સારાંશ：ધાતુના ખનિજને લાભ આપવા માટેનો પ્રક્રિયા ખનિજ ઉદ્યોગમાં એક મહત્વપૂર્ણ કદ્દમ છે, જેના દ્વારા મૂલ્યવાન ધાતુના ખનિજોને ગાંગમાંથી તેમના ભૌતિક અથવા રસાયણિક ગુણધર્મોની તફાવતების આadhar પર વિભાજિત કરવામાં આવે છે.
ધાતુના ખનિજને લાભ આપવા માટેનો પ્રક્રિયા ખનિજ ઉદ્યોગમાં એક મહત્વપૂર્ણ કદ્દમ છે, જેના દ્વારા મૂલ્યવાન ધાતુના ખનિજોને ગાંગમાંથી તેમના ભૌતિક અથવા રસાયણિક ગુણધર્મોની તફાવતોની આધાર પર વિભાજિત કરવામાં આવે છે. મુખ્ય ધાતુના લાભ નિમ્ન્રીતીની પદ્ધતિઓને મહત્ત્વમાં ત્રણ જૂથોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે: ભૌતિક લાભ, રસાયણિક લાભ, અને જીવ-લાભ. આમાં, ભૌતિક લાભ સૌથી વધુ વ્યાપક રૂપે લાગૂ કરવામાં આવે છે કારણ કે આ લોકો માટે ઓછા ખર્ચે અને પર્યાવરણીય મૈત્રી કરી શકે છે. યોગ્ય લાભ પ્રસેસનો પસંદગી મુખ્યત્વે લક્ષ્ય ધાતુના ખનિજોના ખાસિયતુઓ પર આધાર રાખે છે, જેમ કે ચુંબકો અને ઘનત્વ, અને સપાટી પર પાણીથી ઉલટતા હોવાની ક્ષમતા.
1. શારીરિક લાભ: વ્યાપક ઔદ્યોગિક એપ્લિકેશન માટેની નીચી કિંમતની ઉકેલ
શારીરિક લાભ ખનિજોને તેમની રસાયણ વિદ્યાની રચનાને બદલે નાંખ્યા વિના અલગ કરે છે, માત્ર ભૌતિક ગુણધર્મોમાંના તફાવત પર વધુ આધાર રાખે છે. આ પદ્ધતિમાં સૌથી સહઝ રૂપે મુક્ત ધાતુ ખનિજઓ માટે યોગ્ય છે. ચાર મુખ્ય શારીરિક લાભ પદ્ધતિઓ છે:
1.1 ચુંબકીય અલગાવ: ચુંબકીય ધાતુઓના લક્ષ્ય પુનઃપ્રાપ્તિ
- મૂળ સિદ્ધાંત: ચુંબકીય અને અચુંબકીય ખનિજોમાંથી ભેદ કરવા માટે ખનિજ ચુંબકત્વમાંના તફાવતોનો ઉપયોગ કરે છે (જેમ કે, ચુંબક દ્વારા આકર્ષિત મેગ્નેટાઇટ, જ્યારે ગેંગ ખનિજો નથી).
- લાગુ પડતી ધાતુઓ: મુખ્યત્વે લોહો, મંગનીઝ, અને ક્રોમિયમ ખનિજ. ખાસ કરીને ભૌતિકી (મજબૂત આકર્ષક) અને પિર્વોટાઇટ (બજરૂક આકર્ષક) માટે અસરકારક. ક્વાર્ટઝ સૅન્ડ જેવી ગેર-ધાતુવિધિત ખનિજોમાંથી લોહાના દૂષણોને દૂર કરવા માટે પણ ઉપયોગ થાય છે.
- એક્સપ્રેસ શ્રેણીઓ:
- લોખંડના ખનિઝની ઉદ્યોગો વિશિષ્ટ લોહાના સામગ્રીને 25%-30% થી આગળમાં વધારવા માટે કાચા, સાફ, અને સ્કેવેન્જિંગ માટે એક આકર્ષક વિભાજન પ્રવાહનો ઉપયોગ કરે છે.
- દુબળા આકર્ષક ખનિજ જેમ કે હેમટાઈટને પહેલા પકવવામાં આવે છે જેથી તેમને આકર્ષકમાં ફેરવવા માટે, તેનાથી પહેલા આકર્ષક વિભાજન થાય છે.
- Advantages: ઓછી પ્રદૂષણ, ઓછી ઊર્જાનો ખર્ચ, અને મોટા પ્રોસેસિંગ ક્ષમતા (એકતરફી ચુંબકીય વિભજક દિનપ્રતિદિન હજારો ટનનું સંચાલન કરી શકે છે).
