इकाई 06 तत्वों के प्रकाशन और प्रकाशन के सामान्य सिद्धांत एवं प्रक्रियाएँ-हटाए गए

कुछ तत्व जैसे कार्बन, सल्फर, सोना और शक्तिशाली गैसें, स्वतंत्र रूप में पाए जाते हैं, जबकि अन्य भूमि के भित्ति की धरती में संयुक्त रूप में पाए जाते हैं। एक तत्व को अपने संयुक्त रूप से प्रकाशित करने और प्रकाशित करने में रासायनिक अवधारणाओं के विभिन्न सिद्धांतों का उपयोग किया जाता है। एक विशेष तत्व विभिन्न यौगिकों में पाया जा सकता है। धातु और प्रकाशन की प्रक्रिया ऐसी होनी चाहिए कि वह रासायनिक रूप से संभव हो और व्यावसायिक रूप से उपयुक्त हो। फिर भी, धातुओं के सभी प्रकाशन प्रक्रियाओं में कुछ सामान्य सिद्धांत सामान्य हैं। एक विशेष धातु प्राप्त करने के लिए, पहले हम खनन करके भूमि के भित्ति की धरती में प्राकृतिक रूप से प्राप्त करने योग्य रासायनिक पदार्थों जिनमें एक धातु पाई जा सकती है, जैसे खनिज की तलाश करते हैं। एक धातु को जितने भी खनिज में पाया जा सकता है, उतने में सिर्फ कुछ ही उस धातु के स्रोत के रूप में उपयोगी होते हैं। ऐसे खनिज को खनिज कहा जाता है।

दुर्लभ रूप से, एक खनिज में केवल एक चाहिए यौगिक होता है। यह आमतौर पर भूमि या अचाहिए यौगिकों से प्रदूषित होता है जिन्हें गैंग कहा जाता है। खनिज से धातु के प्रकाशन और प्रकाशन में निम्नलिखित मुख्य चरणों का उपयोग किया जाता है:

खनिज का संकेन्द्रण,
संकेन्द्रित खनिज से धातु का प्रकाशन, और
धातु का शुद्धीकरण।

खनिज से धातु के प्रकाशन की पूरी वैज्ञानिक और प्रौद्योगिकी प्रक्रिया को धातुकर्म कहा जाता है।

6.1 धातुओं का प्रकटीकरण

इस इकाई में, पहले हम खनिजों के प्रभावी संकेन्द्रण के लिए विभिन्न चरणों का वर्णन करेंगे। उसके बाद हम कुछ सामान्य धातुकर्म प्रक्रियाओं के सिद्धांतों पर चर्चा करेंगे। उन सिद्धांतों में संकेन्द्रित खनिज को धातु में प्रकाशित करने में शामिल थर्मोडायनामिक और इलेक्ट्रोकेमिक पहलुओं को शामिल किया जाएगा।

तत्व सामूहिकता में भिन्न होते हैं। धातुओं में, एल्युमिनियम सबसे अधिक सामूहिक है। यह भूमि के भित्ति की धरती में तीसरा सबसे अधिक सामूहिक तत्व है ($8.3 \%$ लगभग वजन के अनुसार)। यह माइका और क्लेय सहित कई जलभरित खनिजों का मुख्य घटक है। कई रत्न $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ के अपूर्ण रूपों हैं और अपूर्णताएँ $\mathrm{Cr}$ (रूबी में) से को (सप्फाइर में) तक भिन्न होती हैं। लोहा भूमि के भित्ति की धरती में दूसरा सबसे अधिक सामूहिक धातु है। यह विभिन्न यौगिकों का निर्माण करता है और उनके विभिन्न उपयोगों के कारण यह एक बहुत अधिक महत्वपूर्ण तत्व है। यह जैविक प्रणालियों में भी एक आवश्यक तत्व है।

