স্বর্ণ পুনরুদ্ধার সক্রিয় কার্বন প্রয়োগ

স্বর্ণ নিষ্কাশন শিল্পে, সক্রিয় কার্বন হল একটি মূল উপাদান যা সায়ানাইড দ্রবণ থেকে কম- ঘনত্বের সোনা শোষণ ও সমৃদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয়। এর মূল কাজ হল শারীরিক শোষণের মাধ্যমে সোনার সায়ানাইড কমপ্লেক্সকে এর বৃহৎ ছিদ্র গঠনে সমৃদ্ধ করা, ভর ঘনত্বে হাজার-গুণ বৃদ্ধি অর্জন করা এবং পরবর্তী কার্যকরী পুনরুদ্ধারের ভিত্তি স্থাপন করা।

 

I. স্বর্ণ পুনরুদ্ধারে সক্রিয় কার্বনের ভূমিকা

 

সোনার আকরিকের সায়ানাইড লিচিংয়ের পরে, সাধারণত অত্যন্ত কম ঘনত্বে সোনার সায়ানাইড অ্যানয়ন (Au(CN)₂⁻) হিসাবে দ্রবণে সোনা বিদ্যমান থাকে। এই ধরনের পাতলা সমাধান থেকে সরাসরি সোনা পুনরুদ্ধার করা অর্থনৈতিকভাবে চ্যালেঞ্জিং। সক্রিয় কার্বন, এর অত্যন্ত উচ্চ নির্দিষ্ট পৃষ্ঠের ক্ষেত্রফল (প্রায় 1000 m²/g) এবং নির্দিষ্ট ছিদ্র কাঠামো সহ, দ্রবণ থেকে সোনাকে সমৃদ্ধ করার জন্য একটি আদর্শ মাধ্যম হয়ে ওঠে।

শিল্প উৎপাদনে, নারকেলের খোসা সক্রিয় কার্বন প্রধানত ব্যবহৃত হয়। এটি বাষ্প সক্রিয়করণ দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং কার্বন{1}}ইন-সজ্জা প্রক্রিয়ায় ঘর্ষণ সহ্য করার জন্য যথেষ্ট কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা রয়েছে।

 

২. সোনার শোষণ প্রক্রিয়া: আয়ন পেয়ার গোল্ড সায়ানাইড আয়ন নেতিবাচকভাবে চার্জ করা হয়, যখন সক্রিয় কার্বনের পৃষ্ঠ বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ, তাই সরাসরি শোষণ সম্ভব নয়। সোনার শোষণ "আয়ন জোড়া" গঠনের উপর নির্ভর করে। দ্রবণে ক্যালসিয়াম আয়ন (Ca²⁺, সাধারণত যোগ করা চুন থেকে) দুটি সোনার সায়ানাইড আয়নগুলির সাথে একত্রিত হয়ে বৈদ্যুতিকভাবে নিরপেক্ষ ক্যালসিয়াম-সোনার সায়ানাইড আয়ন জোড়া তৈরি করে: Ca[Au(CN)₂]₂। এই নিরপেক্ষ আয়ন জোড়াগুলি ভ্যান ডার ওয়ালস বাহিনীর মাধ্যমে সক্রিয় কার্বনের ছিদ্র পৃষ্ঠে শারীরিকভাবে শোষিত হয়।

এটি একটি বিপরীত গতিশীল ভারসাম্য প্রক্রিয়া। দ্রবণে সোনার ঘনত্ব এবং সক্রিয় কার্বনে সোনার লোডের মধ্যে একটি সংশ্লিষ্ট সম্পর্ক রয়েছে। ক্রমাগতভাবে দ্রবণে সোনার ঘনত্ব কমাতে এবং কার্বনের উপর সোনার লোড বাড়াতে, একটি কাউন্টারকারেন্ট যোগাযোগ পদ্ধতি অবলম্বন করা হয়: সোনার-বিহারকারী সজ্জা ধারাবাহিকভাবে শোষণ ট্যাঙ্কের মাধ্যমে প্রবাহিত হয়, যখন সক্রিয় কার্বন বিপরীত দিকে চলে যায়। শেষ ট্যাঙ্ক থেকে তাজা কার্বন যোগ করা হয় এবং সর্বোচ্চ সোনার ঘনত্ব সহ প্রথম ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয়; সজ্জা প্রথম ট্যাঙ্ক থেকে শেষ ট্যাঙ্কে প্রবাহিত হয়। এইভাবে, শেষ ট্যাঙ্ক থেকে নিঃসৃত টেইলিংয়ে সোনার ঘনত্ব অত্যন্ত নিম্ন স্তরে হ্রাস করা যেতে পারে, যখন প্রথম ট্যাঙ্ক থেকে সোনার লোড কার্বন- তোলা হয় উচ্চ লোড ক্ষমতা অর্জন করে।

