જલધાતુકર્મ (hydrometallurgy) : ખનિજોમાંથી ધાતુઓના નિષ્કર્ષણ અને પુન:પ્રાપ્તિ માટેની એક પદ્ધતિ. તેમાં જલીય દ્રાવણો મુખ્ય ભાગ ભજવે છે. તેનો પ્રારંભ સોળમી સદીથી થયો હોવાનું મનાય છે પણ સાચો વિકાસ તો વીસમી સદીમાં સોનાની નિમ્ન કોટિની ખનિજમાંથી સોનું પ્રાપ્ત કરવાની ઇચ્છાથી થયો. જલધાતુકર્મની પ્રક્રિયાઓમાં બે મુખ્ય છે : ખનિજમાંના ધાતુમય ભાગ(values)ને નિક્ષાલન (leaching) એટલે કે દ્રાવ્ય પદાર્થને દ્રાવકમાં લઈ જવાની ક્રિયા દ્વારા દ્રાવ્ય બનાવવો અને દ્રાવણમાંથી શુદ્ધીકરણ, સંકેન્દ્રણ તેમજ રાસાયણિક કે વીજરાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ વડે ધાતુ કે તેના સંયોજનની પુન:પ્રાપ્તિ – આ પદ્ધતિનો ઉપયોગ ખનિજ ઉપરાંત ધાતુ-સંકેન્દ્રણો (metal concentrates) ધાતુનો ભંગાર અને ધાતુકર્મીય પ્રક્રમોમાં મળતી વચગાળાની પેદાશોમાંથી ધાતુ મેળવવા પણ થઈ શકે છે.
નિક્ષાલક તરીકે ખનિજમાંથી ધાતુ પ્રમાણે સલ્ફ્યુરિક ઍસિડ (Cu, Zn વગેરે માટે), કૉસ્ટિક સોડા (Al વગેરે માટે) જેવાં રસાયણો વપરાય છે. સોનાની ખનિજ ઉપર સોડિયમ સાયનાઇડના મંદ, આલ્કલાઇન દ્રાવણની પ્રક્રિયા કરવાથી સોનું જલીય દ્રાવણ રૂપે અલગ કરી શકાય છે :
4Au + 8NaCN+O2+2H2O → 4NaAu(CN)2+4NaOH
સોનાનો સંકીર્ણ સાયનાઇડ ધરાવતા દ્રાવણને જસતના સંપર્કમાં રાખવાથી સોનું અવક્ષિપ્ત થઈ જસત ઉપર એકઠું થાય છે. બૉક્સાઇટમાંથી ઍલ્યુમિના (Al2O3) મેળવવા કૉસ્ટિક સોડા(સોડિયમ હાઇડ્રૉક્સાઇડ, NaOH)નો ઉપયોગ જાણીતો છે. ઍલ્યુમિનિયમની વધતી જતી માગને કારણે હવે ઍલ્યુનાઇટ, એનોર્થોસાઇટ વગેરે બિન બૉક્સાઇટ ઍલ્યુમિનાવાળા પદાર્થોના નિક્ષાલન માટેની વિધિઓમાં પ્રગતિ થઈ છે. સલ્ફાઇડના સંકેન્દ્રિત જથ્થાઓ માટે ઍસિડ અથવા એમોનિયામય દ્રાવણ વડે ઑક્સિજનના દબાણ હેઠળ થતું નિક્ષાલન ઉપયોગી છે. કારણ કે તેથી નિક્ષાલન ઝડપથી થાય છે અને સલ્ફરની પુન:પ્રાપ્તિ યોગ્યરૂપમાં (એમોનિયમ સલ્ફેટ કે ગંધક રૂપે) થઈ શકે છે. સલ્ફર-ડાયૉક્સાઇડને લીધે થતું વાતાવરણનું પ્રદૂષણ પણ આથી અટકે છે. હલકી કક્ષાની કૉપરની સલ્ફાઇડ ખનિજો તથા પાયરાઇટની હાજરીમાં ખનિજોનું નિક્ષાલન થાયૉબેસિલસ ફેરોઑક્સિડન્સ દ્વારા સરળ રીતે થઈ શકે છે. આમ હવે જીવાણ્વિક (bacterial) અથવા સૂક્ષ્મજીવી (microbiological) નિક્ષાલનનો ઉપયોગ રસપ્રદ જણાયો છે.
