प्रगलन: Difference between revisions

[[File:TVA phosphate smelting furnace.jpg|thumb|[[ टेनेसी घाटी प्राधिकरण | टेनेसी घाटी प्राधिकरण]] रासायनिक संयंत्र में इलेक्ट्रिक फॉस्फेट गलाने वाली भट्टी (1942)]]'''प्रगलन''' वांछित [[आधार धातु]] उत्पाद निकालने के लिए [[अयस्क]] में ऊष्मा और रासायनिक कम करने वाले एजेंट को प्रयुक्त करने की प्रक्रिया है।<ref>{{Cite web|title=smelting {{!}} Definition & Facts|url=https://www.britannica.com/technology/smelting|access-date=2021-02-23|website=Encyclopedia Britannica|language=en}}</ref> यह निष्कर्षण धातु विज्ञान का रूप है जिसका उपयोग अनेक धातुओं को प्राप्त करने के लिए किया जाता है जैसे लोहा बनाना, तांबा निष्कर्षण, चांदी खनन अयस्क प्रसंस्करण, सीसा गलाना और जस्ता गलाना। इस प्रकार गलाने में अयस्क को विघटित करने के लिए ऊष्मा और रासायनिक कम करने वाले एजेंट का उपयोग किया जाता है, जिससे गैस या [[ लावा |लावा]] के रूप में अन्य तत्व निकल जाते हैं और धातु पीछे रह जाती है। कम करने वाला एजेंट समान्यत: [[कार्बन]] का [[जीवाश्म ईंधन]] स्रोत होता है, जैसे कि [[कोक (ईंधन)]] के अधूरे दहन से [[कार्बन मोनोआक्साइड]] - या, पहले के समय में, [[ लकड़ी का कोयला |लकड़ी का कोयला]] का।<ref name=SmeltingEB>{{cite encyclopedia |title=प्रगलन|url=https://www.britannica.com/technology/smelting |encyclopedia=Encyclopaedia Britannica |access-date=2018-08-15}}</ref> अयस्क में ऑक्सीजन उच्च तापमान पर कार्बन से बंधती है, जैसे [[ कार्बन डाईऑक्साइड |कार्बन डाईऑक्साइड]] में बंध की रासायनिक ऊर्जा ({{CO2}}) अयस्क में बंधों की तुलना में कम है।

[[कच्चा लोहा]] का उत्पादन करने के लिए गलाने का कार्य मुख्य रूप से [[ वात भट्टी |वात भट्टी]] में होता है, जिसे [[ इस्पात |इस्पात]] में परिवर्तित किया जाता है।

[[File:Série de cuves d'électrolyse.jpg|thumb|फ्रांस के सेंट-जीन-डी-मौरीएन में एल्यूमीनियम प्रगालक पर इलेक्ट्रोलिसिस]]प्रगलन में धातु को उसके अयस्क से पिघलाने से कहीं अधिक सम्मिलित है। अधिकांश अयस्क धातु और अन्य तत्वों के रासायनिक यौगिक होते हैं, जैसे ऑक्सीजन ([[ऑक्साइड]] के रूप में), सल्फर ([[सल्फाइड]] के रूप में), या कार्बन और ऑक्सीजन साथ ([[कार्बोनेट]] के रूप में)। धातु निकालने के लिए, श्रमिकों को इन यौगिकों को [[रासायनिक प्रतिक्रिया]] से गुजरना होगा। इसलिए, गलाने में उपयुक्त [[कमी (रसायन विज्ञान)]] का उपयोग सम्मिलित होता है जो धातु को मुक्त करने के लिए उन [[ऑक्सीकरण (रसायन विज्ञान)]] तत्वों के साथ जुड़ता है।