III. সোনার শোষণ দক্ষতাকে প্রভাবিত করার প্রধান কারণগুলি বিভিন্ন কর্মক্ষম এবং রাসায়নিক অবস্থার দ্বারা স্বর্ণ শোষণের কার্যকারিতা প্রভাবিত হয়।

 

1. শারীরিক অবস্থা: কার্বন কণার অভিন্ন সাসপেনশন নিশ্চিত করতে এবং পলি বা ভাসমান এড়াতে সজ্জার ঘনত্ব সক্রিয় কার্বনের (প্রায় 1.3-1.5 t/m³) ভেজা ঘনত্বের কাছাকাছি হওয়া দরকার। পর্যাপ্ত আলোড়ন কার্বন কণার পৃষ্ঠে তরল সীমানা স্তরের পুরুত্ব কমাতে পারে এবং কার্বন কণার মধ্যে ভর স্থানান্তর এবং সোনার প্রসারণকে ত্বরান্বিত করতে পারে।

 

2. সক্রিয় কার্বন বৈশিষ্ট্য: ছোট কার্বন কণার আকার শোষণ গতিবিদ্যা ত্বরান্বিত করার জন্য উপকারী কিন্তু স্ক্রীনিং এবং পুনরুদ্ধারের অসুবিধা বাড়ায়। শিল্পগতভাবে, সাধারণত ব্যবহৃত কণার আকারের পরিসর হল 1-3 মিলিমিটার (যেমন, 6×12 জাল বা 8×16 জাল)। কার্বনের কঠোরতা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, কারণ এটি আলোড়ন, পাম্পিং এবং পুনর্জন্ম প্রক্রিয়ার সময় ঘর্ষণ সহ্য করতে হবে। নারকেলের খোসার কার্বন এই ক্ষেত্রে চমৎকারভাবে কাজ করে।

 

3. প্রতিযোগিতামূলক শোষণ এবং বিষ: এটি একটি মূল সমস্যা যা পুনরুদ্ধারের হারকে প্রভাবিত করে।

- জৈব বিষ: জৈব পদার্থ যেমন ফ্লোটেশন রিএজেন্ট (যেমন, জ্যানথেটস), লুব্রিকেটিং তেল এবং হিউমিক অ্যাসিড শোষণের স্থানগুলির জন্য সোনার সাথে প্রতিযোগিতা করে এবং এমনকি ছিদ্রগুলিকে ব্লক করতে পারে। কিছু ফ্লোটেশন রিএজেন্ট সক্রিয় কার্বনের শোষণ কার্যকলাপ 60% এর বেশি কমাতে পারে। এই জৈব বিষগুলি প্রধানত পরবর্তী তাপীয় পুনর্জন্ম পদক্ষেপের মাধ্যমে অপসারণ করা হয়।

- অজৈব বিষ: প্রধানত অন্যান্য ধাতুর সায়ানাইড কমপ্লেক্স (যেমন, তামা, নিকেল, রূপা)। তারা শোষণ করার জন্য আয়ন জোড়া গঠন করতে পারে, সক্রিয় সাইটগুলি দখল করে। তামার প্রভাবে বিশেষ মনোযোগ দেওয়া উচিত। দ্রবণে এর সায়ানাইড ফর্ম pH এর সাথে পরিবর্তিত হয় এবং pH 10.5 এর নিচে হলে এটি আরও সহজে শোষিত হয়। বেশিরভাগ অজৈব বিষ অ্যাসিড ওয়াশিং দ্বারা অপসারণ করা যেতে পারে।

- স্কেলিং: সিআইপি প্রক্রিয়া চলাকালীন, ক্যালসিয়াম আয়ন এবং কার্বনেট সক্রিয় কার্বনের পৃষ্ঠে ক্যালসিয়াম কার্বনেট (CaCO₃) এর মতো অবক্ষয় তৈরি করতে পারে। এই স্কেল স্তরগুলি প্রধানত জমা হয় এবং কার্বন কণার মেসোপোর এবং ম্যাক্রোপোরগুলির প্রবেশপথগুলিকে অবরুদ্ধ করে, মাইক্রোপোরে সোনার প্রসারণকে বাধা দেয়। নিয়মিত অ্যাসিড ওয়াশিং কার্যকরভাবে এই স্কেল স্তর অপসারণ করতে পারেন.

