અયસ્કનું પૃથક્કરણ

January, 2001

અયસ્કનું પૃથક્કરણ (ore analysis) : પૃથ્વીમાં મળતાં અશુદ્ધ ખનિજો–અયસ્કો–માં રહેલ તત્વોનું પ્રમાણ નક્કી કરવા માટેની રાસાયણિક પદ્ધતિ. કુદરતમાં મળતાં ખનિજો અશુદ્ધ હોય છે જ. એક જ ખનિજના જુદા જુદા પ્રદેશના નમૂનાઓ કે એક જ સ્થાન ઉપર મળતા ખનિજના વિવિધ નમૂનાઓમાં કીમતી તત્વ તથા અશુદ્ધિઓનું પ્રમાણ જુદું જુદું હોય છે. પૃથક્કરણની પદ્ધતિઓનો આધાર ખનિજના પ્રકાર તથા તેમાં રહેલા ઘટકોના પ્રમાણ ઉપર છે.

સૌપ્રથમ અયસ્કનો પ્રતિનિધિરૂપ (representative) નમૂનો તૈયાર કરવામાં આવે છે. મોટા જથ્થામાંથી આવો નમૂનો મેળવવા માટે ચોક્કસ આંકડાશાસ્ત્રીય (statistical) પદ્ધતિનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. આ નમૂનો સામાન્ય રીતે 100 મેશના ચૂર્ણ રૂપે હોય છે. શરૂઆતમાં અયસ્કના ચૂર્ણને 110° સે. તાપમાને એક કલાક તથા 1,100° સે. તાપમાને અડધો કલાક ગરમ કરીને વજનમાં થતો ઘટાડો નોંધીને પ્રતિશત ઘટ ગણવામાં આવે છે. સલ્ફાઇડ ખનિજો ગરમ કરતાં સલ્ફેટમાં રૂપાંતરિત થતાં તેમના વજનમાં વધારો નોંધાય છે.

અયસ્કના રાસાયણિક પૃથક્કરણ માટે તેના ઘટકો દ્રાવણમાં દ્રાવ્ય સ્વરૂપે હોય તે જરૂરી છે. આ માટે ખનિજને હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડ સાથે ગરમ કરવામાં આવે છે. સિલિકા સિવાયનાં ખનિજો સામાન્ય રીતે દ્રાવ્ય થશે. ચૂનાના પથ્થર તથા લોખંડના ખનિજ (હેમેટાઇટ) માટે આ પદ્ધતિ ઉપયોગમાં લેવાય છે. જે અયસ્કોમાં સિલિકાનું પ્રમાણમાં વધુ હોય અથવા જેમાં દુર્ગલનીય (refractory) ઑક્સાઇડ (દા.ત., બૉક્સાઇટ) હોય તેવાં ખનિજો માટે આલ્કલી-ગલન (alkali fusion) વધુ ઉપયોગી છે. અયસ્કના નમૂનાને સોડિયમ કાર્બોનેટ સાથે મિશ્ર કરીને પ્લૅટિનમ કે નિકલ ક્રુસિબલમાં ઊંચા તાપમાને ગરમ કરી, પિગાળીને પ્રાપ્ત થયેલ ગલિત પદાર્થ ઉપર હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડનો ઉપચાર (treatment) કરતાં સિલિકા અલગ પડી જાય છે, અને ધાતુના ઑક્સાઇડ દ્રાવણમાં ક્લૉરાઇડ રૂપે જાય છે. સલ્ફાઇડ ખનિજોના પૃથક્કરણ માટે તેમનું સલ્ફેટમાં ઉપચયન (oxidation) કરવું જરૂરી છે. આ માટે બ્રોમીન, ઍક્વા રીજિયા કે ધૂમાયમાન (fuming) નાઇટ્રિક ઍસિડ વપરાય છે. આવા અયસ્કને સોડિયમ પેરૉક્સાઇડ કે સોડિયમ કાર્બોનેટ અને પોટૅશિયમ નાઇટ્રેટના મિશ્રણ સાથે પણ ગરમ કરીને પિગાળવામાં આવે છે અને પછી હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડના ઉપચારથી ધાતુ-આયનોને દ્રાવ્ય સ્વરૂપમાં લાવવામાં આવે છે. ફૉસ્ફેટ ખનિજો માટે હાઇડ્રૉક્લૉરિક ઍસિડ અને નાઇટ્રિક ઍસિડનું મિશ્રણ વાપરવું જરૂરી છે. કેટલીક વખત અયસ્કના કોઈ એક જ ઘટકનું પ્રમાણ જરૂરી હોઈ તે માટે ટૂંકી વિશિષ્ટ પદ્ધતિ વપરાય છે; દા.ત., પાયરોલ્યુસાઇટમાં ફક્ત મૅંગેનીઝ ડાયૉક્સાઇડનું પ્રમાણ શોધવા માટે તેને ઑક્ઝેલિક ઍસિડ (જરૂર કરતાં વધુ પ્રમાણમાં) સાથે સલ્ફ્યુરિક ઍસિડની હાજરીમાં ગરમ કરવામાં આવે છે અને વપરાયેલ ઑક્ઝેલિક ઍસિડના પ્રમાણ ઉપરથી મૅંગેનીઝ ડાયૉક્સાઇડનું પ્રમાણ નક્કી કરાય છે.

અયસ્કના સિલિકા સિવાયના બીજા ઘટકોને દ્રાવણમાં લાવી દીધા પછી અનુમાપન (titration) તથા માત્રાત્મક (quantitative) પૃથક્કરણપદ્ધતિઓનો તથા ઉપકરણાત્મક (instrumental) પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ કરીને દરેક તત્વનું પ્રમાણ નક્કી કરવામાં આવે છે.

જ. ચં. વોરા