** मैलाकाइट , तांबे का एक सामान्य अयस्क मुख्य रूप से कॉपर कार्बोनेट हाइड्रॉक्साइड Cu ₂ (CO ₃ )(OH) ₂ है ।<ref name="mindat">{{cite web|url=http://www.mindat.org/min-2550.html|title=Malachite: Malachite mineral information and data.|publisher=mindat.org|access-date=26 August 2015|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20150908005239/http://www.mindat.org/min-2550.html|archive-date=8 September 2015}}</ref>  यह खनिज 250 डिग्री सेल्सियस और 350 डिग्री सेल्सियस के मध्य अनेक चरणों में 2CuO, CO₂, और H₂O में<ref name="asminternational">{{cite web|url=http://www.asminternational.org/documents/10192/1942082/coppermetal.pdf/86992a2a-61db-4628-b01d-c70c0338b756|title=Copper Metal from Malachite &#124; Earth Resources|publisher=asminternational.org|access-date=26 August 2015|url-status=live|archive-url=https://web.archive.org/web/20150923175352/http://www.asminternational.org/documents/10192/1942082/coppermetal.pdf/86992a2a-61db-4628-b01d-c70c0338b756|archive-date=23 September 2015}}</ref> थर्मल अपघटन से गुजरता है। कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को वायुमंडल में निष्कासित कर दिया जाता है, जिससे कॉपर (II) ऑक्साइड निकल जाता है, जिसे सीधे कॉपर में अपचयित किया जा सकता है, जैसा कि ''न्यूनीकरण'' शीर्षक वाले निम्नलिखित अनुभाग में वर्णित है ।

===कमी===

आवश्यक तापमान निरपेक्ष रूप से और आधार धातु के पिघलने बिंदु दोनों के संदर्भ में भिन्न होता है। उदाहरण:

===सल्फाइड अयस्क===

==इतिहास==

[[पुरानी दुनिया]] में, मनुष्यों ने 8000 साल से भी पहले, [[प्रागैतिहासिक काल]] में धातुओं को गलाना सीखा था। उपयोगी धातुओं की खोज और उपयोग - पहले तांबा और कांस्य, फिर कुछ सहस्राब्दियों पश्चात् लोहे - का मानव समाज पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ा था। यह प्रभाव [[अभी तक]] व्यापक था कि विद्वान परंपरागत रूप से प्राचीन इतिहास को [[पाषाण युग]], कांस्य युग और [[लौह युग]] में विभाजित करते हैं।

पुरानी दुनिया में, सबसे पहले गलाई गई धातुएँ टिन और सीसा थीं। सबसे पहले ज्ञात [[ ढलाई |ढलाई]] सीसा मोती [[अनातोलिया]] ([[ टर्की ]]) में कैटालहोयुक साइट में पाए गए थे, और लगभग 6500 ईसा पूर्व के हैं,<ref>{{Cite journal |last1=Gale |first1=N.H. |last2=Stos-Gale |first2=Z.A. |date=1981 |title=प्राचीन मिस्र की चाँदी|url=https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/030751338106700110 |journal=The Journal of Egyptian Archaeology |volume=67 |issue=1 |pages=103–115 |doi=10.1177/030751338106700110 |s2cid=192397529 |via=Sage Journals}}</ref> किन्तु धातु के बारे में पहले भी पता रहा होगा।

सीसा सामान्य धातु है, किन्तु इसकी खोज का प्राचीन विश्व में अपेक्षाकृत कम प्रभाव पड़ा। यह संरचनात्मक तत्वों या हथियारों के लिए उपयोग करने के लिए बहुत नरम है, चूँकि अन्य धातुओं के सापेक्ष इसका उच्च घनत्व इसे [[गोफन (हथियार)]]हथियार) प्रोजेक्टाइल के लिए आदर्श बनाता है। चूँकि , इसे ढालना और आकार देना सरल था, इसलिए [[प्राचीन ग्रीस]] और [[प्राचीन रोम]] की मौलिक दुनिया में श्रमिकों ने पाइप और पानी को संग्रहीत करने के लिए इसका बड़े मापदंड पर उपयोग किया था। उन्होंने इसका उपयोग पत्थर की भवनों में [[मोर्टार (चिनाई)]] के रूप में भी किया।<ref>{{Cite news|last=Browne|first=Malcolm W.|date=1997-12-09|title=Ice Cap Shows Ancient Mines Polluted the Globe (Published 1997)|language=en-US|work=The New York Times|url=https://www.nytimes.com/1997/12/09/science/ice-cap-shows-ancient-mines-polluted-the-globe.html|access-date=2021-02-23|issn=0362-4331}}</ref><ref>{{Cite journal|last1=Loveluck|first1=Christopher P.|last2=McCormick|first2=Michael|last3=Spaulding|first3=Nicole E.|last4=Clifford|first4=Heather|last5=Handley|first5=Michael J.|last6=Hartman|first6=Laura|last7=Hoffmann|first7=Helene|last8=Korotkikh|first8=Elena V.|last9=Kurbatov|first9=Andrei V.|last10=More|first10=Alexander F.|last11=Sneed|first11=Sharon B.|date=December 2018|title=Alpine ice-core evidence for the transformation of the European monetary system, AD 640–670|journal=Antiquity|language=en|volume=92|issue=366|pages=1571–1585|doi=10.15184/aqy.2018.110|issn=0003-598X|doi-access=free}}</ref>