एल्युमिनियम, लोहा, तांबा और जिंक के मुख्य खनिज टेबल 6.1 में दिए गए हैं।

टेबल 6.1: कुछ महत्वपूर्ण धातुओं के मुख्य खनिज

धातु	संरचना
एल्युमिनियम	बॉक्साइट	$\mathrm{AlO_\mathrm{x}}(\mathrm{OH})_{3-2 \mathrm{x}}$
लोहा		$\left[\mathrm{where}^{\mathrm{O}}<\mathrm{x}<1\right]$
	काओलिनाइट (क्लेय का एक रूप)	$\left[\mathrm{Al_2}(\mathrm{OH})_{4} \mathrm{Si_2} \mathrm{O_5}\right]$
	हीमोटाइट	$\mathrm{Fe_2} \mathrm{O_3}$
	मैग्नेटाइट	$\mathrm{Fe_3} \mathrm{O_4}$
	$\mathrm{FeCO_3}$
	लोहे की पाइराइट्स	$\mathrm{FeS_2}$
	तांबे की पाइराइट्स	$\mathrm{CuFeS_2}$
	मलाकाइट	$\mathrm{CuCO_3} \cdot \mathrm{Cu}(\mathrm{OH})_{2}$
	कपराइट	$\mathrm{Cu_2} \mathrm{O}$
	तांबे की चमड़ी	$\mathrm{Cu_2} \mathrm{~S}$
	जिंक ब्लेंड या स्फालेराइट	$\mathrm{ZnS}$
	कालामाइन	$\mathrm{ZnCO} \mathrm{Zn_3}$
	जिंकाइट	$\mathrm{ZnO}$

प्रकाशन के उद्देश्य के लिए, एल्युमिनियम के लिए बॉक्साइट चुना जाता है। लोहे के लिए, आमतौर पर ऑक्साइड खनिज लिये जाते हैं जो अत्यधिक सामूहिक होते हैं और प्रदूषक गैसें (जैसे $\mathrm{SO_2}$ जो लोहे की पाइराइट्स के मामले में उत्पन्न होती है) नहीं बनाते हैं। तांबे और जिंक के लिए, उपलब्धता और अन्य प्रासंगिक कारकों के आधार पर टेबल 6.1 में सूचीबद्ध किसी भी खनिज का उपयोग किया जा सकता है। संकेन्द्रण के लिए आगे बढ़ने से पहले, खनिजों को ग्रेड किया जाता है और उचित आकार तक तोड़ दिया जाता है।

अचाहिए यौगिकों (जैसे, रेत, क्लेय आदि) को खनिज से हटाना संकेन्द्रण, ड्रेसिंग या बेनिफिकेशन कहलाता है। इसमें कई चरणों का उपयोग किया जाता है और इन चरणों का चयन धातु के प्रयुक्त यौगिक और गैंग के बीच भौतिक गुणों के अंतर पर निर्भर करता है। धातु का प्रकार, उपलब्ध सुविधाएँ और पर्यावरणीय कारक भी ध्यान में रखे जाते हैं। निम्नलिखित में कुछ महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँ वर्णित की गई हैं।

6.2 खनिजों का संकेन्द्रण

अचाहिए यौगिकों (जैसे, रेत, क्लेय आदि) को खनिज से हटाना संकेन्द्रण, ड्रेसिंग या बेनिफिकेशन कहलाता है। संकेन्द्रण के लिए आगे बढ़ने से पहले, खनिजों को ग्रेड किया जाता है और उचित आकार तक तोड़ दिया जाता है। खनिजों का संकेन्द्रण कई चरणों में होता है और इन चरणों का चयन धातु के प्रयुक्त यौगिक और गैंग के बीच भौतिक गुणों के अंतर पर निर्भर करता है। धातु का प्रकार, उपलब्ध सुविधाएँ और पर्यावरणीय कारक भी ध्यान में रखे जाते हैं। खनिज के संकेन्द्रण के लिए निम्नलिखित में कुछ महत्वपूर्ण प्रक्रियाएँ वर्णित की गई हैं।

6.2.1 हाइड्रॉलिक धोनी

यह खनिज और गैंग के कणों के बीच विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण के अंतर पर आधारित है। इसलिए यह गुरुत्वाकर्षण अलगाव का एक प्रकार है। इस प्रक्रिया में, पाउडर किए गए खनिज को धोने के लिए चलते पानी की ऊपरी प्रवाह का उपयोग किया जाता है। हल्के गैंग के कण धो जाते हैं और गहरे खनिज के कण बाकी रहते हैं।

