உலோகத் தாது பதப்படுத்துதலின் கோட்பாடுகள் மற்றும் முறைகள்

உலோகத் தாது பதப்படுத்துதலின் கோட்பாடுகள் மற்றும் முறைகள்

உலோகத் தாது பதப்படுத்துதல் என்பது, சுரங்கத்திலிருந்து எடுக்கப்பட்ட மூலப்பொருட்களை (தாது) செறிவுகள், தூய உலோகங்கள் அல்லது உலோகக் கலவைகள் போன்ற அதிக மதிப்புள்ள பொருட்களாக மாற்றுவதற்குப் பயன்படுத்தப்படும் தொடர்ச்சியான பொறியியல் செயல்முறைகள் ஆகும். புதிதாக வெட்டி எடுக்கப்பட்ட தாது பொதுவாக அசுத்தங்களுடன் (கசடு) கலந்திருக்கும், அளவில் மாறுபடும், மற்றும் தொழில்துறை தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்யாத உலோக உள்ளடக்கத்தைக் கொண்டிருக்கும். எனவே, அதிக உலோக விளைச்சலை அடைவதற்கும், செலவுகளைத் திறம்படக் கையாளுவதற்கும், சுற்றுச்சூழல் பாதிப்புகளை நிர்வகிப்பதற்கும் அறிவியல் கோட்பாடுகளும் பொருத்தமான பதப்படுத்தும் முறைகளும் தேவைப்படுகின்றன.

உலோகத் தாது பதப்படுத்துதலின் அடிப்படைக் கோட்பாடுகள்

1. இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளுக்கு இடையிலான வேறுபாடுகள்
சாராம்சம் தாது பதப்படுத்துதல் பிரித்தெடுத்தல் என்பது மதிப்புமிக்க கனிமங்களுக்கும் மாசு கனிமங்களுக்கும் இடையிலான பண்பு வேறுபாடுகளைப் பயன்படுத்தும் ஒரு செயல்முறையாகும். இந்த வேறுபாடுகளில் அடர்த்தி, காந்தத்தன்மை, மின் பண்புகள், துகள் அளவு, மேற்பரப்பு பண்புகள் (நீர்வெறுப்பு/நீர்விருப்பம்) மற்றும் வேதியியல் வினைத்திறன் கூட அடங்கும். கனிமங்களின் முதன்மைப் பண்புகளை அறிந்துகொள்வதன் மூலம், இயக்குநர்கள் மிகவும் பயனுள்ள பிரித்தெடுக்கும் முறையைத் தேர்ந்தெடுக்க முடியும்.

2. கனிம விடுவிப்பு
விடுவிப்பு என்பது, மதிப்புமிக்க கனிமங்கள் அசுத்தங்களிலிருந்து விடுவிக்கப்பட்டு, அவற்றைப் பிரித்தெடுக்க வழிவகுக்கும் ஒரு கட்டமாகும். இந்த விடுவிப்பு, பொதுவாக நொறுக்குதல் (நொறுக்குதல் மற்றும் அரைத்தல்) மூலம் அடையப்படுகிறது. பிரித்தெடுப்பின் வெற்றிக்கு, விடுவிக்கப்படும் கனிமத்தின் அளவு மிகவும் முக்கியமானது; அதன் அளவு மிகப் பெரியதாக இருந்தால், கனிமங்கள் "பூட்டப்பட்ட" நிலையிலேயே இருந்து, பிரித்தெடுப்பைக் கடினமாக்கிவிடும். இருப்பினும், அதன் அளவு மிகவும் நுண்ணியதாக இருந்தால், ஆற்றல் செலவுகள் அதிகரித்து, கழிவுகளில் உலோக இழப்பு ஏற்படும் அபாயமும் கூடுகிறது. எனவே, அளவை உகந்த நிலைக்குக் கொண்டுவருவது மிகவும் அவசியமாகும்.

