ধাতু খনি বেঞ্চিফিকেশন পদ্ধতিসমূহ: একটি সম্পূর্ণ গাইড

সারসংক্ষেপ：মেটাল অর বেেনিফিশিয়েশন হল খনির শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ, যা তাদের শারীরিক বা রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের ভিত্তিতে মূল্যবান ধাতব খনিজগুলোকে গ্যাং থেকে আলাদা করার লক্ষ্যে নেওয়া হয়।

মেটাল অর বেেনিফিশিয়েশন হল খনির শিল্পে একটি গুরুত্বপূর্ণ পদক্ষেপ, যা তাদের শারীরিক বা রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের ভিত্তিতে মূল্যবান ধাতব খনিজগুলোকে গ্যাং থেকে আলাদা করার লক্ষ্যে নেওয়া হয়। প্রধানধারার বেেনিফিশিয়েশন পদ্ধতিগুলোকে তিনটি মূল গ্রুপে ব্যাপকভাবে শ্রেণীবদ্ধ করা যেতে পারে: শারীরিক বেেনিফিশিয়েশন, রাসায়নিক বেেনিফিশিয়েশন, এবং জৈব বেেনিফিশিয়েশন। এর মধ্যে, শারীরিক বেেনিফিশিয়েশন সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয় কারণ এটি কম খরচে এবং পরিবেশ বান্ধব। একটি উপযুক্ত বেেনিফিশিয়েশন প্রক্রিয়ার নির্বাচন ব্যাপকভাবে লক্ষ্য ধাতব খনিজগুলোর বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে, যেমন- চৌম্বকতা, ঘনত্ব, এবং পৃষ্ঠের জলবিদ্বেষিতা।

1. শারীরিক সুবিধা: ব্যাপক শিল্প ব্যবহারের জন্য স্বল্পমূল্যের সমাধান

শারীরিক সুবিধা খনিজকে তাদের রাসায়নিক গঠন পরিবর্তন না করেই আলাদা করে, সম্পূর্ণরূপে শারীরিক বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের উপর নির্ভর করে। এই পদ্ধতিটি বেশিরভাগ সহজেই মুক্ত হওয়া ধাতব খনিজগুলির জন্য উপযুক্ত। চারটি মূল শারীরিক সুবিধা পদ্ধতি হল:

1.1 চৌম্বক বিচ্ছেদ: চৌম্বক ধাতুগুলির লক্ষ্যযুক্ত পুনরুদ্ধার

• মৌলিক নীতিমালা:চৌম্বক খনিজের (যেমন, ম্যাগনেটাইট একটি চৌম্বক ফিল্ডে আকৃষ্ট হয়, যখন গ্যাং খনিজগুলি হয় না) মধ্যে পার্থক্য ব্যবহার করে চৌম্বক এবং অচৌম্বক খনিজ আলাদা করতে ব্যবহৃত হয়।
• প্রযোজ্য ধাতু: প্রধানত লোহা, ম্যাঙ্গানিজ, এবং ক্রোমিয়াম খনিজ। বিশেষ করে ম্যাগনেটাইট (শক্তিশালী চুম্বক) এবং পাইরহোটাইট (দুর্বল চুম্বক) এর জন্য কার্যকর। এছাড়াও কQuartz বালির মতো অধাতব খনিজ থেকে লোহা অপদ্রব অপসারণের জন্য ব্যবহৃত হয়।
• মূল আবেদন:
  • লোহা খনির উন্নতি প্ল্যান্টগুলি চুম্বকীয় বিচ্ছিন্নতার একটি প্রবাহ ব্যবহার করে যা রূম, পরিষ্কার, এবং স্ক্যাভেঞ্জিংয়ের মাধ্যমে লোহা বিষয়বস্তু ২৫%-৩০% থেকে ৬৫%-এর বেশি উন্নীত করে।
  • দুর্বল চুম্বকীয় খনিজ যেমন হেমাটাইট প্রথমে পোড়ানো হয় যাতে সেগুলি ম্যাগনেটাইটে রূপান্তরিত হয় চুম্বকীয় বিচ্ছেদের আগে।
• সুবিধাসমূহ:কম দূষণ, কম শক্তি খরচ, এবং বৃহৎ প্রক্রিয়াকরণ ক্ষমতা (একক চৌম্বক বিভাজক প্রতিদিন হাজার হাজার টন সামলাতে পারে)।

