सल्फाइड अयस्क
सल्फाइड अयस्क वे अयस्क होते हैं जिनमें खनिज सल्फर के साथ रासायनिक यौगिकों में पाए जाते हैं। सल्फाइड अयस्कों का खनन और प्रसंस्करण उद्योग के साथ-साथ धातु विज्ञान में भी बहुत महत्व है।
अयस्क संवर्धन विधि का चुनाव चट्टान की सल्फर सामग्री पर बहुत अधिक निर्भर करता है। शुद्ध धातुओं और मिश्र धातुओं को प्राप्त करने के मामले में सल्फर एक अशुद्धता तत्व है। सल्फर यौगिकों से छुटकारा पाना एक लंबा और श्रमसाध्य कार्य है।
मुख्य सल्फाइड खनिजों में शामिल हैं: पाइराइट, मार्कासाइट, चाल्कोपीराइट, पाइरोटाइट, स्फालेराइट और वुर्टज़ाइट; कम प्रचलित हैं: ट्रॉइलाइट, गैलेना, एसेनोपीराइट, बोर्नाइट, चाल्कोसाइट, क्यूबेनाइट, डिजेनाइट, आदि।
पाइराइट आयरन डाइसल्फ़ाइड FeS 2 है , जो पृथ्वी की पपड़ी में सबसे आम सल्फाइड है, इसमें आयरन और सल्फर का प्रतिशत क्रमशः 46.6% और 53.4% है। मुख्य अशुद्धियाँ Ni, Co, Cu, Au, As, Se, Tl हैं। इसका रंग सुनहरा पीला है (इसलिए इसे कभी-कभी "मूर्खों का सोना" भी कहा जाता है)। पाइराइट अयस्क सल्फ्यूरिक एसिड और कॉपर सल्फेट के उत्पादन के लिए कच्चे माल का मुख्य स्रोत हैं। हालाँकि, पाइराइट को उपयोगी घटकों (अलौह धातुओं का निष्कर्षण) में संसाधित करना आर्थिक रूप से व्यवहार्य नहीं है, इसलिए इसे कचरे के ढेर में भेज दिया जाता है। रूस में, पाइराइट जमा उरल्स (डेग्ट्यारस्कॉय, कलातिंस्कॉय, बेरेज़ोवस्कॉय) में स्थित हैं। अल्ताई में पाइराइट के बड़े भंडार केंद्रित हैं।
मार्कासाइट में एक मजबूत बहुलता होती है, जो हल्के भूरे से गहरे हरे रंग में भिन्न होती है, और गोलाकार संरचनाओं का निर्माण करने वाले रेडियल लैथ के रूप में होती है; ऐसी संरचनाओं के कोर में पाइराइट क्रिस्टल पाए जाते हैं। पाइराइट की तरह मार्कासाइट भी एक आयरन सल्फाइड FeS2 है , लेकिन इसकी आंतरिक क्रिस्टलीय संरचना, अधिक भंगुरता और कम कठोरता में इससे भिन्न है। मार्कासाइट सतह की स्थितियों में अस्थिर है, जो इसके अपघटन (विशेष रूप से उच्च आर्द्रता पर) की ओर जाता है। इसके कम घनत्व के कारण, मार्कासाइट को सल्फ्यूरिक एसिड के उत्पादन के लिए एक सामग्री के रूप में विकसित किया जा सकता है। मार्कासाइट एक सामान्य खनिज है, लेकिन पाइराइट जितना सामान्य नहीं है। यह आमतौर पर तलछटी चट्टानों में पाया जाता है (जो रूस में जमा के लिए विशिष्ट है)
पाइरोटाइट कॉपर-निकल अयस्कों के हाइपोजीन जमा में व्यापक रूप से पाया जाता है, इसका रंग उग्र लाल या गहरा नारंगी होता है, यह Fe1-xS संरचना वाले सल्फाइड वर्ग से संबंधित है। विशेषता संरचना (%): S - 36, Fe - 60-63.5, लौह तत्व काफी भिन्न हो सकते हैं। यह कोला प्रायद्वीप पर यूराल में भी केंद्रित है। यह जर्मनी, बवेरिया, फ़िनलैंड में पाया जाता है, और उल्कापिंडों में भी पाया जाता है। मुख्य अशुद्धियाँ Ni, Co हैं। इसका उपयोग सल्फ्यूरिक एसिड बनाने के लिए भी किया जाता है।