3. மீட்சிக்கும் தரத்திற்கும் இடையிலான சமநிலை
தாது பதப்படுத்துதலில் இரண்டு முதன்மை இலக்குகள் உள்ளன: மீட்பு (மீட்கப்பட்ட உலோகத்தின் சதவீதம்) மற்றும் தரம் (பொருளில் உள்ள உலோகத்தின் அளவு). இந்த இரண்டும் பெரும்பாலும் ஒன்றுக்கொன்று நேர்மாறாகத் தொடர்புடையவை: தரம் அதிகமாக இருந்தால், மீட்பு குறைவாக இருக்கும், மற்றும் நேர்மாறாகவும் இருக்கும். தொழில்துறை நடைமுறையானது, மூலப்பொருட்களின் விலைகள், இயக்கச் செலவுகள் மற்றும் உருக்காலை அல்லது சுத்திகரிப்பு ஆலையின் விவரக்குறிப்புகளைக் கருத்தில் கொண்டு, உகந்த இயக்கப் புள்ளியில் கவனம் செலுத்துகிறது.

4. ஆற்றல் மற்றும் நீர் திறன்
நொறுக்குதல் என்பது நுகர்வுகளில் ஒன்றாகும் கனிம பதப்படுத்தும் ஆலைகளில் மிகப்பெரிய ஆற்றல்மேலும், கழிவுநீரை வகைப்படுத்தவும், மிதக்க விடவும், கொண்டு செல்லவும் தண்ணீர் தேவைப்படுகிறது. நவீன கோட்பாடுகள், கருவிகளைத் தேர்ந்தெடுப்பதன் மூலம் ஆற்றல் திறனை மேம்படுத்துவதை வலியுறுத்துகின்றன. பொருத்தமான (எ.கா. HPGR, SAG ஆலை) மற்றும் செயல்முறை நீர் மறுசுழற்சி மற்றும் கழிவு மேலாண்மை மூலம் நீர் திறனை மேம்படுத்துதல்.

5. பாதுகாப்பு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மேலாண்மை
தாது பதப்படுத்தும் செயல்முறையானது, கழிவுப் படிவுகள், தூசி மற்றும் அமிலச் சுரங்க வடிகால் போன்ற வடிவங்களில் கழிவுகளை உருவாக்குகிறது. அபாயகரமான பொருட்கள் வெளியேறுவதைக் குறைத்தல், pH மற்றும் கரைந்த உலோகங்களைக் கட்டுப்படுத்துதல், மற்றும் கழிவுப் படிவுகளைப் பாதுகாப்பாக நிர்வகித்தல் ஆகியவை முக்கியக் கொள்கைகளாகும். பல செயல்முறைகளில் சுழலும் இயந்திரங்கள், உயர் அழுத்தங்கள் மற்றும் இரசாயனங்கள் சம்பந்தப்பட்டிருப்பதால், தொழில்சார் பாதுகாப்பும் மிகவும் இன்றியமையாதது.

உலோகத் தாது பதப்படுத்துதலின் முக்கிய முறைகள்

பொதுவாக, உலோகத் தாது பதப்படுத்துதலை மூன்று முக்கியப் பிரிவுகளாகப் பிரிக்கலாம்: இயற்பியல் பதப்படுத்துதல் (கனிமப் பிரிப்பு), வெப்ப உலோகவியல் மற்றும் நீர் உலோகவியல். நடைமுறையில், இந்தச் செயல்முறை ஓட்டம் பெரும்பாலும் பல முறைகளின் கலவையாகவே உள்ளது.

1. பௌதீக செயலாக்கம் (செறிவூட்டல்)

உலோகப் பிரித்தெடுப்பு நிலைக்குள் நுழைவதற்கு முன்பு, உயர் தர செறிவை உற்பத்தி செய்வதே இயற்பியல் செயலாக்கத்தின் நோக்கமாகும்.

அ. நொறுக்குதல் மற்றும் அரைத்தல்
தாதுவின் பெரிய கட்டிகளை, தொழிற்சாலையால் கையாளக்கூடிய அளவிற்குச் சிறுமைப்படுத்துவதற்காக நசுக்குதல் செய்யப்படுகிறது.
அரைக்கும் செயல்முறையில், அதிக மதிப்புள்ள கனிமங்களைப் பிரித்தெடுப்பதற்காக, ஒரு ஆலையைப் பயன்படுத்தி அவை மிக நுண்ணிய துகள்களாக உருவாக்கப்படுகின்றன.

