाया जाता है। ऐसे मामलों में, उच्च श्रेणी के सल्फाइड सांद्रण का उत्पादन करने के लिए फ्लोटेशन का उपयोग किया जा सकता है, जिससे आगे की प्रक्रिया के लिए आवश्यक सामग्री की मात्रा कम हो जाती है।

उत्प्लावन का सिद्धांत:
– खनिज कणों को संग्राहकों (जैसे ज़ैंथेट) की सहायता से जलविरोधी बनाया जाता है।
– हवा फूंकी जाती है ताकि जलविरोधी खनिज बुलबुलों से चिपक जाएं और झाग (सांद्रित पदार्थ) के रूप में तैरने लगें।
अन्य खनिज पदार्थ लुगदी में अपशिष्ट के रूप में रह जाते हैं।

प्लवन उत्पादों (सांद्रित पदार्थों) को आमतौर पर लीचिंग या ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं (विशेष रूप से दुर्दम्य अयस्कों के लिए) के माध्यम से आगे संसाधित किया जाता है।

5. लीचिंग: सोने को रासायनिक रूप से घोलना

लीचिंग कई आधुनिक स्वर्ण मिलों का मूल आधार है। मुक्त सोने को एक घुलनशील यौगिक में घोला जाता है और फिर उसे पुनः प्राप्त किया जाता है।

ए) साइनाइडेशन
औद्योगिक क्षेत्र में सबसे व्यापक रूप से प्रयुक्त विधि साइनाइड लीचिंग है, क्योंकि यह कई अयस्कों के लिए प्रभावी और चयनात्मक है। क्षारीय पीएच स्थितियों और ऑक्सीजन की उपस्थिति में सोना साइनाइड विलयनों में घुलनशील यौगिक बनाता है।

दो सामान्य विन्यास:
– सीआईएल (कार्बन-इन-लीच): घुलित सोने को अवशोषित करने के लिए सक्रिय कार्बन को सीधे लीच टैंक में रखा जाता है।
– सीआईपी (कार्बन-इन-पल्प): इसमें पहले लीचिंग की जाती है, फिर अगले चरण में कार्बनीकरण किया जाता है।

लाभ: उपयुक्त अयस्कों पर उच्च पुनर्प्राप्ति और बड़े पैमाने पर सिद्ध।
चुनौती: प्रक्रिया मापदंडों पर सख्त नियंत्रण और अपशिष्ट पदार्थों का सुरक्षित प्रबंधन आवश्यक है।

b) ढेर लीचिंग
कम श्रेणी और पारगम्य अयस्क के लिए, हीप लीचिंग का उपयोग किया जाता है:
अयस्क को कुचला जाता है, कभी-कभी उसे एकत्रित किया जाता है, और फिर एक सीलबंद पैड पर ढेर किया जाता है।
– लीच घोल को ऊपर से डाला जाता है (पानी मिलाया जाता है)।
– इस घोल को नीचे एकत्र किया जाता है और सोने को निकालने के लिए संसाधित किया जाता है।

इस विधि में सीआईएल/सीआईपी संयंत्रों की तुलना में पूंजीगत लागत कम होती है, लेकिन यह आमतौर पर धीमी होती है और रिकवरी भी कम हो सकती है।

ग) साइनाइड-रहित विकल्प (व्यवहार्यता के आधार पर)
कुछ वैकल्पिक उपाय जिन पर शोध किया गया है/लागू किए गए हैं, वे सीमित हैं:
– थायोसल्फेट लीचिंग (अयस्क से अयस्क निकालने की संभावना)।
– हैलाइड लीचिंग (कुछ परिस्थितियों में क्लोराइड/ब्रोमाइड)।
हालांकि, सामान्य तौर पर इसके प्रयोग के लिए अधिक जटिल प्रक्रिया नियंत्रण की आवश्यकता होती है और कई खानों के लिए यह साइनाइडेशन जितना आम नहीं है।

6. अपघटनीय अयस्क प्रसंस्करण: लीचिंग से पहले ऑक्सीकरण

दुर्दम्य अयस्क वे अयस्क होते हैं जिनमें सोना सल्फाइड खनिजों में "फंसा" होता है या किसी विशिष्ट मैट्रिक्स द्वारा अवरुद्ध होता है, जिससे पूर्व-उपचार के बिना साइनाइड अप्रभावी हो जाता है। पूर्व-उपचार विधियों में शामिल हैं:

1) भूनना
उच्च तापमान पर सल्फाइड ऑक्सीकृत हो जाते हैं, जिससे सोना अधिक उजागर हो जाता है। उत्सर्जन नियंत्रण (जैसे SO₂/As) आवश्यक है।

2) दाब ऑक्सीकरण (पीओएक्स)
ऑक्सीजन युक्त दाबयुक्त ऑटोक्लेव में ऑक्सीकरण। रिकवरी उच्च हो सकती है, लेकिन पूंजीगत लागत अधिक होती है।

3) जैव-ऑक्सीकरण (BIOX)
नियंत्रित परिस्थितियों में बैक्टीरिया का उपयोग करके सल्फाइड का ऑक्सीकरण करना। यह भूनने की तुलना में अधिक "बेहतर" है, लेकिन इसमें प्रसंस्करण समय और बायोरेक्टर प्रबंधन की आवश्यकता होती है।

पूर्व-ऑक्सीकरण के बाद, सोने को घोलने के लिए अयस्क/सांद्रण को लीच किया जाता है (आमतौर पर साइनाइड के साथ)।