6.2.2 चुंबकीय अलगाव

यह खनिज घटकों के चुंबकीय गुणों के अंतर पर आधारित है। यदि खनिज या गैंग चुंबकीय क्षेत्र की ओर आकर्षित होता है, तो इस प्रक्रिया से अलगाव किया जाता है। उदाहरण के लिए, लोहे के खनिज चुंबक की ओर आकर्षित होते हैं, इसलिए उनसे गैंग के अचाहिए यौगिक चुंबकीय अलगाव का उपयोग करके अलग किए जा सकते हैं। पाउडर किए गए खनिज को एक कन्वेयर बैट पर गिराया जाता है जो एक चुंबकीय रोलर के ऊपर चलता है (आकृति.6.1)। चुंबकीय यौगिक बैट के पास आकर्षित रहता है और उसके पास गिर जाता है।

6.2.3 फ्रॉथ फ्लोटेशन पद्धति

यह पद्धति पाइराइड खनिजों से गैंग को हटाने के लिए उपयोग की जाती है। इस प्रक्रिया में, पाउडर किए गए खनिज का एक पानी के साथ शिथिलता बनाई जाती है। इसमें कलेक्टर और फ्रॉथ स्थिरक जोड़े जाते हैं। कलेक्टर (जैसे, पाइन तेल, फैटी एसिड, ज़ैंथेट्स आदि) खनिज के कणों की गैर-आर्द्रता को बढ़ाते हैं और फ्रॉथ स्थिरक (जैसे, क्रेसोल, एनिलाइन) फ्रॉथ को स्थिर बनाते हैं।

खनिज के कण तेल द्वारा आर्द्र हो जाते हैं जबकि गैंग के कण पानी द्वारा आर्द्र होते हैं। एक घूर्णित पट्टी मिश्रण को हल करती है और इसमें हवा खींचती है। इसके परिणामस्वरूप, फ्रॉथ बनती है जो खनिज के कणों को ले जाती है। फ्रॉथ हल्की होती है और उसे छिन्ना जाता है। फिर यह खनिज कणों को पुनर्प्राप्त करने के लिए सुखाया जाता है।

कभी-कभी, दो पाइराइड खनिजों को तेल और पानी के अनुपात को समायोजित करके या ‘डिप्रेसेंट्स’ का उपयोग करके अलग करना संभव होता है। उदाहरण के लिए, जब एक खनिज में ZnS और PbS होते हैं, तो उपयोग किया जाने वाला डिप्रेसेंट एसीएनएन होता है। यह चयनित रूप से ZnS को फ्रॉथ में आने से रोकता है लेकिन PbS को फ्रॉथ के साथ आने की अनुमति देता है।

बुनियादी धोनी जानवरी

यदि कोई व्यक्ति वैज्ञानिक भावना रखता है और अवलोकन पर ध्यान देता है, तो वह असाधारण चमत्कार कर सकता है। एक धोनी जानवरी के भी बुनियादी मन रखती थी। एक खनिज के पोशाक को धोते समय, उसने देखा कि रेत और इसी तरह की गंदगी धोनी की टब के नीचे गिर जाती है। जो अद्वितीय था, खनिजों से आए तांबे के यौगिक जो पोशाकों में खनिजों से आए थे, उन्हें साबुन की झागों में पकड़ लिया गया था और इसलिए वे ऊपर आए। उसके एक ग्राहक, मिस कैरी एवर्सन एक रासायनिक थी। धोनी जानवरी ने उसके अनुभव को मिस एवर्सन को बताया। उसके बादाम में वह सोची कि इस विचार का उपयोग बड़े पैमाने पर खनिज और भूमि यौगिकों से तांबे के यौगिकों को अलग करने के लिए किया जा सकता है। इस तरह एक आविष्कार उत्पन्न हुआ। उस समय केवल उन खनिजों का उपयोग तांबे के प्रकाशन के लिए किया जाता था, जिनमें धातु की बड़ी मात्रा होती थी। फ्रॉथ फ्लोटेशन पद्धति के आविष्कार ने तांबे की खनन को कम गुणवत्ता वाले खनिजों से भी लाभदायक बनाया। तांबे की विश्व उत्पादन बढ़ गया और धातु की कीमतें कम हो गईं।

6.2.4 लीचिंग

यदि खनिज किसी उपयुक्त शास्त्रार्थ में घुलमील ह