රන් සහ රිදී වැනි වටිනා ලෝහ පිරිපහදු කිරීමේ ශිල්පීය ක්රම
රන් (Au) සහ රිදී (Ag) වැනි වටිනා ලෝහ පිරිපහදු කිරීම ලෝපස්, සාන්ද්රණ හෝ ප්රතිචක්රීකරණය කරන ලද ද්රව්ය (උදා: භාවිතා කළ ආභරණ, ඉලෙක්ට්රොනික අපද්රව්ය සහ කාර්මික අපද්රව්ය) වලින් ලෝහවල සංශුද්ධතාවය වැඩි කිරීම සඳහා වැදගත් ක්රියාවලියකි. ඒවායේ ඉහළ ආර්ථික වටිනාකම සහ ආභරණ, ඉලෙක්ට්රොනික උපකරණ, වෛද්ය විද්යාව සහ ආයෝජන සඳහා බහුලව භාවිතා වීම නිසා, රන් සහ රිදී සංශුද්ධතා ප්රමිතීන් බොහෝ විට ඉතා ඉහළ මට්ටමක පැවතීම අවශ්ය වේ, උදාහරණයක් ලෙස, 99,9% (3N) හෝ 99,99% (4N). මෙම මට්ටම් සාක්ෂාත් කර ගැනීම සඳහා, අමුද්රව්ය වර්ගය, අපිරිසිදු අන්තර්ගතය, නිෂ්පාදන පරිමාණය, පිරිවැය සහ ආරක්ෂාව සහ පාරිසරික සලකා බැලීම් මත පදනම්ව තෝරා ගන්නා ලද විවිධ පිරිපහදු ශිල්පීය ක්රම භාවිතා කරනු ලැබේ.
1. පිරිපහදු කිරීමේ සාමාන්ය අදියර: සාන්ද්රණයේ සිට පිරිසිදු ලෝහ දක්වා
සාමාන්යයෙන්, රන් සහ රිදී පිරිපහදු කිරීම අදියර කිහිපයක් ඇතුළත් වේ. පළමුවැන්න ද්රව්ය සකස් කිරීමයි: තලා දැමීම, ඇඹරීම, භෞතික වෙන් කිරීම (උදා: ගුරුත්වාකර්ෂණය හෝ පාවෙන) සහ වියළීම. ඉන්පසු පාෂාණ හෝ මිශ්ර ලෝහ අනුකෘතියෙන් වටිනා ලෝහ ඉවත් කිරීම සඳහා ද්රව්ය නිස්සාරණය (කාන්දු වීම හෝ උණු කිරීම) හරහා සකසනු ලැබේ. පසුව, අපේක්ෂිත ශ්රේණිය ලබා ගන්නා තෙක් ඉතිරිව ඇති ඕනෑම අපද්රව්ය ඉවත් කිරීම සඳහා පිරිපහදු කිරීම සිදු කෙරේ.
රන් සහ රිදී පිරිපහදු කිරීම පයිෙරොමෙටලර්ජි (තාපය/උණු කිරීම), ජලෙලෝහ විද්යාව (රසායනික ද්රාවණ මත පදනම් වූ) හෝ විද්යුත්ෙලෝහ විද්යාව (විද්යුත් විච්ඡේදනය) හරහා සිදු කළ හැක. ප්රායෝගිකව, කර්මාන්තය බොහෝ විට කාර්යක්ෂමතාව සහ උසස් තත්ත්වයේ නිෂ්පාදන සඳහා ක්රම කිහිපයක් ඒකාබද්ධ කරයි.
2. පයිරොමෙටලර්ජි මගින් පිරිපහදු කිරීම (උණු කිරීම සහ වෙන් කිරීම)
අ) උණු කිරීම සහ ස්ලැග් වෙන් කිරීම (උණු කිරීම)
ඇතැම් ලෝපස් හෝ සාන්ද්රණයන්හිදී, වටිනා ලෝහ සාන්ද්රණය කරනු ලබන්නේ ඒවා ප්රවාහය සමඟ උණු කිරීමෙනි. ඉලක්කය වන්නේ රන්/රිදී රැගෙන යන ද්රව ලෝහයක් හෝ මැට් එකක් සෑදීමයි, ඒ අතරතුර අපද්රව්ය ස්ලැග් වෙත මාරු කරනු ලැබේ. මෙම අදියර "ආරම්භක සාන්ද්රණයක්" ලෙස ක්රියා කරයි, නමුත් සාමාන්යයෙන් ඉතා පිරිසිදු ලෝහ නිපදවන්නේ නැත.