1.2 ফ্লোটেশন: “হাইড্রোফোবিক-হাইড্রোফিলিক” সূক্ষ্ম মূল্যবান খনিজগুলির বিভাজন

• মৌলিক নীতিমালা:রসায়ন (সংগ্রাহক এবং ফ্রোথার) যুক্ত করা হয় লক্ষ্য ধাতব খনিজকে হাইড্রোফোবিক করতে। এই কণাগুলি বাতাসের বুদবুদগুলোর সাথে আটকে যায় এবং ফ্রথ হিসাবে পৃষ্ঠে উঠে আসে, যখন অযাচিত খনিজগুলি পাল্পে থাকতে থাকে।
• প্রযোজ্য ধাতুগুলি:তামা, লিড, জিঙ্ক, মলিবডেনাম, সোনা, রূপা এবং অন্যান্য সূক্ষ্ম-কণায় (সাধারণত
• মূল আবেদন:
  • The standard process for copper ore: Sulfide copper flotation upgrades ore from 0.3%-0.5% Cu to a 20%-25% copper concentrate.
  • Auxiliary gold recovery: For finely disseminated gold, flotation first concentrates it into a sulfide concentrate, reducing cyanide consumption in subsequent cyanidation.
• সুবিধাসমূহ:High separation efficiency (recovery rates above 90%), effective for complex polymetallic ores.
• অ-পক্ষ:Use of chemical reagents requires wastewater treatment.

1.3 Gravity Separation: Exploiting Density Differences to Recover Coarse Heavy Metals.

• মৌলিক নীতিমালা:গ্রাভিটি বিভাজন ভারী ধাতব খনিজ এবং হালকা গ্যাংয়ের মধ্যে ঘনত্বের পার্থক্য ব্যবহার করে একটি কৌণিক বা কেন্দ্রগত ক্ষেত্রে।
• প্রযোজ্য ধাতুগুলি:সোনার (প্লেসার এবং লোড মোটা কণা), টাংস্টেন, টিন, অ্যান্টিমনি, বিশেষ করে 0.074 মিমি এর চেয়ে বড় মোটা কণা।
• মূল আবেদন:
  • প্লেসার সোনা খনন নালী এবং ঝাঁকানো টেবিল ব্যবহার করে প্রাকৃতিক সোনা পুনরুদ্ধার করে 95% এর বেশি পুনরুদ্ধার সহ।
  • টাংস্টেন এবং টিনের খনিজগুলি গ্রাভিটি বিভাজনের মাধ্যমে একটি প্রাথমিক পদক্ষেপ হিসেবে 70%-80% নিম্ন-ঘনত্বের গ্যাংকে বাদ দেওয়ার জন্য ব্যবহৃত হয় ফ্লোটেশন পূর্বে।
• সুবিধাসমূহ:কোন কেমিক্যাল দূষণ নেই, খুব কম খরচ, সহজ যন্ত্রপাতি।
• অ-পক্ষ:লো রিকভারি সূক্ষ্ম কণাগুলির এবং ছোট ঘনত্ব পার্থক্যের ফলে খনিজগুলির জন্য।

