खनिज प्रसाधन

खनन उद्योग या निष्कर्षण धातु विज्ञान में, लाभकारी कोई भी प्रक्रिया है जो गैंग खनिजों को हटाकर अयस्क के आर्थिक मूल्य में सुधार (लाभ) करती है, जिसके परिणामस्वरूप उच्च ग्रेड उत्पाद (अयस्क सांद्रण) और अपशिष्ट धारा (शल्क) प्राप्त होता है। लाभकारीीकरण के कई अलग-अलग प्रकार हैं, प्रत्येक चरण मूल अयस्क की सांद्रता को आगे बढ़ाता है।

इतिहास

ब्लूमरी के उपयोग से चीन में 800 ईसा पूर्व से ही लौह संवर्धन स्पष्ट हो गया है।^[1] ब्लूमरी गलाने का मूल रूप है और इसने लोगों को आग को इतना गर्म करने की अनुमति दी कि वह ऑक्साइड को पिघलाकर एक तरल बना सके जो लोहे से अलग हो जाए। हालाँकि वात भट्टी के आविष्कार से ब्लूमरी को तुरंत चरणबद्ध तरीके से समाप्त कर दिया गया था, फिर भी दूसरी सहस्राब्दी के शुरुआती भाग तक अफ्रीका और यूरोप में इस पर बहुत अधिक भरोसा किया गया था। ब्लास्ट फर्नेस लोहे को गलाने का अगला चरण था जिससे कच्चा लोहा का उत्पादन होता था।^[2] यूरोप में पहली ब्लास्ट फर्नेस 1200 के दशक की शुरुआत में स्वीडन और बेल्जियम के आसपास दिखाई दीं, और इंग्लैंड में 1400 के दशक के अंत तक नहीं। ब्लास्ट फर्नेस से डाले गए पिग आयरन में कार्बन की मात्रा अधिक होती है जो इसे कठोर और भंगुर बना देती है, जिससे इसके साथ काम करना मुश्किल हो जाता है। 1856 में बेसेमर प्रक्रिया का आविष्कार किया गया था जो भंगुर पिग आयरन को स्टील में बदल देती है, जो एक अधिक लचीली धातु है।^[2]तब से, बेसेमर प्रक्रिया को बदलने के लिए कई अलग-अलग तकनीकों का आविष्कार किया गया है जैसे कि इलेक्ट्रिक आर्क भट्टी, बुनियादी ऑक्सीजन इस्पात निर्माण और प्रत्यक्ष रूप से कम किया गया लोहा (डीआरआई)।^[3] सल्फाइड अयस्कों के लिए, लाभकारीीकरण के लिए एक अलग प्रक्रिया अपनाई जाती है। गलाना शुरू करने से पहले अयस्क को सल्फर को हटाने की आवश्यकता होती है। भूनना (धातुकर्म) अलग करने की प्राथमिक विधि है, जहां लकड़ी को अयस्क के ढेर पर रखा जाता था और ऑक्सीकरण में मदद के लिए आग लगा दी जाती थी।^[4]^[5]

2 घन₂एस + 3 ऑक्सीजन|ओ₂→ 2 घन₂ओ+2 तो₂

भूनने की शुरुआती प्रथाएं बाहर की गईं, जिससे सल्फर डाइऑक्साइड के बड़े बादल जमीन पर उड़ गए, जिससे आसपास के जलीय और स्थलीय दोनों पारिस्थितिक तंत्रों को गंभीर नुकसान हुआ। भूनने के लिए आवश्यक लकड़ी के लिए स्थानीय वनों की कटाई के साथ मिलकर सल्फर डाइऑक्साइड के बादलों ने पर्यावरण को नुकसान पहुँचाया,^[4]जैसा कि ग्रेटर सडबरी, ओंटारियो और इंको सुपरस्टैक में देखा गया।^[5]

पृथक्करण के प्रकार

पृथक्करण

लाभ खदान के भीतर ही शुरू हो सकता है। अधिकांश खदानों में खदान के भीतर ही एक क्रशर होगा जहां अयस्क और गैंग खनिजों को अलग किया जाता है और दुष्प्रभाव के रूप में परिवहन करना आसान हो जाता है। क्रशर के बाद अयस्क को ग्राइंडर या मिल से गुजारकर अयस्क को बारीक कणों में बदला जाएगा। सघन मीडिया पृथक्करण (डीएमएस) का उपयोग वांछित अयस्क को चट्टानों और गैंग खनिजों से अलग करने के लिए किया जाता है। यह कुचले हुए समुच्चय को घनत्व द्वारा स्तरीकृत करेगा जिससे पृथक्करण आसान हो जाएगा। जहां प्रक्रिया में डीएमएस होता है वह महत्वपूर्ण हो सकता है, यदि डीएमएस पहले से होता है तो ग्राइंडर या मिल बहुत कम अपशिष्ट चट्टान को संसाधित करेंगे। इससे उपकरणों पर घिसाव के साथ-साथ परिचालन लागत भी कम होगी क्योंकि कम मात्रा में उपयोग किया जा रहा है।^[6]