1.2 Flotation: “Hydrophobic-Hydrophilic” Separation of Fine Valuable Minerals
- મૂળ સિદ્ધાંત: કેમિકલ્સ (કોલેક્ટર્સ અને ફ્રોથર્સ) ઉમેરવામાં આવે છે જેથી લક્ષ્ય ધાતુના નોઝિંગને હાઈડ્રોફોબિક બનાવવામાં આવે. આ કણો વાયુના બબલ્સ પર લાગણી કરે છે અને ફ્રોથ તરીકે સપાટી પર ઊતરતા હોય છે, જ્યારે નોન-ટાર્ગેટ મિનરલ્સ પલ્પમાં રહી જાય છે.
- લાગુ પડતા ધાતુઓ: કોપર, લીડ, ઝિંક, મોલિબ્ડેનમ, સોને, ચાંદી, અને અન્ય નાજુક (સામાન્ય રીતે
- એક્સપ્રેસ શ્રેણીઓ:
- કપરના ધાતુઓની ધાત્રી પ્રક્રિયા: સલ્ફાઇડ કપર ફ્લોટેશન ઓરાને 0.3%-0.5% Cu થી 20%-25% કપર સાંકેતિકમાં વિકસિત કરે છે.
- મદદરૂપ સોનું પુનઃપ્રાપ્તિ: જબરજસ્ત રીતે વિસેંગાયેલ સોનાના માટે, ફ્લોટેશન પ્રથમ તેને સલ્ફાઇડ સાંકેતિકમાં સંકેતિત કરે છે, આગળના સાયનાઇડેશનમાં સાયનાઇડનું સેવન ઘટાડે છે.
- Advantages: ઉચ્ચ વિભાજન કાર્યક્ષમતા (રિકા ઉપર 90%), જટિલ પોલીમેટલિક ઓર માટે અસરકારક.
- Disadvantages: રાસાયણિક રેજેન્ટ્સનો ઉપયોગ માઇઠક પાણીની સારવારની જરૂર છે.
1.3 વજ્જા વિભાજન: કુટ્ટાના વસ્ત્રોનો ઉપયોગ કરીને ભીંજવાયેલા ભારે ધાતુઓને પુનઃપ્રાપ્ત કરવાનો પ્રયાસ
- મૂળ સિદ્ધાંત: ગ્રાવિટી પ્રચ્છેદન ભારે ધાતુના ખનિજો અને હળવા ગેંગના વચ્ચેની ઘનતા ભેદોને ગ્રાવિટેશનલ અથવા સેન્ટ્રિફ્યુગલ મેદાનમાં ઉપયોગમાં લે છે.
- લાગુ પડતા ધાતુઓ: સોનાં (જમીન અને લોડ ઘનકણ), ટેંગ્સ્ટન, ટિન, એન્ટિમોની, ખાસ કરીને 0.074 મીમીથી મોટા ઘનકણ.
- એક્સપ્રેસ શ્રેણીઓ:
- જમીન સોના ખાણકામમાં 95%થી વધુ પુનપ્રાપ્તિ સાથે નેચરલ સોનાનો પુનઃપ્રાપ્તિ કરવા માટે સ્લૂઅઇસ અને કંપન ટેબલનો ઉપયોગ થાય છે.
- ટેંગ્સ્ટન અને ટિનના ખાણીંગમાં ગ્રાવિટી સર્પેશન એકroughing પગલાં તરીકે થાય છે, 70%-80% નીચા ઘનત્વની ગેંગને ફલોટેશન પહેલાં કાઢી નાખવા માટે.
- Advantages: કોઈ રાસાયણિક મૃત્યુ, બહુ ઓછા ખર્ચ, સરળ સાધનો.
- Disadvantages: ક્રમશ: નાના ઘનતામાં ફરક ધરાવતો માઇક્રો પાર્ટિકલ અને ખનિજ માટે નીચું પુનઃપ્રાપ્તિ.
1.4 ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક સાંપડણ: વિશેષ ધાતુઓ માટેની સંદ્રહણ ભિન્નતા ઉપયોગ
- મૂળ સિદ્ધાંત: ઇલેક્ટ્રિકલ સંદ્રહણમાં ફરકના આધારે ખનિજોને અલગ કરે છે (જેમ કે, ધાત્વિક ખનિજ સંદ્રહણ હોય છે, જૈવોને સંદ્રહણ નથી) ઊંચી વોલ્ટેજ ક્ષેત્રમાં, જ્યાં સંદ્રહણ ધરાવતી ખનિજોને ઇલેક્ટ્રોડ દ્વારા આકર્ષિત કે ધકેલવામાં આવે છે.
