धातु और धातुकर्म नोट्स cgpsc के लिए

@)अयस्कों का शोधन

✓धातुकर्म:

धातुकर्म अयस्कों से धातु प्राप्त करने की प्रक्रिया है। इसे उन प्रक्रियाओं के रूप में परिभाषित किया जा सकता है जो अपने अयस्कों से धातुओं के निष्कर्षण में शामिल होती हैं और फिर उन्हें उपयोग के लिए परिष्कृत करने को धातु विज्ञान के रूप में जाना जाता है ।

✓धातुकर्म के चरण:

धातुओं को उनके अयस्कों से निम्नलिखित प्रक्रियाओं द्वारा निकाला जा सकता है:

• अयस्क का संवर्धन या अयस्क की सांद्रता।

• सांद्रित अयस्क का धातु ऑक्साइड में परिवर्तन ।

• धातु ऑक्साइड का धातु में अपचयन।

• अशुद्ध धातु की शुद्धि या शोधन।

#अयस्क का संवर्धन या अयस्क की सांद्रता

 

किसी अयस्क से धातु निकालने से पहले उसमें मौजूद अशुद्धियों को दूर करना आवश्यक है। इन अशुद्धियों को दूर करने से हमें एक सांद्रित अयस्क प्राप्त होता है जिसमें धातु का उच्च प्रतिशत होता है। अयस्क में धातु का प्रतिशत बढ़ाने के लिए अयस्क से गैंग के कणों को हटाने की प्रक्रिया को अयस्क का संवर्धन कहा जाता है । अयस्कों से अशुद्धियों को दूर करने के लिए प्रयुक्त प्रक्रियाएँ अयस्क के भौतिक या रासायनिक गुणों और अशुद्धियों के बीच के अंतर पर निर्भर करती हैं।

#अयस्क के संवर्धन के तरीके: 

अब, हम विभिन्न प्रकार के अयस्कों के संवर्धन के लिए उपयोग की जाने वाली विभिन्न प्रक्रियाओं पर चर्चा करेंगे।

1. हाइड्रोलिक धुलाई:

इस विधि का उपयोग उन अयस्कों के संवर्धन के लिए किया जाता है जो उनमें मौजूद गैंग्यू कणों से भारी होते हैं। इस विधि में, कुचले और बारीक चालित अयस्क के माध्यम से पानी की एक धारा प्रवाहित की जाती है। हल्के गैंग के कणों को पानी से धोया जाता है जबकि भारी अयस्क के कण पीछे रह जाते हैं। इस विधि द्वारा टिन और लेड के ऑक्साइड अयस्कों का सांद्रण किया जाता है।

2. झाग तैरने की प्रक्रिया:

इस विधि का उपयोग तांबा, सीसा और जस्ता के सल्फाइड अयस्कों की सांद्रता के लिए किया जाता है। इस विधि में चूर्ण अयस्क को पानी से भरी टंकी में डाला जाता है। और फिर, इसमें थोड़ा सा पाइन ऑयल मिलाया जाता है। टैंक में सल्फाइड अयस्क के कणों को चीड़ के तेल से गीला किया जाता है जबकि गैंग के कणों को पानी से गीला किया जाता है। फिर इस मिश्रण से हवा गुजरती है। इसके परिणामस्वरूप टैंक में पानी की हलचल होती है, जिसके कारण सल्फाइड अयस्क के कण तेल से चिपक जाते हैं और झाग के रूप में सतह पर आ जाते हैं। भारी होने के कारण गैंग्यू के कण पानी की टंकी के तल पर पीछे रह जाते हैं। झाग अलग किया जाता है और इससे सांद्र सल्फाइड अयस्क प्राप्त किया जाता है।

3.चुंबकीय पृथक्करण:

इस विधि का उपयोग लोहे (मैग्नेटाइट और क्रोमाइट) और मैंगनीज (पाइरोलुसाइट) के चुंबकीय अयस्कों में मौजूद गैर-चुंबकीय अशुद्धियों को हटाकर उनकी एकाग्रता के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में एक चुंबकीय विभाजक का उपयोग शामिल है।

एक चुंबकीय विभाजक में एक चमड़े की बेल्ट होती है जो दो रोलर्स पर चलती है। दो रोलर्स में से एक रोलर में एक चुंबक होता है। इस विधि में बारीक चूर्ण चुंबकीय अयस्क को एक सिरे पर चलती पट्टी के ऊपर गिराया जाता है। जब चूर्णित अयस्क एक चुंबकीय रोलर वाले दूसरे छोर पर चलती बेल्ट से नीचे गिरता है, तो अयस्क के कण चुंबक द्वारा आकर्षित होते हैं और गैर-चुंबकीय अशुद्धियों से एक अलग ढेर बनाते हैं।

4.रासायनिक पृथक्करण:

यह विधि गैंग और अयस्क के कुछ रासायनिक गुणों में अंतर पर आधारित है। उदाहरण के लिए, धातु एल्यूमीनियम (बॉक्साइट या एल्यूमीनियम ऑक्साइड) का अशुद्ध अयस्क बेयर की प्रक्रिया द्वारा केंद्रित है।

बेयर की प्रक्रिया

बेयर की प्रक्रिया में, बारीक चूर्ण बॉक्साइट अयस्क को गर्म सोडियम हाइड्रॉक्साइड घोल से उपचारित करके एक पानी में घुलनशील यौगिक बनाया जाता है जिसे सोडियम एल्युमिनेट कहा जाता है।

बॉक्साइट में मौजूद गैंग सोडियम हाइड्रॉक्साइड सोल में प्रतिक्रिया नहीं करता है, इसलिए गैंग को छानने की प्रक्रिया द्वारा अलग किया जा सकता है। छानने के बाद, सोडियम एल्युमिनेट के घोल वाले निस्यंदन को एचसीएल के साथ अम्लीकृत किया जाता है जिससे एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड का अवक्षेप बनता है।

NaAlO2 + HCl + H 2 O Al(OH) 3 + NaCl

सोडियम एल्यूमिनेट हाइड्रोक्लोरिक एसिड एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड नमक

 

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड के अवक्षेपों को फिर शुद्ध एल्युमिनियम ऑक्साइड प्राप्त करने के लिए फ़िल्टर्ड, धोया, सुखाया और गर्म किया जाता है।

2Al(OH) 3 Al 2 O 3 + 3H 2 O

एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड एल्युमिनियम ऑक्साइड

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि शुद्ध एल्यूमीनियम ऑक्साइड को एल्यूमिना के रूप में भी जाना जाता है ।