સૂક્ષ્મજીવીય નિક્ષાલન (Microbial leaching)

સૂક્ષ્મજીવીય નિક્ષાલન (Microbial leaching) : સૂક્ષ્મજીવો-(microbes)ની પ્રક્રિયાઓ વડે ઘન મિશ્રણમાંથી દ્રાવકો પસાર કરીને દ્રાવ્ય ઘટકો છૂટા પાડવાની પદ્ધતિ. લોહ અને સલ્ફરનું ઉપચયન કરી વૃદ્ધિ પામતાં જીવાણુઓ (થાયોબેસિલસ ફેરોઑક્સિડાન્સ) દ્વારા ખાણમાંથી મળી આવતી ખનિજ-સ્વરૂપે રહેલી અદ્રાવ્ય કાચી ધાતુના દ્રાવ્ય સ્વરૂપમાં રૂપાંતરણની રીત. ઉદાહરણ : તાંબું, લોહ, યુરેનિયમ વગેરે જેવી ધાતુઓ ખાણમાં તેના અદ્રાવ્ય સલ્ફાઇડ સ્વરૂપે રહેલી હોય છે. સામાન્ય રીતે મોટાભાગની ધાતુઓની ખાણમાં પાયરાઇટ (FeS₂) મળી આવે છે. પાયરાઇટનું ઉપચયન ધાતુની સૂક્ષ્મજીવીય લીચિંગ-પ્રક્રિયામાં અગત્યનો ભાગ ભજવે છે. જૈવિક લીચિંગનો ઉપયોગ કરી તાંબું તેમજ યુરેનિયમનું ઔદ્યોગિક ઉત્પાદન મેળવવામાં આવે છે. તદુપરાંત સોનું, ચાંદી વગેરે ધાતુઓ જૈવિક લીચિંગ-પ્રક્રિયા દ્વારા અલગ પાડવાના પ્રયોગોમાં સફળતા મળી છે. રાસાયણિક લીચિંગ દ્વારા પણ ખનીજમાંથી શુદ્ધ સ્વરૂપમાં ધાતુ મેળવી શકાય છે; પરંતુ રાસાયણિક લીચિંગ-પ્રક્રિયા અમુક સંજોગોમાં પ્રમાણમાં મોંઘી પડે છે અથવા કાર્યરત બનતી નથી. આ કારણે જૈવિક લીચિંગનો ઉપયોગ હિતાવહ છે. તેનાથી હવાનું પ્રદૂષણ પણ થતું નથી.

જૈવિક લીચિંગ–પ્રક્રિયામાં ભાગ લેતા જીવાણુઓ : સામાન્ય રીતે ધાતુની જૈવિક લીચિંગ-પ્રક્રિયા દરમિયાન થાયૉબેસિલસ ફેરોઑક્સિડાન્સ જીવાણુનો ઉપયોગ થતો હોય છે. લોહ અને ગંધકનું ઉપચયન કરવાની ક્ષમતા ધરાવતા અને અમ્લીય પી.એચ.વાળા વાતાવરણમાં વૃદ્ધિ પામતા આ જીવાણુઓ પોષણની દૃષ્ટિએ રસાયણવર્તી સ્વોપજીવી (chemoautotrophs) છે. ખાણમાં ધાતુના ઉપચયન દરમિયાન ઉત્પન્ન થતી ગરમી તાપમાન વધારે છે. જૈવિક લીચિંગ-પ્રક્રિયામાં થાયૉબેસિલસ થાયૉઑક્સિડાન્સ, સલ્ફોલોબસ, મેટેલોજેનિયમ તેમજ સ્ટીબાયૉબૅક્ટર જીવાણુઓ પણ ઉપયોગી છે.

વિવિધ ધાતુઓ મેળવવા ઉપયોગમાં લેવાતા જીવાણુઓ અને તેમના દ્વારા થતી લીચિંગ-પ્રક્રિયાની ટૂંક માહિતી બાજુના કોઠામાં આપી છે.

આથવણ-પ્રક્રિયાની જેમ જૈવિક લીચિંગ પણ પ્રયોગશાળા સ્તરે તેમજ ઔદ્યોગિક સ્તરે હાથ ધરવામાં આવે છે.

જૈવિક લીચિંગ-પ્રક્રિયા બે રીતે થાય છે :

(1) પ્રત્યક્ષ જૈવિક લીચિંગ : જીવાણુઓ પોતાની ચયાપચયની પ્રક્રિયા દરમિયાન ધાતુનું અલગીકરણ કરે છે; દા.ત., લોહ.