દ્રાવણમાંથી ધાતુને પુન:પ્રાપ્ત કરવા માટે ઘણી વાર દ્રાવણનું શુદ્ધીકરણ અને/અથવા સંકેન્દ્રણ કરવું જરૂરી બને છે. આ માટે આયનવિનિમય (ion exchange) તેમજ દ્રાવક-નિષ્કર્ષણ (solvent extraction) જેવી પદ્ધતિઓનો ઉપયોગ વધવા માંડ્યો છે. આયન-વિનિમય રેઝિન દ્વારા દ્વાવણમાંના ધાતુ આયનોનું વરણાત્મક (selective) અધિશોષણ થતું હોવાથી દ્રાવણમાંના ધાતુને રેઝિન ઉપર લઈ લેવામાં આવે છે. આ અધિશોષિત આયનોને યોગ્ય નિક્ષાલક (eluant) દ્વારા પાછાં દ્રાવણમાં લાવી તેમાંથી ધાતુ અથવા તેનું કોઈ સંયોજન (દા.ત., [(NH4) U2O7] મેળવી શકાય છે. કૉપર, નિકલ, કોબાલ્ટ, જસત વગેરે ધાતુઓ માટે કિલેટકારી (chelating) રેઝિનો પણ ઉપયોગમાં લઈ શકાય છે.
જે ધાતુ-સંયોજનો કે સંકીર્ણો પાણી કરતાં પાણી સાથે અમિશ્ર એવા અન્ય કાર્બનિક દ્રાવકમાં વધુ દ્રાવ્ય હોય તેમને માટે દ્રાવક નિષ્કર્ષણની પદ્ધતિ વપરાય છે. ઘણી વાર કાર્બનિક દ્રાવકમાં ધાતુ સાથે સંકીર્ણ અથવા કિલેટ સંયોજન બનાવનાર પદાર્થ ઉમેરી કાર્બનિક દ્રાવક અને જલીય દ્રાવણને ખૂબ હલાવવાથી ધાતુ આયનને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ રૂપે સીધો કાર્બનિક દ્રાવકમાં લાવી શકાય છે. આ પદ્ધતિ હલકી કક્ષાનાં ખનિજોમાંથી મળતાં મંદ દ્રાવણો માટે ખાસ ઉપયોગી છે; દા.ત., નિમ્ન કોટિનાં કૉપરના ખનિજના ઢગલાના નિક્ષાલનથી મળતા લોહમિશ્રિત દ્રાવણમાંથી કૉપરને સફળતાપૂર્વક અલગ કરી શકાય છે. અલગ કરેલી ધાતુનાં સંયોજનને પુન: જલીય દ્રાવણમાં લાવી તેમાંથી ધાતુ અવક્ષિપ્ત કરી શકાય છે.
આ જલીય દ્રાવણમાંથી ધાતુ મેળવવા માટે વિવિધ પ્રકારની અપચયન (reduction) પ્રક્રિયાઓનો ઉપયોગ થાય છે, જેમાં મુખ્યત્વે વિદ્યુતવિભાજન તથા હાઇડ્રોજન વડે થતું અપચયન મુખ્ય છે. જસત જેવી સક્રિય ધાતુઓ પણ આ માટે વાપરી શકાય છે.
જળધાતુકર્મના ફાયદાઓમાં નિમ્ન કક્ષાનાં ખનિજો (દા.ત, Cu, U, Au, Ag વગેરે) માટે તેમજ વિવિધ સંઘટન અને સંકેન્દ્રિતતાવાળા પદાર્થો માટે ઉપયોગિતા, એકસરખા ગુણધર્મોવાળા (દા.ત, Hl અને Zr) પદાર્થોને અલગ કરવાની અનુકૂળતા તેમજ નાના-મોટા જથ્થાઓને હાથ ધરવાની સરળતા, સારું પ્રચાલન અને પર્યાવરણીય નિયંત્રણ વગેરેને ગણાવી શકાય. હાલમાં ઍલ્યુમિનિયમ, સોનું, તાંબું, નિકલ, કોબાલ્ટ, જસત, પ્લૅટિનમ ધાતુઓ, યુરેનિયમ, થોરિયમ, ઝર્કોનિયમ જેવાં 70 જેટલાં ધાત્વીય તત્વો મેળવવા જળધાતુકર્મનો ઉપયોગ થાય છે. પદ્ધતિની સફળતાને કારણે જેને એક વખત નકામો કચરો ગણવામાં આવતો હતો તેમાંથી ધાતુની પુન:પ્રાપ્તિ શક્ય બની છે.
મધુસૂદન લેલે