अयस्क पुनर्प्राप्ति
अयस्क पुनर्प्राप्ति विधियों और प्रक्रियाओं का एक समूह है जिसका उद्देश्य रासायनिक तत्वों की पुनर्प्राप्ति करना है, या अधिक सटीक रूप से, उन तत्वों को प्राप्त करना है जिनमें कोई रासायनिक यौगिक शामिल नहीं है, जैसे ऑक्साइड, सल्फाइड आदि। इस उद्योग में तकनीकों और विधियों की सीमा बहुत व्यापक है और इसमें पुनर्प्राप्त किए जाने वाले तत्व और इसकी आवश्यक शुद्धता के आधार पर कई विनिर्देश शामिल हैं।
आम तौर पर अयस्क में तत्व रासायनिक यौगिकों में होते हैं, यानी किसी दिए गए यौगिक की रासायनिक अवस्था में। ये मुख्य रूप से ऑक्साइड और सल्फाइड होते हैं।
ऑक्साइड अवस्थाओं से अपचयन के लिए , हाइड्रोजन के साथ अंतःक्रिया पर आधारित रासायनिक अभिक्रियाओं का आमतौर पर उपयोग किया जाता है, उदाहरण के लिए:
CuO + H2 --- > Cu + H20
3Fe 2 O 2 + H 2 ---> 2Fe 3 O 4 + H 2 O
इसके अलावा, ऑक्साइड से कमी का उपयोग कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ प्रतिक्रिया द्वारा किया जा सकता है:
Fe3O4 + 4CO = 3Fe + 4CO2
ऐसी प्रतिक्रियाएं आमतौर पर उच्च तापमान पर होती हैं, जो धातुओं के गलनांक से नीचे होती हैं।
सल्फाइड यौगिकों में धातुओं को कम करने के लिए इसी तरह की विधियों का उपयोग किया जाता है , लेकिन जिस धातु को कम किया जा रहा है, यानी उसके गुणों के आधार पर, एक उपयुक्त अपचायक एजेंट का चयन करना आवश्यक है। हालाँकि, सभी अपचयन प्रक्रियाओं की मूल योजना एक जैसी है।
MoS2 + 2H2 --- > Mo + 2H2S
Ag2S + O2 --- > 2Ag + SO2
इसलिए, मूल अवधारणा को समझने के लिए, आइए एक तत्व - लोहे को कम करने की प्रक्रिया पर विचार करें। मानव जाति द्वारा उपयोग किए जाने वाले लोहे का बड़ा हिस्सा लौह अयस्क से अपचयन चरण से गुजरता है। लोहे को कम करने का मुख्य और सबसे किफायती तरीका अयस्क से लोहे के कार्बोथर्मिक अपचयन की विधि है, जिसकी मुख्य प्रतिक्रिया है:
Fe X O Y + सी ---> Fe + CO 2
इस विधि का उपयोग करके लोहा प्राप्त करने की मुख्य विधि लोहा (कच्चा लोहा) प्राप्त करने की ब्लास्ट फर्नेस विधि है, जिसमें लौह अयस्क कोक कार्बन के साथ रासायनिक प्रतिक्रिया में प्रवेश करता है। इस प्रक्रिया का उत्पाद कच्चा लोहा है, जिसमें 3% तक कार्बन होता है। हालाँकि, कच्चा लोहा बहुत भंगुर होता है, और कार्बन से आगे शुद्धिकरण एक बहुत ही श्रम-गहन प्रक्रिया है। कार्बोथर्मिक प्रक्रिया की किस्मों में से एक प्राकृतिक गैस के साथ अयस्क से लोहे की वसूली की प्रक्रिया है। निम्नलिखित प्रतिक्रियाएँ होती हैं:
CH4+H2O=CO+H2 (प्राकृतिक गैस रूपांतरण)
FeХOY +CO=Fe+CO2
FeХOY +H2=Fe+H2O
इस प्रक्रिया के परिणामस्वरूप, प्रत्यक्ष अपचयन लोहा प्राप्त होता है, जो कार्बन से दूषित नहीं होता है, कार्बन की मात्रा 1% से अधिक नहीं होती है। हालाँकि, यह उत्पाद इससे धातु के हिस्सों के निर्माण के लिए भी उपयुक्त नहीं है और इसका उपयोग केवल इस्पात उत्पादन प्रक्रिया में कच्चे माल के रूप में किया जा सकता है। इसलिए, संरचनात्मक और अन्य स्टील के उत्पादन के लिए प्राप्त लोहे के और संवर्धन की आवश्यकता होती है। दुनिया में लोहे को कम करने के लिए विभिन्न गैसों का भी उपयोग किया जाता है, लेकिन मुख्य और सबसे आम प्राकृतिक गैस है।