1.4 বৈদ্যুতিন বিচ্ছেদ: বিশেষ ধাতুগুলির জন্য প্রবাহিতের পার্থক্য ব্যবহার করা

• মৌলিক নীতিমালা:বিদ্যুৎ পরিবাহিতা (যেমন, ধাতব খনিজগুলি পরিবাহিত হয়, অণাধাতবগুলি হয় না) এর ভিত্তিতে খনিজগুলি পৃথক করে একটি উচ্চ ভোল্টেজ ক্ষেত্রের মধ্যে, যেখানে পরিবাহিত খনিজগুলি ইলেকট্রোডের প্রতি আকৃষ্ট হয় বা প্রত্যাখ্যাত হয়।
• প্রযোজ্য ধাতুগুলি:মূলত টাইটানিয়াম, জিরকোনিয়াম, তান্তালাম এবং নব্যিয়াম এর মতো বিরল ধাতব খনিজগুলি পৃথক করার জন্য বা কেন্দ্রিক পদার্থগুলি পরিষ্কারের জন্য (যেমন, তামা/সীসা/জিঙ্ক কেন্দ্রীভূত থেকে অ-পরিবাহী গ্যাং অপসারণ করা) ব্যবহৃত হয়।
• মূল আবেদন:
  • টাইটানিয়াম বিচ বালু থেকে বিচ্ছিন্নকরণ: হেইনানে, ইলেকট্রোস্ট্যাটিক বিচ্ছিন্নকরণ পরিবাহী ইলমেনাইটকে অ-পারমাণবিক কোয়ার্টজ থেকে আলাদা করে।
  • কনসেন্ট্রেট শুদ্ধীকরণ: টাংস্টেন কনসেন্ট্রেট থেকে খারাপভাবে পরিবাহী কোয়ার্টজ অপসারণ করে এর গ্রেড উন্নত করা।
• সুবিধাসমূহ:উচ্চ বিচ্ছিন্নতা নিখুঁততা, কোন রসায়নিক রেজেন্ট নেই।
• অ-পক্ষ:আর্দ্রতার প্রতি সংবেদনশীল (শুকানোর প্রয়োজন), কম উৎপাদন ক্ষমতা, সাধারণত শুধুমাত্র একটি পরিষ্কারের পদক্ষেপ হিসাবেই ব্যবহৃত হয়।

2. রসায়নিক উন্নতি: কঠিন ore এর জন্য "শেষ আশা"

যখন ধাতব খনিজগুলি সূক্ষ্মভাবে ছড়িয়ে পড়ে বা গ্যাংয়ের সাথে শক্তভাবে বাঁধা থাকে (যেমন, অক্সিডাইজড ore, জটিল সালফাইড), শারীরিক পদ্ধতিগুলি ব্যর্থ হতে পারে। রসায়নিক উন্নতি খনিজের গঠনের সমন্বয় করে ধাতুগুলি বের করে আনে, প্রধানত:

2.1 Leaching: “Dissolution and Extraction” of Metal Ions

• মৌলিক নীতিমালা:খনিগুলো রাসায়নিক দ্রাবক (অ্যাসিড, অ্যালকালি, বা লবণের দ্রাবক) তে ভিজিয়ে রাখা হয় যাতে লক্ষ্য ধাতুটি একটি গর্ভবতী লিচ সমাধানে (PLS) দ্রবীভূত হয়, যার থেকে ধাতুটি পুনরুদ্ধার করা হয় (যেমন, জাংকরণ, সিমেন্টেশন, বা ইলেকট্রোকWinning)।
• প্রযোজ্য ধাতুগুলি:সোনা (সায়ানিডেশন), সিলভার, তামা (হিপ লিচিং), নিকেল, কোবাল্ট, এবং অন্যান্য রেক্টরি ধাতু।
• কেস স্টাডি:
  • সোনা সায়ানিডেশন: সূক্ষ্মভাবে গুঁড়ো করা খনিজ একটি সায়ানাইড সমাধানের সাথে মিশ্রিত করা হয়; সোনা একটি দ্রবণীয় জটিল গঠন করে এবং পরে জিঙ্ক পাউডারের সাথে অণুবিক্ষিপ্ত হয় (পুনরুদ্ধার ≥90%)। সায়ানাইড দূষণ কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা আবশ্যক।
  • Copper Heap Leaching: নিম্ন-গ্রেড অক্সাইড কপার অর (0.2%-0.5% Cu) সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে জল দেওয়া হয়; কপার দ্রবীভূত হয় এবং দ্রাবক নিষ্কাশন এবং ইলেকট্রো উইনিং (SX-EW) এর মাধ্যমে ক্যাথোড কপার হিসাবে পুনরুদ্ধার করা হয় (নিম্ন-গ্রেড অরের জন্য খরচ কার্যকর)।