b) රිදී/රත්රන් ඊයම් වලින් වෙන් කිරීම සඳහා කූපලේෂන් කිරීම
තවමත් බහුලව භාවිතා වන සම්භාව්ය තාක්ෂණයක් වන්නේ කුපලේෂන් ය, එයට ඊයම් (Pb) මිශ්ර ලෝහයක් වටිනා ලෝහයක් සමඟ ඔක්සිකාරක තත්වයන් යටතේ රත් කිරීම ඇතුළත් වේ. ඊයම් PbO2 (ලිතාර්ජ්) බවට ඔක්සිකරණය වී සිදුරු සහිත ද්රව්යයට (කුපල්) අවශෝෂණය වන අතර වඩාත් වටිනා රන් සහ රිදී ඉතිරි වේ. මෙම ක්රමය ඇතැම් සාම්පල සඳහා ඵලදායී වන අතර එය පරීක්ෂා කිරීමේදී ද භාවිතා වේ, නමුත් නවීන කාර්මික පරිමාණයෙන් එහි භාවිතය විමෝචන ගැටළු සහ ක්රියාවලි පාලනය සඳහා අවශ්යතාවය මගින් සීමා වේ.
ඇ) වෙන් කිරීම: රන් හා රිදී වෙන් කිරීම
රන් සහ රිදී මිශ්ර ලෝහයක් ලෙස පවතී නම් (උදාහරණයක් ලෙස, ඉලෙක්ට්රොනික හෝ ආභරණ මිශ්ර ලෝහවල), ඒ දෙක වෙන් කිරීම සඳහා වෙන් කිරීමේ ක්රියාවලියක් අවශ්ය වේ. සාම්ප්රදායිකව, වෙන් කිරීම යනු රිදී නිශ්චිත අම්ලයක් සමඟ තෝරාගත් ලෙස විසුරුවා හැරීමෙන් රත්රන් දිය නොවන ලෙස තබයි. එතැන් සිට, රිදී නැවත අවක්ෂේපණය කළ හැකි අතර, සංශුද්ධතාවය ලබා ගැනීම සඳහා රත්රන් තවදුරටත් සැකසිය හැකිය.
විශාල පරිමාණයන් සහ සංකීර්ණ ද්රව්ය හැසිරවීම සඳහා පයිරෝලෝහ විද්යාව ශක්තිමත් වේ, නමුත් බලශක්ති පරිභෝජනය සහ විමෝචන කළමනාකරණය ප්රධාන ගැටළු වේ.
3. ජල ලෝහ විද්යාව මගින් පිරිපහදු කිරීම (වරණීය ද්රාවණය සහ වර්ෂාපතනය)
ජල ලෝහ විද්යාවේදී ද්රාවණයක රසායනික ප්රතික්රියා උපයෝගී කරගනිමින් රන්/රිදී විසුරුවා හැර අපද්රව්ය වලින් වෙන් කරයි. එහි වාසි අතර ඉහළ තේරීමක් සහ ප්රතිචක්රීකරණය කරන ලද ද්රව්ය ඇතුළු විවිධ අමුද්රව්ය සඳහා එහි යෙදීම ඇතුළත් වේ.
අ) රත්රන් සඳහා සයනීකරණය (සයනීකරණය)
රත්තරන් නිස්සාරණය සඳහා වඩාත් ප්රසිද්ධ ක්රමවලින් එකක් වන්නේ සයනීකරණයයි, එහිදී රත්තරන් ඔක්සිජන් ඉදිරියේ සයනයිඩ් ද්රාවණයක දියකර ද්රාව්ය සංකීර්ණයක් සාදයි. රත්තරන් ද්රාවණයට දැමූ පසු, ප්රතිසාධනය සිදු කරනු ලබන්නේ:
– සක්රිය කාබන් අවශෝෂණය (CIP/CIL): රත්තරන් කාබන් සමඟ බැඳී, පසුව මුදා හරිනු ලැබේ (ඉලියුෂන්) සහ අවක්ෂේප කරනු ලැබේ.