चाल्कोपीराइट तांबा प्राप्त करने के लिए मुख्य खनिज है। रासायनिक यौगिक CuFeS2 है, रंग सुनहरा पीला, भंगुर है। खनिज अस्थिर है और अपक्षय द्वारा नष्ट हो जाता है। चाल्कोपीराइट एक व्यापक खनिज है, रूस में यह इस तरह के भंडार में केंद्रित है: उडोकन (ट्रांसबाइकलिया), सिबे (उरल्स), ट्यूरिन्स्की जमा (उत्तरी यूराल), नोरिल्स्क समूह के जमा। बड़े भंडार चिली में केंद्रित हैं। यह कजाकिस्तान, यूएसए, आर्मेनिया आदि में पाया जाता है।
चित्र 1. पाइराइट
चित्र 2. मार्कासाइट
चित्र 3. पाइरोटाइट
चित्र 4. चाल्कोपीराइट
सल्फाइड अयस्क अलौह धातुओं (निकल, कोबाल्ट, तांबा, जस्ता, सीसा, मोलिब्डेनम, पारा, आदि) का एक बहुत ही महत्वपूर्ण स्रोत हैं। चट्टान में सल्फाइड और अन्य खनिजों के अनुपात के आधार पर, सल्फाइड तालाबों को इस प्रकार वर्गीकृत किया जाता है: ठोस, विशाल, सल्फाइड की प्रधानता के साथ, और शिरायुक्त, या फैला हुआ, गैर-सल्फाइड खनिजों की प्रधानता के साथ। अयस्क मोनोमेटेलिक भी हो सकते हैं, जिसमें एक मूल्यवान घटक होता है, या पॉलीमेटेलिक, जिसमें कई मूल्यवान तत्व होते हैं।
पाइराइट, चाल्कोपीराइट, कोवेलाइट, स्फालेराइट - ठोस और फैले हुए सल्फाइड अयस्कों के मुख्य खनिज हैं। ऐसे अयस्कों में गैंग्यू को आमतौर पर क्वार्ट्ज और माइका द्वारा दर्शाया जाता है।
सल्फाइड अयस्कों के संवर्धन के लिए अभिकर्मक मोड और प्लवन संवर्धन योजनाओं का उपयोग किया जाता है । ये मोड मुख्य रूप से अयस्क की सामग्री संरचना, अयस्क घटकों के खनिज रूपों के अनुपात, अयस्क खनिज की सक्रियता की डिग्री, साथ ही रुचि के तत्वों के सल्फाइड के ऑक्सीकरण की डिग्री पर निर्भर करते हैं। अधिकांश सल्फाइड अयस्कों की विशेषता खनिजों के अत्यंत असमान प्रसार से होती है, जो बदले में जटिल बहु-चरण संवर्धन योजनाओं का उपयोग करने की आवश्यकता को निर्धारित करता है। संवर्धन के शुरुआती चरणों में, मुख्य खनिज के गैंग के साथ रुचि के घटकों के अंतर्वृद्धि को खोलना आवश्यक है। यह आमतौर पर 50-65% तक पीसकर हासिल किया जाता है। हालांकि, खनन किए जा रहे तत्व के आधार पर, आवश्यक उद्घाटन इस तरह के पीसने के साथ नहीं हो सकता है, जिसके लिए 85-95% तक अतिरिक्त पीसने की आवश्यकता हो सकती है।
आजकल, रेत और कीचड़ अंशों के अलग-अलग प्लवन के साथ-साथ प्लवन टेलिंग्स के रेत अंश के पुनः प्लवन की योजनाएँ सल्फाइड अयस्कों के संवर्धन में तेजी से व्यापक होती जा रही हैं। इस तरह के प्लवन की योजना चित्र 5 में दिखाई गई है।