 

4. সমাধান রাসায়নিক পরিবেশ:

- pH এবং সায়ানাইড ঘনত্ব: শিল্পগতভাবে, বিষাক্ত HCN গ্যাসের উৎপাদন নিয়ন্ত্রণ করতে সাধারণত pH 10-11-এর মধ্যে বজায় রাখা হয়। পর্যাপ্ত ফ্রি সায়ানাইড ঘনত্ব সোনার কার্যকর দ্রবীভূতকরণ এবং স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করার জন্য একটি প্রয়োজনীয় শর্ত।

- তাপমাত্রা: সোনার শোষণ একটি এক্সোথার্মিক প্রক্রিয়া, তাই নিম্ন তাপমাত্রা শোষণের জন্য সহায়ক। অনেক কারখানা প্রায়ই ঠান্ডা মরসুমে উচ্চ পুনরুদ্ধারের হার অর্জন করে। বিপরীতে, পরবর্তী ডিসোর্পশন প্রক্রিয়ার জন্য উচ্চ তাপমাত্রার প্রয়োজন হয়।

- আয়নিক শক্তি: স্বর্ণের সায়ানাইড আয়ন জোড়া তৈরির জন্য ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়ামের মতো ক্ষারীয় আর্থ ধাতব আয়নগুলির উপস্থিতি প্রয়োজনীয়।

 

IV শোষণ: সক্রিয় কার্বন থেকে স্বর্ণ শোষণ

 

শোষণের মূল নীতি হল শোষণের জন্য প্রতিকূল পরিস্থিতি তৈরি করা এবং শোষণ প্রক্রিয়াকে বিপরীত করা। শিল্পগতভাবে, দুটি পরিপক্ক প্রক্রিয়া প্রধানত গৃহীত হয়: AARL পদ্ধতি এবং Zadra পদ্ধতি। উভয়ই নিম্নলিখিত পদক্ষেপের উপর ভিত্তি করে:

1. উচ্চ তাপমাত্রায়, একটি উচ্চ-ঘনত্ব সোডিয়াম আয়ন (সোডিয়াম হাইড্রোক্সাইড থেকে) সোনার সায়ানাইড আয়ন জোড়ায় ক্যালসিয়াম আয়নগুলিকে আয়ন বিনিময়ের মাধ্যমে সোডিয়াম আয়নগুলির সাথে প্রতিস্থাপন করতে ব্যবহার করা হয়, যা কম স্থিতিশীল সোডিয়াম-স্বর্ণ সায়ানাইড আয়ন জোড়া তৈরি করে৷

2. উচ্চ তাপমাত্রা অস্থির সোডিয়াম-সোনার সায়ানাইড আয়ন জোড়ার পচনকে উৎসাহিত করে, এবং সোনার সায়ানাইড আয়নগুলি সক্রিয় কার্বনের পৃষ্ঠ থেকে দ্রবণে ফিরে আসে।

দুটির মধ্যে প্রধান পার্থক্য হল প্রক্রিয়ার সংমিশ্রণে: AARL পদ্ধতি হল একটি ব্যাচ অপারেশন, এবং desorbed gold-rich solution (pregnant solution) একটি স্বাধীন ইলেক্ট্রোলাইসিস ওয়ার্কশপে পাঠানো হয়; Zadra পদ্ধতিটি ডিসোর্পশন কলাম এবং ইলেক্ট্রোলাইটিক সেলকে সিরিজে সংযুক্ত করে একটি বন্ধ-লুপ চক্র তৈরি করে, একই সাথে ডিসোর্পশন এবং ইলেক্ট্রোলাইসিস উপলব্ধি করে। যে পদ্ধতিই গৃহীত হোক না কেন, লক্ষ্য হল শোষণের বর্তনীতে ফিরে আসা চর্বিহীন কার্বনের সোনার উপাদানকে শোষণ ক্ষমতা পুনরুদ্ধার করতে প্রতি টন প্রতি আনুমানিক 50 গ্রাম থেকে কমিয়ে আনা।

 

V. প্রধান প্রক্রিয়া প্রবাহ: সিআইপি, সিআইএল, এবং পাম্পসেল

 

সক্রিয় কার্বন স্বর্ণ নিষ্কাশন প্রক্রিয়ার তিনটি প্রধান রূপ রয়েছে:

কার্বন ইন পাল্প (সিআইপি): আকরিক প্রথমে স্বাধীন সায়ানাইড লিচিং ট্যাঙ্কের মাধ্যমে বেশিরভাগ স্বর্ণ দ্রবীভূত করে এবং তারপরে সজ্জাটি সোনার শোষণের জন্য শোষণ ট্যাঙ্কের একটি সিরিজে প্রবেশ করে। সজ্জা সামনে প্রবাহিত হয়, এবং সক্রিয় কার্বন বিপরীতভাবে পরিবাহিত হয়। এটির "সমৃদ্ধকরণ অনুপাত" (স্বর্ণ-লোডেড কার্বন গ্রেড থেকে ফিড সলিউশন গোল্ড গ্রেডের অনুপাত) সাধারণত 1000-1200 হয়।