शारीरिक अलगाव

मिलिंग चरण के बाद अयस्क को चट्टान से अलग किया जा सकता है। इसे प्राप्त करने का एक तरीका अयस्क के भौतिक गुणों का उपयोग करके इसे बाकी चट्टान से अलग करना है। ये प्रक्रियाएँ गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण, प्लवनशीलता और चुंबकीय पृथक्करण हैं। गुरुत्वाकर्षण पृथक्करण उन्हें अलग करने के लिए केन्द्रापसारक बलों और अयस्कों और गैंग के विशिष्ट गुरुत्व का उपयोग करता है।^[7] चुंबकीय पृथक्करण का उपयोग वांछित अयस्क से चुंबकीय गैंग को अलग करने के लिए किया जाता है, या इसके विपरीत गैर चुंबकीय गैंग से चुंबकीय लक्ष्य अयस्क को निकालने के लिए किया जाता है।^[8] डीएमएस को शारीरिक पृथक्करण भी माना जाता है।

रासायनिक पृथक्करण

पृथक्करण के लिए कुछ अयस्क के भौतिक गुणों पर भरोसा नहीं किया जा सकता है, इसलिए अयस्कों को चट्टान से अलग करने के लिए रासायनिक प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। झाग प्लवन, लीचिंग (धातुकर्म), और इलेक्ट्रोविनिंग रासायनिक पृथक्करण के सबसे सामान्य प्रकार हैं। फ्रॉथ प्लवनशीलता अयस्क को गैंग से अलग करने के लिए हाइड्रोफोबिक और हाइड्रोफिलिक गुणों का उपयोग करती है। हाइड्रोफोबिक कण स्किम्ड किए जाने वाले घोल के शीर्ष पर आ जाएंगे।^[9]^[10] समाधान में पीएच में परिवर्तन यह प्रभावित कर सकता है कि कौन से कण हाइड्रोफिलिक होंगे। लीचिंग वांछित अयस्क को चट्टान से घोल में घोलकर काम करती है।^[11] इलेक्ट्रोविनिंग पृथक्करण की प्राथमिक विधि नहीं है, लेकिन लीचिंग के बाद अयस्क को घोल से बाहर निकालने के लिए इसकी आवश्यकता होती है।

केस उदाहरण

सोने के मामले में, कार्बन पर सोखने के बाद, इसे सोडियम हाइड्रॉक्साइड और साइनाइड घोल में डाला जाता है। घोल में सोना कार्बन से बाहर निकाला जाता है और घोल में डाला जाता है। इलेक्ट्रोविनिंग से स्टील वूल कैथोड पर घोल से सोने के आयन हटा दिए जाते हैं। फिर सोना गलाने के लिए चला जाता है।^[11]

खनिजों में समानता के कारण लिथियम को गैंग से अलग करना कठिन है। लिथियम को अलग करने के लिए भौतिक और रासायनिक दोनों पृथक्करण तकनीकों का उपयोग किया जाता है। सबसे पहले झाग प्लवन का प्रयोग किया जाता है। खनिज विज्ञान में समानता के कारण प्लवन के बाद पूर्ण पृथक्करण नहीं होता है। प्लवन के बाद लिथियम के साथ जो गैंग पाया जाता है वह अक्सर लौह युक्त होता है। गैर-चुंबकीय लिथियम से चुंबकीय गैंग को हटाने के लिए फ्लोट सांद्रण चुंबकीय पृथक्करण से गुजरता है।^[12]

यह भी देखें

संदर्भ

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अग्रिम पठन

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[1] Wagner, Donald B. (1999). "चीन में लोहे का सबसे प्रारंभिक उपयोग". Metals in Antiquity: 1–9 – via Oxford: Archaeopress.

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[:0-9] "Introduction to Mineral Processing: Froth Flotation". Retrieved September 2, 2017.

[10] Ramachandra Rao, S. (2006). "Physical and Physico-Chemical Processes". धातुकर्म अपशिष्टों से संसाधन पुनर्प्राप्ति और पुनर्चक्रण. Waste Management Series. Vol. 7. pp. 35–69. doi:10.1016/S0713-2743(06)80088-7. ISBN 9780080451312 – via Enslevier.

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[12] tadesse, Bogale; Makuei, Fidele; Albijanic, Boris; Dyer, Laurence (2019). "The beneficiation of lithium minerals from hard rock ores: A review". Minerals Engineering. 131: 170–184. Bibcode:2019MiEng.131..170T. doi:10.1016/j.mineng.2018.11.023. S2CID 105940721.

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