– සින්ක් වර්ෂාපතනය (මෙරිල්–ක්රෝව්): සින්ක් ආධාරයෙන් ද්රාවණයෙන් රත්තරන් අවක්ෂේප කරනු ලැබේ, යම් රත්තරන් අන්තර්ගතයක් සහිත පැහැදිලි ද්රාවණ සඳහා සුදුසු වේ.
ප්රකෘතිමත් වීමෙන් පසුව, සාමාන්යයෙන් රත්රන් තවදුරටත් පිරිපහදු කළ යුතුය (නිදසුනක් ලෙස, එය ඩෝර් බාර්වලට උණු කිරීමෙන්, පසුව විද්යුත් රසායනිකව පිරිපහදු කිරීමෙන්).
වැදගත් සටහන: සයනයිඩ් භාවිතය එහි විෂ සහිත බව නිසා බෙහෙවින් නියාමනය කර ඇත, එබැවින් නවීන පහසුකම් සංවෘත පද්ධති, අපද්රව්ය විෂහරණය සහ දැඩි පාරිසරික අධීක්ෂණය භාවිතා කරයි.
b) රිදී ද්රාවණය: නයිට්රේට් සහ තයෝසල්ෆේට්
රිදී ද්රාව්ය ලවණ/සංකීර්ණ සාපේක්ෂව පහසුවෙන් සාදයි. සමහර ක්රියාවලීන්හිදී, රිදී නිශ්චිත මාධ්යවල රිදී නයිට්රේට් ලෙස දිය කළ හැකි අතර, පසුව වර්ෂාපතනය (උදා: AgCl ලෙස) හෝ ලෝහයට අඩු කිරීමෙන් නැවත ලබා ගත හැකිය. අනෙකුත් විකල්ප අතර පාලිත තත්වයන් යටතේ තයෝසල්ෆේට් වැනි සංකීර්ණ පද්ධති ඇතුළත් වේ. ප්රතික්රියාකාරකය තෝරා ගැනීම ද්රව්ය වර්ගය සහ පවතින අපද්රව්ය මගින් බලපායි.
ඇ) තෝරාගත් වර්ෂාපතනය සහ ද්රාවණ පිරිසිදු කිරීම
ලෝහය දිය වූ පසු, ද්රාවණයේ සාමාන්යයෙන් අපද්රව්ය (තඹ, යකඩ, සින්ක්, නිකල්) අඩංගු වේ. භාවිතා කරන ශිල්පීය ක්රම අතරට:
- අපිරිසිදු හයිඩ්රොක්සයිඩ් අවක්ෂේප කිරීම සඳහා pH අගය ගැලපීම.
– ඇතැම් දිය නොවන සංයෝග සෑදීම සඳහා අවක්ෂේපක කාරක එකතු කිරීම.
- ලෝහ සංකීර්ණ තෝරා බේරා අල්ලා ගැනීම සඳහා අයන හුවමාරුව.
- ඇතැම් කාර්මික යෝජනා ක්රමවල ද්රාවක නිස්සාරණය.
ජල ලෝහ විද්යාවේ සාර්ථකත්වය පවතින්නේ ද්රාවණ රසායන විද්යාව පාලනය කිරීම තුළ ය: pH අගය, රෙඩොක්ස් විභවය, උෂ්ණත්වය සහ ප්රතික්රියාකාරක සාන්ද්රණය.
4. විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම: සංශුද්ධතාවය සඳහා උසස් ප්රමිතීන්
ඉතා ඉහළ සංශුද්ධතාවයක් ලබා ගැනීම සඳහා, කර්මාන්තය විද්යුත් විච්ඡේදක පිරිපහදු කිරීම බහුලව භාවිතා කරයි. මූලධර්මය: අපිරිසිදු ලෝහ ඇනෝඩ ලෙස භාවිතා කරන අතර ඒවා විද්යුත් විච්ඡේදනය අතරතුර දිය වේ. ඉන්පසු පිරිසිදු ලෝහ කැතෝඩය මත තැන්පත් වන අතර, ඇතැම් අපද්රව්ය පවතිනු ඇත හෝ රොන් මඩ තුළට අවශෝෂණය වේ.
