शोधन (धातुकर्म)

धातु विज्ञान में, शोधन में अशुद्ध धातु को शुद्ध करना शामिल है। इसे गलाने और कैलसिनिंग जैसी अन्य प्रक्रियाओं से अलग किया जाना चाहिए क्योंकि इन दोनों में कच्चे माल में रासायनिक परिवर्तन शामिल होता है, जबकि शोधन में, अंतिम सामग्री आमतौर पर रासायनिक रूप से मूल के समान होती है, केवल यह शुद्ध होती है।^{[clarification needed]} उपयोग की जाने वाली प्रक्रियाएँ कई प्रकार की होती हैं, जिनमें पायरोमेटालर्जी और जलधातुकर्म तकनीकें शामिल हैं।

लीड

कपलेशन

सीसे से चाँदी निकालने की एक प्राचीन प्रक्रिया कपेलेशन थी। सीसे को हड्डी की राख 'टेस्ट' या 'कपेल' में पिघलाया गया और सतह पर हवा उड़ा दी गई। इससे सीसे का ऑक्सीकरण होकर लीसेज हो गया, और मौजूद अन्य आधार धातुओं का भी ऑक्सीकरण हो गया, चांदी (और यदि सोना मौजूद है) अनऑक्सीकृत रह गई।^[1] 18वीं शताब्दी में, यह प्रक्रिया एक प्रकार की प्रतिध्वनि भट्टी का उपयोग करके की जाती थी, लेकिन यह सामान्य प्रकार से भिन्न थी कि हवा को पिघले हुए सीसे की सतह पर धौंकनी या (19वीं शताब्दी में) उड़ाने वाले सिलेंडरों से उड़ाया जाता था।^[2]

पैटिनसन प्रक्रिया

पैटिंसन प्रक्रिया को इसके आविष्कारक ह्यूग ली पैटिंसन ने 1833 में पेटेंट कराया था, जिन्होंने इसे चांदी को सीसे से अलग करने की एक बेहतर विधि के रूप में वर्णित किया था। इसने इस तथ्य का फायदा उठाया कि पिघले हुए सीसे में चांदी के अंश होते हैं, जो पिघलने के बाद जमने वाली पहली धातु सीसा होती है, जिससे शेष तरल में चांदी की मात्रा अधिक हो जाती है। पैटिंसन के उपकरण में मूल रूप से 13 लोहे के बर्तनों की एक पंक्ति से अधिक जटिल कुछ भी शामिल नहीं था, जिन्हें नीचे से गर्म किया गया था। कुछ सीसा, जिसमें स्वाभाविक रूप से चांदी का एक छोटा सा प्रतिशत होता था, केंद्रीय बर्तन में लोड किया गया और पिघलाया गया। इसके बाद इसे ठंडा होने दिया गया। जैसे ही सीसा जम जाता है, इसे बड़े छिद्रित लोहे के करछुल का उपयोग करके हटा दिया जाता है और एक दिशा में अगले बर्तन में ले जाया जाता है, और शेष धातु जो अब चांदी में समृद्ध थी, उसे विपरीत दिशा में अगले बर्तन में स्थानांतरित कर दिया जाता है। यह प्रक्रिया एक बर्तन से दूसरे बर्तन तक दोहराई गई, एक सिरे पर सीसा जमा होता गया और दूसरे सिरे पर चांदी से समृद्ध धातु जमा होती गई।^[3]^[4] संवर्द्धन का संभावित स्तर सीसा-चांदी गलनक्रांतिक द्वारा सीमित है और आम तौर पर यह प्रक्रिया 600 से 700 औंस प्रति टन (लगभग 2%) के आसपास रुक जाती है, इसलिए कपेलेशन द्वारा आगे पृथक्करण किया जाता है।^[5] प्रति टन कम से कम 250 ग्राम चांदी युक्त सीसे के लिए यह प्रक्रिया किफायती थी।^[2]