===तांबा और कांसा===

[[File:Tiangong Kaiwu Tripod Casting.jpg|thumb|1637 में प्रकाशित [[ गीत यिंग प्रकार |गीत यिंग प्रकार]] के चीनी तियांगोंग काइवु विश्वकोश से कास्टिंग कांस्य डिंग-ट्राइपॉड।]]टिन और सीसे के बाद, गलाई गई अगली धातु तांबा प्रतीत होती है। यह खोज कैसे हुई इस पर बहस चल रही है। कैम्पफ़ायर में आवश्यक तापमान से लगभग 200°C कम तापमान होता है, इसलिए कुछ लोगों का मानना ​​है कि तांबे को पहली बार पिघलाने का काम मिट्टी के बर्तनों की भट्टियों में हुआ होगा।<ref>{{cite book|title=ब्रिटिश द्वीपों में धातुकर्म का प्रागितिहास|author=Tylecote, R F|date=1986|publisher=The Institute of Metals|publication-place=London|pages=16–17}}</ref> (एंडीज़ में तांबा गलाने का विकास, जिसके बारे में माना जाता है कि यह पुरानी दुनिया से स्वतंत्र रूप से हुआ था, उसी तरह से हुआ होगा।<ref name="sciencedaily.com"/>

तांबे को टिन और/या [[ हरताल |हरताल]] के साथ सही अनुपात में मिलाने से [[कांस्य]] बनता है, [[मिश्र धातु]] जो तांबे की तुलना में अधिक कठिन होती है। पहला आर्सेनिक कांस्य|तांबा/आर्सेनिक कांस्य 5वीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व|4200 ईसा पूर्व [[एशिया छोटा]] से प्राप्त हुआ। इंका कांस्य मिश्र धातुएँ भी इसी प्रकार की थीं। तांबे के अयस्कों में अधिकांशत: आर्सेनिक अशुद्धि होती है, इसलिए यह खोज दुर्घटनावश हो सकती है। अंततः, गलाने के समय जानबूझकर आर्सेनिक युक्त खनिजों को जोड़ा गया था।

लोहारों ने तांबा/टिन कांसे का उत्पादन कैसे सीखा यह अज्ञात है। इस तरह का पहला कांस्य टिन-दूषित तांबे के अयस्कों से भाग्यशाली दुर्घटना हो सकता है। चूँकि , 2000 ईसा पूर्व तक, लोग कांस्य का उत्पादन करने के उद्देश्य से टिन का खनन कर रहे थे - जो उल्लेखनीय है क्योंकि टिन अर्ध-दुर्लभ धातु है, और यहां तक ​​कि समृद्ध [[कैसिटेराइट]] अयस्क में केवल 5% टिन होता है। चूँकि , प्रारंभिक लोगों ने टिन के बारे में सीखा, 2000 ईसा पूर्व तक वे समझ गए कि कांस्य बनाने के लिए इसका उपयोग कैसे किया जाए।

===प्रारंभिक लौह प्रगलन===

लोहा बनाने का सबसे पहला प्रमाण कामान-कालेहोयुक में प्रोटो-हित्ती परतों में उचित मात्रा में कार्बन मिश्रण के साथ लोहे के टुकड़ों की छोटी संख्या पाई गई है और यह 2200-2000 [[ईसा पूर्व]] के हैं।<ref>{{cite journal |last=Akanuma |first=Hideo |title=The significance of Early Bronze Age iron objects from Kaman-Kalehöyük, Turkey |journal=Anatolian Archaeological Studies |volume=17 |pages=313–320 |year=2008 |url=http://www.jiaa-kaman.org/pdfs/aas_17/AAS_17_Akanuma_H_pp_313_320.pdf |publisher=Japanese Institute of Anatolian Archaeology |place=Tokyo }}</ref> सॉकोवा-सीगोलोवा (2001) से पता चलता है कि लोहे के उपकरण 1800 ईसा पूर्व के आसपास बहुत सीमित मात्रा में मध्य अनातोलिया में बनाए गए थे और हित्तियों न्यू किंगडम (~ 1400-1200 ईसा पूर्व) के समय , सामान्य लोगों द्वारा नहीं, चूँकि अभिजात वर्ग द्वारा उपयोग में थे।<ref>{{cite journal |last=Souckova-Siegolová |first=J. |title=Treatment and usage of iron in the Hittite empire in the 2nd millennium BC |journal=Mediterranean Archaeology |volume=14 |pages=189–93 |year=2001}}.</ref>