பொதுவான உபகரணங்கள்: தாடை நொறுக்கி, கூம்பு நொறுக்கி, பந்து அரவை, தண்டு அரவை, SAG அரவை. இந்தக் கட்டத்தில், துகள்களின் அளவுகளைப் பிரிப்பதற்காக சல்லடைகள் அல்லது நீர்ச்சுழற்சி இயந்திரங்களைப் பயன்படுத்தி வகைப்படுத்துதல் செயல்முறையும் பெரும்பாலும் மேற்கொள்ளப்படுகிறது.

b. ஈர்ப்பு பிரிப்பு
இந்த முறை, மதிப்புமிக்க கனிமங்களுக்கும் மாசுகளுக்கும் இடையிலான அடர்த்தி வேறுபாட்டைப் பயன்படுத்துகிறது. இது தனித்த தங்கம், கேசிட்டரைட் (SnO₂) மற்றும் சில இரும்புக் கனிமங்கள் போன்ற கனமான கனிமங்களைக் கொண்ட தாதுக்களுக்கு ஏற்றது.
உபகரணங்கள்: ஜிங், சுழல் செறிவூக்கி, அதிர்வு மேசை, நீர் வழிப் பெட்டி, மற்றும் மையவிலக்கு செறிவூக்கி. இதன் நன்மைகள், இதன் ஒப்பீட்டு எளிமை மற்றும் குறைந்தபட்ச இரசாயனத் தேவைகள் ஆகும், ஆனால் மிக நுண்ணிய துகள்களுக்கு இதன் செயல்திறன் குறைகிறது.

c. காந்தப் பிரிப்பு
மேக்னடைட் போன்ற காந்தப் பண்புகளைக் கொண்ட கனிமங்களுக்கும், மாசுகளைப் பிரித்தெடுக்கவும் இது பயன்படுகிறது. சில தொழில்துறை தாதுக்களில் உள்ள இரும்புகனிமத்தின் தன்மையைப் பொறுத்து, குறைந்த மற்றும் அதிக செறிவுள்ள காந்தப்புலங்கள் வேறுபடுகின்றன.
உபகரணங்கள்: டிரம் காந்தப் பிரிப்பான், உயர்-சாய்வு காந்தப் பிரிப்பான்.

d. மிதத்தல் (நுரை மிதத்தல்)
தாமிரம், ஈயம், துத்தநாகம் மற்றும் நிக்கல் போன்ற உலோக சல்பைடுகள் மற்றும் சில ஆக்சைடு கனிமங்களுக்கு மிதத்தல் முறை மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் முறையாகும். இதன் கொள்கை, மேற்பரப்புப் பண்புகளில் உள்ள வேறுபாடுகளைப் பயன்படுத்துகிறது: சில கனிமங்கள் நீர்வெறுப்புத் தன்மை கொண்டவையாக மாற்றப்படுவதால், அவை காற்றுக் குமிழ்களுடன் ஒட்டிக்கொண்டு நுரையாக மிதக்கின்றன, அதே சமயம் அசுத்தங்கள் கூழிலேயே தங்கிவிடுகின்றன.
முக்கிய வினைப்பொருட்கள்: சேகரிப்பான், நுரைப்பான், மாற்றி (pH சீராக்கி), அடக்கி, செயலூக்கி. மிதத்தல் செயல்முறை மிகவும் நெகிழ்வானது, ஆனால் இதற்கு கடுமையான வேதியியல் மற்றும் செயல்பாட்டுக் கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது.

இ. அளவு அடிப்படையிலான பிரிப்பு (அளவிடுதல்)
சில சமயங்களில், நொறுக்குதலுக்குப் பிறகு துகள்களின் அளவில் ஏற்படும் வேறுபாடு குறிப்பிடத்தக்கதாக இருப்பதால், சலித்தல் அல்லது வகைப்படுத்துதல் மூலம் எளிமையாகப் பிரிப்பது, அடுத்தடுத்த செயல்முறைத் திறனை மேம்படுத்த உதவுகிறது. தரம் அதிகரிப்பதற்கு அளவு பிரித்தல் அரிதாகவே தனியாகச் செயல்படுகிறது, ஆனால் அது ஒரு துணைப் படியாக முக்கியத்துவம் பெறுகிறது.

2. வெப்ப உலோகவியல் (அதிக வெப்பத்தைப் பயன்படுத்திப் பிரித்தெடுத்தல்)

வெப்ப உலோகவியல் என்பது உயர் வெப்பநிலையைப் பயன்படுத்தி உலோகங்களைப் பிரித்தெடுக்கும் ஒரு செயல்முறையாகும், இதில் பெரும்பாலும் ஆக்சிஜனேற்ற-ஒடுக்க வினைகள் இடம்பெறுகின்றன.