- લાગુ પડતા ધાતુઓ: મુખ્યત્વે ટાઇટેનિયમ, ઝિર્કોનિયમ, ટેન્ટેલમ, અને નેબિયમ જેવા દુર્લભ લોહા ધાતુ ખનિજોને અલગ પાડવા માટે અથવા કન્ઝન્ટ્રેટસને શુદ્ધ કરવાની বাবে ઉપયોગી (જેમ કે, કોપર/લીડ/ઝાંખી કન્ઝન્ટ્રેટમાંથી અનિદ્ય જાણવાવાળી ગાંગને દૂર કરવા માટે).
- એક્સપ્રેસ શ્રેણીઓ:
- ટાઇટાનિયમને સમુદ્દ્રના વાળી ગયેલી રેતીમાંથી વિખુરવું: હૈનાનમાં, ઇલેક્ટ્રોસ્ટેટિક વિખુરણ પરિપ્રેખ્યાની અંદર કંડક્ટિવ ઇલમનાઇટને નોન-કંડક્ટિવ ક્વાર્ટઝથી અલગ કરે છે.
- કૉન્સેન્ટ્રેટ શુદ્ધ કરે છે: ટંગસટન કૉન્સેન્ટ્રેટમાંથી ખરાબ કંડક્ટિવ ક્વાર્ટઝને દૂર કરવું તેના ગ્રેડને સુધારવા માટે.
- Advantages: ઉચ્ચ વિખુરણ ચોકસાઈ,ની ચેર્ડા રાસાયણિક એજન્ટ નથી.
- Disadvantages: નમ્રતા માટે સંવેદનશીલ (સૂકવવાની જરૂર), કમી થ્રુપુટ, સામાન્ય રીતે માત્ર સફાઈના પગલાં તરીકે ઉપયોગમાં લેવાય છે.
2. Chemical Beneficiation: The “Last Resort” for Difficult Ores
જ્યારે ધાતુ ખનિજ બરબાદી રીતે વિસારિત થાય છે અથવા ગેંગ સાથે સંપૂર્ણ બાંધવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, ઓક્સાઇઝ્ડ ખનિજ, જટિલ સલ્ફાઇડ), શારીરિક પદ્ધ્તિઓ નિષ્ફળ થઈ શકે છે. રાસાયણિક લાભ ખનિજની સંરચ્ચનાને તોડી નાખે છે જેથી ધાતુઓને કાઢી શકાય, મુખ્ય રૂપે:
2.1 Leaching: “Dissolution and Extraction” of Metal Ions
- મૂળ સિદ્ધાંત: અલ્બિદુઓને રાસાયણિક સોલ્વેન્ટ્સ (ઍસીડ, આલ્કલી, અથવા મીઠાના ઉકેલો) માં ભીંજવવામાં આવે છે, જેથી લક્ષ્ય મેટલને પ્રેગ્નન્ટ લીચ સોલ્યુશન (PLS) માં વિઘટિત કરે, જયાથી મેટલને પુનઃપ્રાપ્તિ કરવામાં આવે છે (ઉદાહરણ તરીકે, પ્રત્યાખ્યાન, સિમેન્ટેશન, અથવા ઇલેક્ટ્રોઇનિંગ દ્વારા).
- લાગુ પડતા ધાતુઓ: સોનું (સાયનાઇડેશન), ચાંદી, કોપર (કુંશફારાની લીચિંગ), નિકલ, કો્બાલ્ટ, અને અન્ય રિફ્રેક્ટરી મેટલ.
- કેસ સ્ટડી:
- Gold Cyanidation: Finely ground ore is mixed with a cyanide solution; gold forms a soluble complex and is later precipitated with zinc powder (recovery ≥90%). Cyanide pollution must be strictly controlled.
- તામોટી ખૈલ હલચલ: ઓછા ગ્રેડ ઓક્સાઇડ તામોટી ખોરાક (0.2% - 0.5% Cu) ઉમદા હળવા પધ્ધતિથી સલ્ફ્યુરિક એસિડથી સાહાય્ય આપવામાં આવે છે; તામોટી ઘોળવામાં આવે છે અને સોલ્વન્ટ એક્સટ્રેક્શન અને એલેક્ટ્રોવિનિંગ (SX-EW) દ્વારા ઉપાડવામાં આવે છે, જેમાં કેથોડ તામોટી તરીકે પ્રાપ્ત થાય છે (નિમ્નગ્રેડ ખોરાક માટે ખર્ચ અસરકારક).