पार्क प्रक्रिया

1850 में पेटेंट कराई गई पार्क्स प्रक्रिया पिघले हुए जस्ते का उपयोग करती है। जिंक सीसे के साथ मिश्रित नहीं होता है और जब दो पिघली हुई धातुओं को मिलाया जाता है तो जिंक अलग हो जाता है और केवल 2% सीसा लेकर ऊपर तैरता है। हालाँकि, चाँदी अधिमानतः जस्ता में घुल जाती है, इसलिए जो जस्ता ऊपर तैरता है वह चाँदी का एक महत्वपूर्ण हिस्सा रखता है। पिघले हुए पदार्थ को तब तक ठंडा किया जाता है जब तक कि जिंक जम न जाए और जिंक की परत अलग न हो जाए। फिर चांदी को अस्थिर करके पुनः प्राप्त किया जाता है^[spelling?] जिंक.^[2]पार्क्स प्रक्रिया ने बड़े पैमाने पर पैटिंसन प्रक्रिया को प्रतिस्थापित कर दिया, सिवाय इसके कि जहां सीसे में अपर्याप्त चांदी थी, उस स्थिति में पैटिंसन प्रक्रिया ने इसे चांदी में लगभग 40 से 60 औंस प्रति टन तक समृद्ध करने की एक विधि प्रदान की, जिस एकाग्रता पर पार्क्स का उपयोग करके इसका इलाज किया जा सकता था। ' प्रक्रिया।^[6]

तांबा

अग्नि शोधन

तांबा गलाने का प्रारंभिक उत्पाद अशुद्ध काला तांबा था, जिसे बाद में शुद्ध करने के लिए बार-बार पिघलाया जाता था, बारी-बारी से ऑक्सीकरण और कम किया जाता था। पिघलने के एक चरण में, सीसा मिलाया गया था। सोना और चांदी इसमें प्रमुखता से घुल जाते हैं, जिससे इन कीमती धातुओं को पुनर्प्राप्त करने का एक साधन मिलता है। तांबे की प्लेट या खोखले बर्तन बनाने के लिए उपयुक्त शुद्ध तांबे का उत्पादन करने के लिए, ईंधन के रूप में लकड़ी का कोयला का उपयोग करके आगे पिघलने की प्रक्रिया शुरू की गई। ऐसी अग्नि-शोधन प्रक्रियाओं का बार-बार उपयोग तांबे का उत्पादन करने में सक्षम था जो 99.25% शुद्ध था।

इलेक्ट्रोलाइटिक शोधन

शुद्धतम तांबा इलेक्ट्रोलीज़ प्रक्रिया द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिसमें एनोड के रूप में अशुद्ध तांबे की एक स्लैब और कैथोड के रूप में शुद्ध तांबे की एक पतली शीट का उपयोग किया जाता है। इलेक्ट्रोलाइट कॉपर सल्फेट का एक अम्लीय घोल है। सेल के माध्यम से बिजली प्रवाहित करके, तांबा एनोड से घुल जाता है और कैथोड पर जमा हो जाता है। हालाँकि अशुद्धियाँ या तो घोल में रहती हैं या अघुलनशील कीचड़ के रूप में एकत्रित हो जाती हैं। यह प्रक्रिया डाइनेमो के आविष्कार के बाद ही संभव हो सकी; इसका प्रयोग पहली बार 1869 में साउथ वेल्स में किया गया था।

लोहा

गढ़ा हुआ लोहा

वात भट्टी का उत्पाद कच्चा लोहा है, जिसमें 4-5% कार्बन और आमतौर पर कुछ सिलिकॉन होता है। किसी जाली उत्पाद का उत्पादन करने के लिए एक और प्रक्रिया की आवश्यकता होती है, जिसे आमतौर पर परिष्कृत करने के बजाय परिष्करण के रूप में वर्णित किया जाता है। 16वीं शताब्दी से, यह एक फाइनरी फोर्ज में किया गया था। 18वीं शताब्दी के अंत में, इसका स्थान पुडलिंग (पुडलिंग भट्टी में) ने लेना शुरू कर दिया, जिसे धीरे-धीरे बेसेमर प्रक्रिया द्वारा हल्के स्टील के उत्पादन से हटा दिया गया।^{[citation needed]}

परिष्कृत लोहा

रिफाइनिंग शब्द का प्रयोग संकीर्ण संदर्भ में किया जाता है। हेनरी कॉर्ट का मूल पुडलिंग (धातुकर्म) केवल वहां काम करता था जहां कच्चा माल सफेद कच्चा लोहा था, न कि ग्रे पिग आयरन जो कि बारीक फोर्ज के लिए सामान्य कच्चा माल था। ग्रे पिग आयरन का उपयोग करने के लिए, सिलिकॉन को हटाने के लिए प्रारंभिक शोधन प्रक्रिया आवश्यक थी। पिग आयरन को ख़त्म होती भट्टी में पिघलाया जाता था और फिर उसे एक कुंड में डाल दिया जाता था। इस प्रक्रिया ने सिलिकॉन को ऑक्सीकरण करके स्लैग बना दिया, जो लोहे पर तैरता था और गर्त के अंत में एक बांध को नीचे करके हटा दिया जाता था। इस प्रक्रिया का उत्पाद एक सफेद धातु था, जिसे महीन धातु या परिष्कृत लोहा कहा जाता था।