அ. சுட்டெரித்தல் மற்றும் வறுத்தல்
– சுண்ணமாக்கல் என்பது தாதுவைச் சூடுபடுத்தி, அதிலுள்ள நீர், கார்பன் டை ஆக்சைடு அல்லது ஆவியாகும் கூறுகளை அகற்றும் ஒரு செயல்முறையாகும்.
வறுத்தல் செயல்முறையானது சல்பைடுகளை ஆக்சைடுகளாகவும் SO₂ ஆகவும் ஆக்சிஜனேற்றம் செய்து, தாதுவை உருக்குவதற்கோ அல்லது பிரித்தெடுப்பதற்கோ தயார் செய்கிறது.

உதாரணம்: தாமிரம் அல்லது துத்தநாக சல்பைடு செறிவுகளை வறுத்தல்.

b. உருக்குதல்
உருக்குதல் என்பது, கசடிலிருந்து உலோகம் அல்லது மேட் (உலோக சல்பைடுகளின் கலவை) ஆகியவற்றைப் பிரிப்பதற்காக, செறிவூட்டப்பட்ட உலோகத்தை ஒரு உலையில் உருக்குவதாகும். அசுத்தங்களைப் பிணைப்பதற்காக சிலிக்கா அல்லது சுண்ணாம்பு போன்ற பாய்மங்கள் சேர்க்கப்படுகின்றன.
உதாரணம்: செம்பு உருக்குதல் மூலம் செம்புப் பாளங்கள் உருவாகின்றன, அவை பின்னர் மேலும் சுத்திகரிக்கப்படுகின்றன.

சி. வெப்ப மாற்றம் மற்றும் சுத்திகரிப்பு
மந்தமான அல்லது கரடுமுரடான உலோகத்தில் பொதுவாக அசுத்தங்கள் இருக்கும். மாற்றும் செயல்முறை இந்த அசுத்தங்களை ஆக்ஸிஜனேற்றம் செய்து, அவற்றை கசடு அல்லது வாயுவாகப் பிரிக்கிறது. உயர் தூய்மையை அடைவதற்காக, அடுத்தடுத்த கட்டங்களில் தீ சுத்திகரிப்பு அல்லது மின் சுத்திகரிப்பு போன்றவை மேற்கொள்ளப்படலாம்.

வெப்ப உலோகவியலின் நன்மைகள் வேகமான செயல்முறை விகிதங்கள் மற்றும் அதிக உற்பத்தித் திறனுக்கு ஏற்ற தன்மை ஆகியவை ஆகும், ஆனால் ஆற்றல் செலவுகள் அதிகம் மற்றும் வாயு வெளியேற்றங்களைக் கட்டுப்படுத்த வேண்டும்.

3. நீர் உலோகவியல் (கரைசல் பிரித்தெடுத்தல்)

நீர் உலோகவியல், திரவ நிலையில் நிகழும் வேதி வினைகளைப் பயன்படுத்தி உலோகங்களைக் கரைத்து, பின்னர் அவற்றை கரைசலிலிருந்து பிரித்தெடுக்கிறது.

அ. கசிவு
கரைத்தல் செயல்முறையானது, குறிப்பிட்ட கரைப்பான்களைப் பயன்படுத்தி தாது அல்லது செறிவூட்டப்பட்ட பொருளிலிருந்து உலோகத்தைக் கரைப்பதாகும்.
– தாமிர ஆக்சைடுக்கு: கந்தக அமிலக் கரைசல் (H₂SO₄).
– தங்கத்திற்கு: pH கட்டுப்பாட்டுடன் கூடிய சயனைடேற்றம் (NaCN), அல்லது சில சந்தர்ப்பங்களில் தையோசல்பேட் போன்ற மாற்று வழிகள்.
– நிக்கல் லேட்டரைட்டிற்கு: உயர் வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் அமிலத்தைப் பயன்படுத்தி செய்யப்படும் உயர் அழுத்தக் கரைத்தல் (HPAL).

