बायोलीचिंग

बायोलीचिंग जीवित जीवों के उपयोग के माध्यम से उनके अयस्कों से धातु का निष्कर्षण होता है। यह साइनाइड का उपयोग करके पारंपरिक संचय लीचिंग की तुलना में बहुत अधिक स्वच्छ होते है। बायोलीचिंग बायोहाइड्रोमेटलर्जी के अंदर अनेक अनुप्रयोगों में से होता है, और कॉपर, ज़िंक, लेड, आर्सेनिक, एंटीमनी, निकल, मोलिब्डेनम, सोना, चांदी और कोबाल्ट को पुनर्प्राप्त करने के लिए अनेक उपायों का उपयोग किया जाता है।

प्रक्रिया

बायोलीचिंग में अनेक लौह और सल्फर ऑक्सीकरण करने वाले बैक्टीरिया सम्मिलित हो सकते हैं, जिनमें एसिडिथियोबैसिलस फेरोक्सिडन्स (पूर्व थियोबैसिलस फेरोक्सिडन्स के रूप में जाना जाता था) और एसिडिथियोबैसिलस थियोऑक्सिडन्स (पूर्व थियोबैसिलस थियोऑक्सिडन्स के रूप में जाना जाता था) सम्मिलित हैं। सामान्य सिद्धांत के रूप में, Fe³⁺ अयस्क को ऑक्सीकरण करने के लिए आयनों का उपयोग किया जाता है। यह चरण रोगाणुओं से पूर्ण रूप से स्वतंत्र होते है। बैक्टीरिया की भूमिका अयस्क का आगे ऑक्सीकरण करना है, और Fe²⁺ से रासायनिक ऑक्सीडेंट Fe³⁺ का पुनर्जनन करना भी है I उदाहरण के लिए, बैक्टीरिया ऑक्सीजन का उपयोग करके सल्फर और गंधक इस विषय में फेरस आयरन (Fe²⁺) को ऑक्सीकरण करके खनिज पाइराइट (FeS₂) के विखंडन को उत्प्रेरित करते हैं I इससे घुलनशीलता उत्पाद (रसायन विज्ञान)प्राप्त होते हैं जिन्हें वांछित धातु प्राप्त करने के लिए और अधिक शुद्ध और परिष्कृत किया जा सकता है I

पाइराइट लीचिंग (FeS₂): पूर्व चरण में, डाइसल्फ़ाइड को फेरिक आयन (Fe³⁺) द्वारा स्वचालित रूप से थायोसल्फेट में ऑक्सीकृत किया जाता है, जो फेरस आयन (Fe²⁺) देने के लिए कम हो जाता है:-

(1) $\mathrm {FeS_{2}+6\ Fe^{\,3+}+3\ H_{2}O\longrightarrow 7\ Fe^{\,2+}+S_{2}O_{3}^{\,2-}+6\ H^{+}}$ स्वतःप्रवर्तित

फेरस आयन को फिर ऑक्सीजन का उपयोग करके बैक्टीरिया द्वारा ऑक्सीकृत किया जाता है:

(2) $\mathrm {4\ Fe^{\,2+}+\ O_{2}+4\ H^{+}\longrightarrow 4\ Fe^{\,3+}+2\ H_{2}O}$ (लौह ऑक्सीकारक)

थायोसल्फेट को बैक्टीरिया द्वारा ऑक्सीकृत करके सल्फेट भी प्रदान किया जाता है:

(3) $\mathrm {S_{2}O_{3}^{\,2-}+2\ O_{2}+H_{2}O\longrightarrow 2\ SO_{4}^{\,2-}+2\ H^{+}}$ (सल्फर ऑक्सीडाइज़र)

प्रतिक्रिया (2) में उत्पन्न फेरिक आयन ने प्रतिक्रिया (1) की जैसे अधिक सल्फाइड का ऑक्सीकरण किया है, जिससे चक्र का अंत हो गया और शुद्ध प्रतिक्रिया प्रदान की गई:

(4)$\mathrm {2\ FeS_{2}+7\ O_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ Fe^{\,2+}+4\ SO_{4}^{\,2-}+4\ H^{+}}$

प्रतिक्रिया के शुद्ध उत्पाद घुलनशील फेरस सल्फेट और सल्फ्यूरिक एसिड हैं।

माइक्रोबियल ऑक्सीकरण प्रक्रिया बैक्टीरिया की कोशिका झिल्ली पर होती है। इलेक्ट्रॉन कोशिका (जीव विज्ञान) में चले जाते हैं और पानी में ऑक्सीजन को कम करते हुए बैक्टीरिया के लिए ऊर्जा उत्पन्न करने के लिए जैव रासायनिक प्रक्रियाओं में उपयोग किए जाते हैं। महत्वपूर्ण प्रतिक्रिया फेरिक आयरन द्वारा सल्फाइड का ऑक्सीकरण है। जीवाणु चरण की मुख्य भूमिका इस अभिकारक का पुनर्जनन है।

तांबे के लिए प्रक्रिया बहुत समान है, किन्तु दक्षता और गतिशीलता तांबे के खनिज विज्ञान पर निर्भर करती है। सबसे कुशल खनिज च्लोकोसाइट Cu₂S जैसे सुपरजीन खनिज हैं और कोवेलाइट, CuS. मुख्य तांबा खनिज च्लोकोपाइराइट (CuFeS₂) का निक्षालन बहुत कुशलता से नहीं किया जाता है, यही कारण है कि प्रमुख तांबा-उत्पादक तकनीक प्लवनशीलता बनी रहती है, जिसके पश्चात् गलाया और परिष्कृत किया जाता है। CuFeS₂ की लीचिंग, घुलने और फिर आगे ऑक्सीकृत होने के दो चरणों के पश्चात् होती है, जिसमें Cu²⁺ आयन घोल में त्याग दिए जाते हैं।

च्लोकोपीराइट लीचिंग:

(1) $\mathrm {CuFeS_{2}+4\ Fe^{\,3+}\longrightarrow Cu^{\,2+}+5\ Fe^{\,2+}+2\ S_{0}}$ स्वतःप्रवर्तित

(2) $\mathrm {4\ Fe^{\,2+}+O_{2}+4\ H^{+}\longrightarrow 4\ Fe^{\,3+}+2\ H_{2}O}$ (लौह ऑक्सीकारक)

(3) $\mathrm {2\ S^{0}+3\ O_{2}+2\ H_{2}O\longrightarrow 2\ SO_{4}^{\,2-}+4\ H^{+}}$ (सल्फर ऑक्सीडाइज़र)

शुद्ध प्रतिक्रिया:

(4)$\mathrm{C}\mathrm{u}\mathrm{F}\mathrm{e}{\mathrm{S}}_2+4{\mathrm{O}}_2⟶<!--\; ⟶\; -->\mathrm{C}{}^{}$