2.2 রোস্টিং-লিচিং সমন্বিত প্রক্রিয়া

• মৌলিক নীতিমালা:অর প্রথমে উচ্চ তাপমাত্রায় (300-1000°C) রোস্ট করা হয় যাতে এর গঠন পরিবর্তিত হয় (যেমন, অক্সিডাইজিং বা রিডিউসিং রোস্ট), রেফ্রাক্টরি ধাতুগুলিকে পরবর্তী লিচিংয়ের জন্য একটি দ্রবণীয় ফর্মে রূপান্তরিত করে।
• প্রযোজ্য ধাতুগুলি:রেফ্রাক্টরি সালফাইড (যেমন, নিকেল সালফাইড, কপার সালফাইড) এবং অক্সাইড অর (যেমন, হেমাটাইট)।
• Case Study:
  • নিখেল সালফাইড রোস্টিং: নাইকেল সালফাইডকে নাইকেল অক্সাইডে রূপায়িত করে, যা সালফিউরিক অ্যাসিড দিয়ে সহজেই লিচ করা যায়, সালফাইডের হস্তক্ষেপ এড়িয়ে.
  • রিফ্র্যাক্টরি গোল্ড অর রোস্টিং: আর্সেনিক এবং কার্বন সমৃদ্ধ খনিজগুলির জন্য, রোস্টিং আর্সেনিক (যা As₂O₃ হিসাবে ভলেটাইল হয়) এবং কার্বন (যা স্বর্ণ শোষণ করতে পারে) সরিয়ে দেয়, পরবর্তীতে সায়ানিডেশন সক্ষম করে.

2.3 মাইক্রোবায়াল বেনিফিশিয়েশন: নিম্ন-গ্রেড খনিজগুলির জন্য একটি পরিবেশবান্ধব পদ্ধতি

• নীতি:Certain microorganisms (যেমন, অ্যাসিডিথিওব্যাকিলাস ফেররোক্সিড্যান্স, অ্যাসিডিথিওব্যাকিলাস থিওঅক্সিড্যান্স) মেটাবোলিকভাবে ধাতু সালফাইডকে দ্রাব্য ধাতু লবণে অক্সিডাইজ করে, দ্রবণের থেকে ধাতু পুনরুদ্ধার সক্ষম করে—এটিকে বায়ো লিচিং হিসাবেও জানা যায়।
• প্রযোজ্য ধাতুগুলি:লো-গ্রেড তামা (যেমন, পোর্টফোলিও তামা), ইউরেনিয়াম, নিকেল, সোনা (যেমন সালফার অপসারণ সহায়ক)।
• সুবিধাসমূহ:পরিবেশবান্ধব (কোন রাসায়নিক প্রতিক্রিয়া দূষণ নেই), কম খরচ (মাইক্রোব্যাগুলি স্বতঃপ্রজনন করে), 0.1%-0.3% তামা গুণমানসহ খনিজের জন্য উপযুক্ত।
• অ-পক্ষ:মাঝারি প্রতিক্রিয়া হারের (সপ্তাহ থেকে মাস), তাপমাত্রা এবং পরিবেশগত অবস্থার প্রতি সক্ষম।
• আইনগত প্রয়োগ:বিশ্বের তামার উত্পাদনের প্রায় 20% জীবাণু ব্যবহারের মাধ্যমে আসে, যেমন চিলির বৃহৎ হিপ লিচ অপারেশন।

৩. কার্যকরী পদ্ধতি নির্বাচন করার জন্য ৩-ধাপে মূল যৌক্তিকতা

3.1 খনিজের বৈশিষ্ট্য বিশ্লেষণ করুন:

• চৌম্বক খনিজ (যেমন, ম্যাগনেটাইট) → চৌম্বক বিচ্ছেদ
• জলবিদীপ্তের পার্থক্য সহ সূক্ষ্ম কণিকা (যেমন, কপার খনিজ) → ভাসমানতা
• উচ্চ ঘনত্বের খ粗 কণিকা (যেমন, প্লেসার স্বর্ণ, টাংস্টেন) → গ্রাভিটি বিচ্ছেদ

3.2 খনিজের গ্রেড এবং মুক্তি মূল্যায়ন করুন:

• উচ্চ-গ্রেড কোর্স খনিজ → গ্রাভিটি বা চৌম্বক বিচ্ছেদ (কম খরচ)
• নিম্ন-গ্রেড সূক্ষ্ম খনিজ → ভাসমানতা বা লিচিং (উচ্চ পুনরুদ্ধার)
• অতিশয় প্রতিক্রিয়াশীল খনিজ → রসায়ন বা জৈব-ফলপ্রসূকরণ

3.3 ব্যালান্স ইকোনমিকস এবং পরিবেশগত খরচ:

• কম শক্তি ব্যবহারের জন্য এবং ন্যূনতম দূষণের জন্য শারীরিক সুবিধা গ্রহণ করুন
• শারীরিক পদ্ধতিগুলি অকার্যকর হলে কেবল রাসায়নিক বা জীব-বিধি পদ্ধতিতে ফিরে যান, খরচ এবং পরিবেশগত প্রভাব weighing করুন