कीमती धातुएँ

कीमती धातु शोधन कीमती धातुओं को उत्कृष्ट धातु|उत्कृष्ट-धात्विक सामग्रियों से अलग करना है। इन सामग्रियों के उदाहरणों में प्रयुक्त कटैलिसीस, इलेक्ट्रानिक्स , अयस्क या धातु मिश्र धातु शामिल हैं।

प्रक्रिया

उत्कृष्ट-धात्विक सामग्रियों को अलग करने के लिए, पायरोलिसिस और/या हाइड्रोलिसिस प्रक्रियाओं का उपयोग किया जाता है। पायरोलिसिस में, उत्कृष्ट-धात्विक उत्पादों को अन्य सामग्रियों से पिघलाकर इंसान बनने के लिए ठोस बनाकर मुक्त किया जाता है और फिर बाहर निकाल दिया जाता है या रिडॉक्स कर दिया जाता है। हाइड्रोलिसिस में, उत्कृष्ट-धात्विक उत्पादों को या तो शाही पानी (हाइड्रोक्लोरिक एसिड और नाइट्रिक एसिड से युक्त) या हाइड्रोक्लोरिक एसिड और क्लोरीन गैस के घोल में घोल दिया जाता है। इसके बाद, कुछ धातुओं को नमक, गैस, कार्बनिक और/या नाइट्रो हाइड्रेट कनेक्शन के साथ सीधे अवक्षेपित या अपचयन (रसायन) किया जा सकता है। बाद में, वे सफाई चरणों से गुजरते हैं या पुन: क्रिस्टलीकरण (धातुकर्म) करते हैं। कीमती धातुओं को पकाना द्वारा धातु नमक (रसायन) से अलग किया जाता है। उत्कृष्ट-धात्विक सामग्रियों को पहले हाइड्रोलाइज्ड किया जाता है और उसके बाद थर्मल रूप से तैयार किया जाता है (पाइरोलिसिस)। उत्प्रेरकों का उपयोग करते समय प्रक्रियाएं बेहतर परिणाम देती हैं जिनमें कभी-कभी स्वयं कीमती धातुएं भी शामिल हो सकती हैं। उत्प्रेरक का उपयोग करते समय, प्रत्येक मामले में रीसाइक्लिंग उत्पाद को हटा दिया जाता है और चक्र के माध्यम से कई बार चलाया जाता है।^{[citation needed]}

यह भी देखें

ग्रन्थसूची

J. Day and R. F. Tylecote, The Industrial Revolution in Metals (The Institute of Metals, London 1991).
Söderberg, A. 2011. Eyvind Skáldaspillir's silver - refining and standards in pre-monetary economies in the light of finds from Sigtuna and Gotland. Situne Dei 2011. Edberg, R. Wikström, A. (eds). Sigtuna.
R. F. Tylecote, A history of metallurgy (Institute of materials, London 1992).
Newcastle University: Hugh Lee Pattinson

संदर्भ

↑ Metallurgy - An Elementary Text Book, E.L. Rhead F.I.C F.C.S, Longmans, 1895, pp225-229
↑ ^2.0 ^2.1 ^2.2 Tylecote, 1992. pp 157-158.
↑ Tylecote, R. F. (1992). धातुकर्म का इतिहास. London: Institute of Materials. pp. 157–158.
↑ Rowe, 1983. pp 189–190.
↑ Metallurgy - An Elementary Text Book, E.L.Rhead F.I.C F.C.S, Longmans, 1895, pp193-195
↑ Metallurgy - An elementary text-book, E.L. Rhead F.I.C. F.C.S., Longmans, 1895, p195

[1] Metallurgy - An Elementary Text Book, E.L. Rhead F.I.C F.C.S, Longmans, 1895, pp225-229

[Tyle-2] 2.0 ^2.1 ^2.2 Tylecote, 1992. pp 157-158.

[Tylecote-3] Tylecote, R. F. (1992). धातुकर्म का इतिहास. London: Institute of Materials. pp. 157–158.

[Rowe189-4] Rowe, 1983. pp 189–190.

[5] Metallurgy - An Elementary Text Book, E.L.Rhead F.I.C F.C.S, Longmans, 1895, pp193-195

[6] Metallurgy - An elementary text-book, E.L. Rhead F.I.C. F.C.S., Longmans, 1895, p195

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