(2) પરોક્ષ જૈવિક લીચિંગ : જીવાણુઓ દ્વારા પાયરાઇટમાંથી ઉત્પન્ન થયેલ ઍસિડ અને ફેરિક સલ્ફેટ જેવા પદાર્થો ધાતુની અલગીકરણની પ્રક્રિયામાં ભાગ ભજવે છે; દા.ત., યુરેનિયમ, તાંબું વગેરે.

જૈવિક લીચિંગ દરમિયાન તાપમાન, પી.એચ., ઉપચયન-અપચયન-ક્ષમતા, કાચી ધાતુઓના અણુઓનું કદ તેમજ સાંદ્રતા જેવાં પરિબળો પ્રક્રિયાને અસર કરે છે.

‘કેનકોટ કૉપર કૉર્પોરેશન’ (UTAH) એ જૈવિક લીચિંગ પર આધારિત પેટન્ટનો ઉપયોગ કરતી સૌપ્રથમ કંપની છે. તે પ્રતિદિન 2,50,000 ટન કચરામાંથી કુલ 5 % પ્રમાણમાં શુદ્ધ તાંબું મેળવે છે. ભારતમાં બિહાર, મધ્ય પ્રદેશ, આંધ્ર પ્રદેશ વગેરે રાજ્યોમાં 28.08 કરોડ ટન તાંબાની કાચી ખનિજધાતુમાંથી 28.51 લાખ ટન પ્રમાણમાં શુદ્ધ તાંબું મેળવવા માટે જૈવિક લીચિંગ પર આધારિત પેટન્ટ તૈયાર કરવામાં આવી છે અને હિન્દુસ્તાન કૉપર લિમિટેડ દ્વારા તે અમલમાં મૂકવામાં આવી છે. ભાભા ઍટમિક રિસર્ચ સેન્ટર (Trombay -Bombay) સંસ્થા જૈવિક લીચિંગ પેટન્ટનો ઉપયોગ કરી શુદ્ધ યુરેનિયમ મેળવે છે. ગરમ પાણીના ઝરામાંથી મળતા આર્કિબૅક્ટેરિયા સમૂહના જીવાણુનો ઉપયોગ કરી ઑસ્ટ્રેલિયાની સોનાની ખાણમાંથી શુદ્ધ સોનું ધાતુ-સ્વરૂપે મેળવવાના પ્રયોગોમાં સફળતા મળી છે.

વિવિધ ધાતુના શુદ્ધીકરણ દરમિયાન જૈવિક લીચિંગ-પ્રક્રિયા

શુદ્ધ ધાતુ	જૈવિક લીચિંગ માટે વપરાતા સૂક્ષ્મજીવાણુ	જૈવિક લીચિંગ માટેનું જરૂરી વાતાવરણ			નીપજનું પ્રમાણ (ટકામાં)
		તાપ-માન °C	પી.એચ.	સેવન-કાળ દિવસ
1. તાંબું	થાયૉબેસિલસ ફેરોઑક્સિડાન્સ	20-40	2.5	15	97.3 %
2. કૅડમિયમ	થાયૉબેસિલસ ફેરોઑક્સિડાન્સ	35	2.3	–	> 95 %
3. જસત	થાયૉબેસિલસ ફેરોઑક્સિડાન્સ	30	2.5	5	> 95 %
4. આર્સેનિક	થાયૉબેસિલસ ફેરોઑક્સિડાન્સ	50	–	6	97 %
5. ઍન્ટિમોની	સલ્ફેટનું અપચયન કરતા જીવાણુ	37.6	–	–	–
6. બિસ્મથ	થાયૉબેસિલસ ફેરોઑક્સિડાન્સ	37	7.0	4	90 %
7. પોટૅશિયમ	સ્કોપ્યુલેઓપ્સિસ બ્રેવિક્યુલી	–	–	–	–
8. સોનું	ઉષ્માચાહક	55-	–	શોધખોળ	–
	આર્કિબૅક્ટેરિયા		100	13.5	સ્તરે
9. ફૉસ્ફરસ	સૂડોમોનાસ સીપેકિયા	–	–	–	–
	+
	ઈર્વિનિયા હર્બિકોલા

જૈવિક લીચિંગ દ્વારા ધાતુનું અલગીકરણ નીચેની આકૃતિમાં દર્શાવ્યું છે :

જૈવિક લીચિંગ દ્વારા ધાતુનું અલગીકરણ

પ્રમોદ રતિલાલ શાહ