අ) රත්තරන් සඳහා වොල්විල් ක්රියාවලිය
වොල්විල් යනු ඉතා ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් රත්රන් (99,99% දක්වා) නිපදවීමට හැකියාව ඇති රත්රන් විද්යුත් පිරිපහදු කිරීමේ ක්රියාවලියකි. රන් ඩෝර් (රළු රත්රන්) ඇනෝඩය ලෙස භාවිතා කරන අතර පිරිසිදු රත්රන් කැතෝඩය මත අවක්ෂේප වේ. රිදී වැනි අපද්රව්ය බොහෝ විට දිය නොවන අවක්ෂේපයක් සාදන අතර ඇනෝඩ ස්ලයිම් ලෙස එකතු වන අතර, එය අනෙකුත් වටිනා ලෝහ (රිදී සහ ප්ලැටිනම් කාණ්ඩ ලෝහ ඇතුළුව) නැවත ලබා ගැනීම සඳහා සකසනු ලැබේ.
මෙම ක්රියාවලියේ වාසිය ඉතා ඉහළ නිෂ්පාදන ගුණාත්මක භාවයක් වන නමුත් එයට හොඳ විද්යුත් විච්ඡේදක පාලනයක් සහ යටිතල පහසුකම් අවශ්ය වේ.
b) රිදී සඳහා මෝබියස් ක්රියාවලිය
රිදී සඳහා, ප්රසිද්ධ විද්යුත් පිරිපහදු කිරීමේ ක්රමයක් වන්නේ මෝබියස් ක්රියාවලියයි. ඇනෝඩ රිදී කැතෝඩය මත පිරිසිදු රිදී ස්ඵටික ලෙස දිය වී අවක්ෂේප වේ. රත්තරන් වැනි අපද්රව්ය දිය නොවන අතර ඇනෝඩ රොන් මඩ ලෙස එකතු වන අතර ඒවා වෙන වෙනම සැකසීමට ඉඩ සලසයි. මෙම ක්රියාවලිය කාර්යක්ෂම වන අතර රිදී පිරිපහදු කම්හල්වල බහුලව භාවිතා වේ.
විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම "බුලියන් ශ්රේණියේ" හෝ "සියුම් ලෝහ" නිපදවීමේදී විශිෂ්ටයි, නමුත් එයට බල සැපයුමක්, ද්රාවණ පාලනයක් සහ වටිනා ලෝහ මෙන්ම භයානක අපද්රව්ය අඩංගු ඇනෝඩ රොන් මඩ හැසිරවීම අවශ්ය වේ.
5. ප්රතිචක්රීකරණය කරන ලද ද්රව්ය වලින් පිරිපහදු කිරීම (නාගරික පතල් කැණීම)
විද්යුත් අපද්රව්ය ඉහළ යාමත් සමඟ, "නාගරික පතල්" වලින් රන් හා රිදී පිරිසිදු කිරීම වඩ වඩාත් වැදගත් වෙමින් පවතී. පරිපථ පුවරු (PCB), සම්බන්ධක සහ ඇතැම් සංරචක වල කුඩා නමුත් වටිනා රන් / රිදී ප්රමාණයක් අඩංගු වේ. ක්රියාවලියට සාමාන්යයෙන් ඇතුළත් වන්නේ:
1. යාන්ත්රික පූර්ව ප්රතිකාර: වර්ග කිරීම, තලා දැමීම, චුම්භක/සුළි ධාරා වෙන් කිරීම.
2. වරණීය කාන්දු වීම: පළමුව මූලික ලෝහය (උදා: තඹ) විසුරුවා හැරීම, පසුව රන්/රිදී නිස්සාරණය කිරීම.
3. තවදුරටත් පිරිපහදු කිරීම: තෝරාගත් වර්ෂාපතනය හෝ විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම.