2.2 રોસ્ટિંગ-લીચિંગ સંયુક્ત પ્રક્રિયા
- મૂળ સિદ્ધાંત: Ore is first roasted at high temperatures (300-1000°C) to alter its structure (e.g., oxidizing or reducing roast), converting refractory metals into a soluble form for subsequent leaching.
- લાગુ પડતા ધાતુઓ: રીફ્રેક્ટરી સલ્ફાઇડ (ઉદાહરણ તરીકે, નિકલ સલ્ફાઇડ, કપર સલ્ફાઇડ) અને ઓક્સાઇડ ઓર્સ (ઉદાહરણ તરીકે, હેમાટાઇટ).
- કેસ સ્ટડી:
- નિકલ સલ્ફાઇડ રોસ્ટિંગ: નિકલ સલ્ફાઇડને નિકલ ઑક્સાઇડમાં રૂપાંતરિત કરે છે, જે сулફ્યુરિક એસિડ સાથે સરળતાથી લિક થાય છે, સલ્ફાઇડના હસ્તક્ષેપથી બચતા.
- રીફ્રેક્ટરી ગોલ્ડ ઓર રોસ્ટિંગ: આરસેનિક અને કાર્બન ધરાવતી ઓર માટે, રોસ્ટિંગ આરસેનિકને દૂર કરે છે (જે As₂O₃ તરીકે ઉલભાઈ જાય છે) અને કાર્બન (જે ગોલ્ડને શોષી શકે છે)ને દૂર કરે છે, પછીના સાયનાઇડેશનને સક્ષમ બનાવે છે.
2.3 માઇક્રોબિયલ બેનિફિશિએશન: લોકઅર્થધ્રુવવાળા ઓરો માટે પર્યાવરણ હિતૈષી દૃષ્ટિકોણ
- Principle: Certain microorganisms (e.g., Acidithiobacillus ferrooxidans, Acidithiobacillus thiooxidans) metabolically oxidize metal sulfides into soluble metal salts, enabling metal recovery from solution—also known as bioleaching.
- લાગુ પડતા ધાતુઓ: કીશ્મી લીલાનું કાંસો (જેમ કે, પોર્ફીરી કાંસો), યુરેનિયમ, નિકેલ, સોનું (ગંધક દૂર કરવામાં સહાયરૂપ).
- Advantages: પર્યાવરણનું રક્ષણ કરનાર (કોઈ રાસાયણિક પ્રતિસાદ ઝેરીતા નથી), ઓછા ખર્ચનું (જીવાણુઓ જાતે પુનરાવર્તિત થાય છે), કાંસાના ગ્રેડની સાથે સ્રોતો માટે અનુકૂળ જે 0.1%-0.3% જેટલી નીચી છે.
- Disadvantages: ધીમી પ્રતિક્રિયા દર (હફ્તા થી મહિના), તાપમાન અને પર્યાવરણની શરતો પ્રત્યે સંવેદનશીલ.
- પ્રતિષ્ઠિત ઉપયોગ: આગામી વૈશ્વિક કાંસાની ઉત્પાદનનો લગભગ 20% બાયોલીચિંગ મારફતે આવે છે, જેમ કે ચિલીમાં મોટા હીપ લીચ ઓપરેશન્સ.
3. લાભકારી પદ્ધતિઓ પસંદ કરવા માટે 3-ધાપાની કેન્દ્રિય તર્ક
3.1 ખનિજ ગુણધર્મોનું વિશ્લેષણ:
- Magnetic minerals (e.g., magnetite) → Magnetic separation
- Fine particles with hydrophobicity differences (e.g., copper ores) → Flotation
- Coarse particles with high density (e.g., placer gold, tungsten) → Gravity separation
3.2 ઓર ગ્રેડ અને મુક્તતાનું મૂલ્યાંકન:
- High-grade coarse ores → Gravity or magnetic separation (low cost)
- Low-grade fine ores → Flotation or leaching (high recovery)
- Extremely refractory ores → Chemical or bio-beneficiation
3.3 સંતુલન આર્થિકતા અને પર્યાવરણ ખર્ચ:
- ઓછી ઊર્જા વપરાશ અને ન્યૂનતમ પ્રદૂષણ માટે ઢાંચાકીય લાભો પસંદ કરો
- મેંથોડિક અને બાયો-પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ ત્યારે જ કરો જ્યારે ઢાંચાકીય પદ્ધતિઓ અસફળ હોય, ખર્ચ અને પર્યાવરણ પ્રભાવ weighing
સલાહ
સમાધાન મેળવો