b. கரைசல்களைப் பிரித்தல் மற்றும் சுத்திகரித்தல்
கசிவு செயல்முறைக்குப் பிறகு, உலோகம் செறிந்த கரைசல் (செறிவூட்டப்பட்ட கசிவுக் கரைசல்) பின்வருமாறு பதப்படுத்தப்படுகிறது:
– கரைப்பான் பிரித்தெடுத்தல் (SX): உலோக அயனிகளை கரிமக் கட்டத்திற்கு மாற்றுகிறது.
– அயனிப் பரிமாற்றம்: பிசின் குறிப்பிட்ட உலோக அயனிகளை ஈர்க்கிறது.
– வீழ்படிவாக்கல்: உலோகங்களை ஹைட்ராக்சைடுகள், சல்பைடுகள் அல்லது குறிப்பிட்ட உப்புகளாக வீழ்படிவாக்குதல்.

c. மின்னாக்கப் பிரித்தெடுத்தல் மற்றும் மின்சுத்திகரிப்பு
– மின்னாற்பிரிப்பு (EW) முறையில், ஒரு மின்சாரம் பாய்வதன் மூலம் ஒரு எதிர்மின்வாயில் கரைசலில் இருந்து உலோகம் வீழ்படிவாக்கப்பட்டு, உயர் தூய்மையான உலோகம் (எ.கா., எதிர்மின்வாய் தாமிரம்) உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது.
மின் சுத்திகரிப்பு முறையானது, செம்பு, நிக்கல் மற்றும் விலையுயர்ந்த உலோகங்களில் பொதுவாகக் காணப்படும் கச்சா உலோகங்களை மிகவும் தூய்மையான நிலைகளுக்குச் சுத்திகரிக்கிறது.

நீரியல் உலோகவியல், நன்கு நிர்வகிக்கப்பட்டால், அதிக தேர்ந்தெடுப்புத் தன்மை கொண்டதாகவும் சுற்றுச்சூழலுக்கு உகந்ததாகவும் இருக்க முனைகிறது, ஆனால் இதற்கு கரைசல்கள், வினைப்பொருட்கள் மற்றும் உருவாகக்கூடிய கழிவுநீர் ஆகியவற்றின் கடுமையான மேலாண்மை தேவைப்படுகிறது.

மூடுகிறது

உலோகத் தாது பதப்படுத்துதலின் கோட்பாடுகளும் முறைகளும் ஒரே இலக்கிலிருந்து உருவாகின்றன: மதிப்புமிக்க கனிமங்களைத் திறமையாகப் பிரித்தெடுப்பதன் மூலமும் உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பதன் மூலமும் தாதுவின் மதிப்பை அதிகரிப்பதே அது. நொறுக்குதல், புவியீர்ப்புப் பிரிப்பு, காந்தப் பிரிப்பு மற்றும் மிதவைப் பிரிப்பு போன்ற செறிவூட்டும் படிநிலைகள், ஏற்றுக்கொள்ளக்கூடிய தரத்திலான செறிவுகளை உற்பத்தி செய்வதில் முக்கியப் பங்கு வகிக்கின்றன. மேலும், தாதுவின் பண்புகள், உற்பத்தி அளவு, செலவு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் காரணிகளைப் பொறுத்து, உலோகங்களைப் பிரித்தெடுப்பதற்கும் சுத்திகரிப்பதற்கும் வெப்ப உலோகவியல் மற்றும் நீர் உலோகவியல் ஆகியவை முதன்மை வழிகளாக உள்ளன.

நவீன நடைமுறையில், வெற்றிகரமான உலோகத் தாது பதப்படுத்துதல் என்பது கனிமவியல், செயல்முறைப் பொறியியல், தரக் கட்டுப்பாடு மற்றும் சுற்றுச்சூழல் பொறுப்பு ஆகியவற்றின் ஒருங்கிணைப்பால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது. பிரித்தெடுக்கும் உணர்விகள், மேம்படுத்தப்பட்ட அரைக்கும் சுற்றுகள், உயர் செயல்திறன் மிதத்தல் மற்றும் மேலும் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட கரைத்தல் மற்றும் சுத்திகரிப்பு செயல்முறைகள் போன்ற தொழில்நுட்பப் புதுமைகளின் மூலம், இத்துறை தொடர்ந்து அதிக ஆற்றல் திறன், நீர் திறன் மற்றும் நீடித்த பதப்படுத்துதலை நோக்கி நகர்ந்து வருகிறது.