ප්රතිචක්රීකරණයේ ප්රධාන අභියෝග වන්නේ ද්රව්යවල සංකීර්ණත්වය (ප්ලාස්ටික්, දුම්මල, බ්රෝමිනීකෘත ගිනි නිවන ද්රව්ය) සහ අන්තරායකර අපද්රව්ය ජනනය වීමේ විභවයයි. එබැවින්, නවීන ප්රතිචක්රීකරණ ක්රියාවලීන් සංවෘත පද්ධති, පෙරීම සහ දැඩි අපද්රව්ය පිරිපහදු කිරීම අවධාරණය කරයි.
6. තත්ත්ව පාලනය: අන්තර්ගත පරීක්ෂාව සහ සහතික කිරීම
පිරිසිදු රන් සහ රිදී නිෂ්පාදන සාමාන්යයෙන් පහත සඳහන් විශ්ලේෂණාත්මක ක්රම මගින් සත්යාපනය කරනු ලැබේ:
- ගිනි පරීක්ෂාව (රන්/රිදී අන්තර්ගතය නිවැරදිව තීරණය කිරීම සඳහා).
– වේගවත් සංයුති විශ්ලේෂණය සඳහා XRF (X-ray fluorescence).
– අංශු මාත්ර අපිරිසිදු මට්ටම්වලදී ඉහළ නිරවද්යතාවයක් සඳහා ICP-OES/ICP-MS.
මීට අමතරව, ආයෝජන වෙළඳපොළ සඳහා බුලියන් සඳහා බොහෝ විට සහතික කිරීම, කර්මාන්තශාලා මුද්දර (මින්ට්/පිරිපහදුව), අනුක්රමික අංක සහ ඇතැම් සංශුද්ධතා ප්රමිතීන් අවශ්ය වේ.
7. ආරක්ෂාව සහ පාරිසරික අංශ
වටිනා ලෝහ පිරිපහදු කිරීම කර්මාන්තය විඛාදන සහ විෂ සහිත රසායනික ද්රව්යවලට මෙන්ම විභව විමෝචනයටද නිරාවරණය කරයි. හොඳ භාවිතයන්ට ඇතුළත් වන්නේ:
- වාතාශ්රය පද්ධතිය සහ ගෑස් ස්ක්රබර්.
– අපජල පිරිපහදු කිරීම සහ ප්රතික්රියාකාරක විෂහරණය.
- PPE භාවිතය සහ හදිසි අවස්ථා ක්රියා පටිපාටි.
- පාරිසරික විගණන සහ නියාමන අනුකූලතාව.
නවීන ප්රවේශයන් මගින් වඩාත් පරිසර හිතකාමී ප්රතික්රියාකාරක, බලශක්ති කාර්යක්ෂමතාව සහ ක්රියාවලියෙන් රසායනිකව යථා තත්ත්වයට පත් කිරීම දිරිමත් කරයි.
නිගමනය
රන් සහ රිදී පිරිපහදු කිරීමේ ශිල්පීය ක්රමවලට පයිරොමෙටලර්ජි, ජල ලෝහ විද්යාව සහ විද්යුත් ලෝහ විද්යාව යන සංකලනයක් ඇතුළත් වන අතර, විද්යුත් පිරිපහදු කිරීම ඉහළම සංශුද්ධතාවය ලබා ගැනීම සඳහා යතුර වේ. ක්රමය තෝරා ගැනීම රඳා පවතින්නේ මූලාශ්ර ද්රව්ය - ලෝපස්, සාන්ද්රණය හෝ ප්රතිචක්රීකරණය කළ අපද්රව්ය - මෙන්ම සංශුද්ධතාවය සහ පිරිවැය-කාර්යක්ෂමතා ඉලක්ක මත ය. නූතන කාර්මික යුගයේ දී, පිරිපහදු කිරීම සඳහා උසස් තත්ත්වයේ වටිනා ලෝහ පමණක් නොව ආරක්ෂාව, නියාමන අනුකූලතාව සහ පාරිසරික වගකීම ද අවශ්ය වේ. තාක්ෂණික දියුණුවත් සමඟ, පිරිපහදු කිරීමේ ක්රියාවලීන් නිෂ්පාදනය කරන ලද රන් සහ රිදීවල ගුණාත්මක භාවයට හානි නොකර වඩාත් තෝරාගත්, බලශක්ති-කාර්යක්ෂම සහ තිරසාර පද්ධති කරා ගමන් කරයි.