7. विलयन से सोने की पुनर्प्राप्ति: सक्रिय कार्बन, रेज़िन और अवक्षेपण

एक बार जब सोना घुल जाए, तो अगला चरण इसे घोल से निकालना है।

– सक्रिय कार्बन अधिशोषण (CIP/CIL): कार्बन स्वर्ण संकुल को अधिशोषित करता है। फिर एक विशेष विलयन का उपयोग करके कार्बन को निकाला जाता है (अलग किया जाता है) ताकि स्वर्ण मुक्त हो सके।
– रेज़िन-इन-पल्प (आरआईपी): आयन एक्सचेंज रेज़िन कुछ शर्तों के तहत कार्बन की जगह लेता है, कभी-कभी यह गंदगी के प्रति अधिक प्रतिरोधी होता है।
– जस्ता अवक्षेपण (मेरिल-क्रो विधि): समृद्ध विलयन को शुद्ध और ऑक्सीजन रहित किया जाता है, और फिर जस्ता पाउडर का उपयोग करके सोने का अवक्षेपण किया जाता है। यह विधि अपेक्षाकृत स्वच्छ विलयनों के लिए उपयुक्त है।

अंततः जो परिणाम मिलता है वह आमतौर पर एक गाढ़ा पदार्थ/सांद्रित पदार्थ होता है जिसे आगे परिष्कृत करने से पहले डोरे (सोने-चांदी का मिश्र धातु) में पिघलाया जाता है।

8. गलाने और परिष्करण

प्राप्त उत्पाद (जैसे, इल्यूशन प्रेसिपिटेट या मेरिल-क्रो) को सुखाया जाता है और फिर डोरे बार बनाने के लिए फ्लक्स का उपयोग करके पिघलाया जाता है। इसके बाद डोरे को रिफाइनरी में निम्नलिखित प्रक्रिया द्वारा शुद्ध किया जाता है:
– विद्युत अपघटन प्रक्रियाएं (उदाहरण के लिए, उच्च शुद्धता वाले सोने के लिए वोहलविल प्रक्रिया)।
– मिलर प्रक्रिया (कुछ अशुद्धियों को अलग करने के लिए क्लोरीन का उपयोग करना)।
शोधन प्रक्रिया से व्यापारिक मानकों के अनुसार उच्च श्रेणी का सोना (जैसे 99,99%) प्राप्त होता है।

9. अपशिष्ट प्रबंधन, प्रक्रिया जल और पर्यावरणीय पहलू

सोने के प्रसंस्करण से हमेशा अपशिष्ट पदार्थ (बचे हुए ठोस पदार्थ) और प्रक्रिया जल उत्पन्न होते हैं, जिनका सुरक्षित प्रबंधन आवश्यक है। सामान्य प्रक्रियाओं में निम्नलिखित शामिल हैं:
– भू-तकनीकी डिजाइन के साथ टीएसएफ (टेलिंग्स स्टोरेज फैसिलिटी) में टेलिंग्स का गाढ़ापन और भंडारण।
– जल की खपत कम करने के लिए प्रक्रिया के दौरान उपयोग होने वाले पानी का पुनर्चक्रण करें।
– अभिकर्मक अवशेषों का विषहरण (उदाहरण के लिए, यदि आवश्यक हो तो कुछ ऑक्सीकरण प्रक्रियाओं द्वारा साइनाइड अवशेषों का अपचयन)।
– जल गुणवत्ता की निगरानी, ​​अपशिष्ट बांध की स्थिरता और खदान बंद करने की योजनाओं की निगरानी।

व्यावसायिक स्वास्थ्य और सुरक्षा (के3) पहलू भी महत्वपूर्ण हैं: अभिकर्मकों का उपयोग, धूल नियंत्रण, खतरनाक पदार्थों के संपर्क में आने की रोकथाम और आपातकालीन प्रक्रियाएं संचालन प्रणाली का हिस्सा होनी चाहिए।

10. केसिम्पुलन

अयस्क से सोना निकालने की तकनीकें और विधियाँ अयस्क के प्रकार, उसकी मात्रा और खनिज संबंधी विशेषताओं पर बहुत हद तक निर्भर करती हैं। सामान्य प्रक्रियाओं में कुचलना और पीसना, गुरुत्वाकर्षण सांद्रण और/या प्लवन, लीचिंग (अक्सर CIL/CIP या हीप लीच में साइनाइडेशन), विलयन से सोना निकालना और फिर गलाने और परिष्करण शामिल हैं। दुर्दम्य अयस्कों के लिए, सोने को प्रभावी ढंग से निकालने के लिए भूनना, POX या जैव-ऑक्सीकरण जैसे पूर्व-ऑक्सीकरण चरणों की आवश्यकता होती है। इन सबसे ऊपर, आधुनिक सोने के प्रसंस्करण की सफलता सख्त प्रक्रिया नियंत्रणों के कार्यान्वयन, जिम्मेदार अपशिष्ट और जल प्रबंधन और व्यावसायिक सुरक्षा और पर्यावरण संरक्षण के प्रति प्रतिबद्धता पर भी निर्भर करती है।

यदि आप चाहें, तो मैं इस लेख को औद्योगिक स्तर के संदर्भ में (फ्लोशीट और सामान्य मापदंडों के साथ) या छोटे/मध्यम स्तर के संदर्भ में (गुरुत्वाकर्षण सांद्रण और बुनियादी परिचालन पद्धतियों पर अधिक ध्यान केंद्रित करते हुए) आपकी आवश्यकताओं के अनुरूप ढाल सकता हूँ।