কার্বন ইন লিচ (সিআইএল): লিচিং এবং শোষণ একত্রিত হয় এবং একই সিরিজের ট্যাঙ্কগুলিতে একই সাথে সঞ্চালিত হয়। এই প্রক্রিয়াটি বিশেষভাবে "সোনা-ডাকাতি" পদার্থ (অন্যান্য পদার্থ যা সোনা শোষণ করতে পারে) ধারণকারী আকরিকের জন্য উপযুক্ত কারণ সক্রিয় কার্বন দ্রবীভূত সোনাকে রক্ষা করতে তাদের সাথে প্রতিযোগিতা করতে পারে। যাইহোক, দ্রবণে স্বর্ণের ঘনত্ব কম থাকার কারণে যখন লিচিং অসম্পূর্ণ থাকে, তখন সক্রিয় কার্বনের একটি বড় ইনভেন্টরির প্রয়োজন হয়, এবং সমৃদ্ধকরণ অনুপাত সাধারণত 800-1000 হয়।

 

পাম্পসেল প্রক্রিয়া: "মেরি-গো-রাউন্ড" এর মতো একটি অপারেশন মোড গ্রহণ করে। কার্বন সজ্জার শারীরিক নড়াচড়ার প্রয়োজন ছাড়াই নিয়মিতভাবে পাল্প ফিড পয়েন্ট এবং টেলিং ডিসচার্জ পয়েন্ট ঘোরানোর মাধ্যমে কাউন্টারকারেন্ট প্রবাহ অর্জন করা হয়। এই পদ্ধতিটি ব্যাকমিক্সিং হ্রাস করে, ব্যাচগুলিতে কার্বন পরিচালনা করে, একটি উচ্চতর সমৃদ্ধকরণ অনুপাত (1500-2500 বা উচ্চতর) অর্জন করতে পারে এবং আরও কমপ্যাক্ট সরঞ্জামের পরিমাণ রয়েছে।

প্রক্রিয়া নির্বাচন বিভিন্ন কারণের উপর নির্ভর করে যেমন আকরিক বৈশিষ্ট্য, নকশা স্কেল, বিনিয়োগ এবং অপারেটিং খরচ।

 

VI. প্রক্রিয়া পর্যবেক্ষণ এবং ভারসাম্য একটি সিআইপি/সিআইএল প্ল্যান্টের স্থিতিশীল ক্রিয়াকলাপ মূল পরামিতিগুলির নিরীক্ষণের উপর নির্ভর করে, যা প্রধানত দুটি "দিক" দ্বারা মূল্যায়ন করা হয়:

 

- সমাধানে সোনার ঘনত্ব: প্রতিটি শোষণ ট্যাঙ্কের আউটলেটে দ্রবণে সোনার বিষয়বস্তু নিরীক্ষণ করুন, যা একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ-দ্বারা-পদক্ষেপ নিম্নমুখী প্রবণতা দেখাতে হবে।

- সোনার ঘনত্ব-লোড করা কার্বন: প্রতিটি শোষণ ট্যাঙ্কে সক্রিয় কার্বনের সোনার লোড নিরীক্ষণ করুন, যা সামনে থেকে পিছনের দিকে একটি ধাপ-দ্বারা-পদক্ষেপ নিচের প্রবণতা দেখাতে হবে।

সক্রিয় কার্বনের শোষণ গতিগত হার (ক্রিয়াকলাপ) পরীক্ষাগুলির সাথে মিলিত এই দিকগুলির নিয়মিত বিশ্লেষণ, উদ্ভিদকে সময়মত সমস্যা যেমন বিষ জমে যাওয়া, সরঞ্জামের কার্যকারিতা হ্রাস বা অপারেশনাল ভারসাম্যহীনতার মতো সমস্যা চিহ্নিত করতে সাহায্য করতে পারে, যার ফলে সর্বোত্তম সোনা পুনরুদ্ধারের হার বজায় থাকে।

সক্রিয় কার্বন স্বর্ণ পুনরুদ্ধারের ক্ষেত্রে একটি অপরিবর্তনীয় ভূমিকা পালন করে। সোনার সায়ানাইড আয়ন জোড়া শোষণ করার মৌলিক নীতি থেকে, জৈব এবং অজৈব বিষ এবং স্কেলিং এর ব্যবহারিক চ্যালেঞ্জ মোকাবেলা, ডিসোর্পশন পুনরুদ্ধার এবং প্রক্রিয়া নির্বাচন পর্যন্ত, পুরো প্রক্রিয়াটি একটি জটিল এবং দক্ষ প্রযুক্তিগত ব্যবস্থা গঠন করে। সক্রিয় কার্বন বৈশিষ্ট্য, প্রক্রিয়ার অবস্থা এবং সিস্টেমের ভারসাম্যের গভীরভাবে বোঝা এবং সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ হল দক্ষ এবং লাভজনক সোনা পুনরুদ্ধার অর্জনের মূল।