यूरोप और अफ्रीका में अधिकांश प्रारंभिक प्रक्रियाओं में लौह अयस्क को [[ब्लूमरी]] में गलाना सम्मिलित था, जहां तापमान इतना कम रखा जाता था कि [[लोहा]] पिघले नहीं। इससे लोहे का स्पंजी द्रव्यमान उत्पन्न होता है जिसे ब्लूम कहा जाता है, जिसे गढ़ा लोहा बनाने के लिए हथौड़े से दबाया जाना चाहिए। लोहे के ब्लूमरी गलाने का अब तक का सबसे पहला प्रमाण [[ हम्मेह को बताओ |हम्मेह को बताओ]] ह, जॉर्डन ([http://www.ironsmelting.net/www/smelting/]) में पाया गया है, और यह 930 ईसा पूर्व ([[C14 डेटिंग]]) का है।

[[एल्यूमीनियम स्मेल्टर|एल्यूमीनियम प्रगालक]] द्वारा उत्पन्न वायु प्रदूषकों में [[कार्बोनिल सल्फाइड]], [[ हाइड्रोजिन फ्लोराइड |हाइड्रोजिन फ्लोराइड]] , [[पॉलीसाइक्लिक यौगिक]], सीसा, [[निकल]], [[मैंगनीज]], [[पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल]] और मरकरी (तत्व) सम्मिलित हैं।<ref>{{cite web |title=प्राथमिक एल्युमीनियम न्यूनीकरण उद्योग|website= National Emission Standards for Hazardous Air Pollutants (NESHAP) |url=https://www.epa.gov/stationary-sources-air-pollution/primary-aluminum-reduction-industry-national-emission-standards |date=2022-05-25 |publisher=U.S. Environmental Protection Agency (EPA) |location=Washington, D.C.}}</ref> कॉपर प्रगालक उत्सर्जन में आर्सेनिक, [[ फीरोज़ा |फीरोज़ा]] , [[कैडमियम]], [[क्रोमियम]], सीसा, मैंगनीज और निकल सम्मिलित हैं।<ref>{{cite web |title=प्राथमिक तांबा प्रगलन|website=NESHAP |url=https://www.epa.gov/stationary-sources-air-pollution/primary-copper-smelting-national-emissions-standards-hazardous-air |date=2022-02-01 |publisher=EPA}}</ref> सीसा प्रद्रावक समान्यत: आर्सेनिक, [[सुरमा]], कैडमियम और विभिन्न सीसा यौगिकों का उत्सर्जन करते हैं।<ref>{{cite web |title=प्राथमिक लीड प्रोसेसिंग|website=NESHAP |url=https://www.epa.gov/stationary-sources-air-pollution/primary-lead-processing-national-emission-standards-hazardous-air |date=2022-04-07 |publisher=EPA}}</ref><ref>{{cite journal | title=कोरिया के सक्रिय प्रगलन उद्योग के आसपास सड़क पर जमा तलछट में संभावित रूप से जहरीले तत्व प्रदूषण| year=2021| pmc=8012626| last1=Jeong| first1=H.| last2=Choi| first2=J. Y.| last3=Ra| first3=K.| journal=Scientific Reports| volume=11| issue=1| page=7238| doi=10.1038/s41598-021-86698-x| pmid=33790361}}</ref><ref>{{cite journal | url=https://pubag.nal.usda.gov/catalog/7503323 | title=दक्षिण कोरिया में शहरी और विभिन्न प्रकार के औद्योगिक क्षेत्रों से स्ट्रीम तलछट में भारी धातु प्रदूषण का आकलन| year=2021| doi=10.1080/15320383.2021.1893646| last1=Jeong| first1=Hyeryeong| last2=Choi| first2=Jin Young| last3=Ra| first3=Kongtae| journal=Soil and Sediment Contamination| volume=30| issue=7| pages=804–818| s2cid=233818266}}</ref>