जलधातु विज्ञान

जलधातु विज्ञान एक ऐसी विधि है जिसका उपयोग जलीय रसायन विज्ञान के माध्यम से धातुओं को उनके अयस्कों से निकालने के लिए किया जाता है। इस प्रक्रिया में अयस्क से धातु को घोलने के लिए जल और रासायनिक विलयन का उपयोग किया जाता है, जिसके बाद घोल से धातु को निकाला जाता है।

परिभाषा

जलधातु विज्ञान निष्कर्षण धातु विज्ञान की एक शाखा है जिसमें अयस्कों, सांद्रणों और पुनर्नवीनीकरण या अवशिष्ट सामग्रियों से धातुओं को निकालने के लिए जलीय घोल का उपयोग किया जाता है।

जलधातु विज्ञान के चरण

हाइड्रोमेटालर्जिकल प्रक्रिया में आम तौर पर तीन मुख्य चरण शामिल होते हैं: निक्षालन, सांद्रता और शोधन, और धातु पुनर्प्राप्ति।

निक्षालन

निक्षालन एक उपयुक्त विलायक का उपयोग करके अयस्क से वांछित धातु को घोलने की प्रक्रिया है।

सामान्य निक्षालन एजेंट:

अम्ल: उदाहरण के लिए, सल्फ्यूरिक अम्ल (H₂SO₄) का उपयोग तांबे को निक्षालित करने के लिए किया जाता है।

क्षार: सोडियम हाइड्रॉक्साइड (NaOH) का उपयोग बॉक्साइट से एल्युमीनियम के निक्षालन के लिए किया जाता है।

साइनाइड: सोडियम साइनाइड (NaCN) का उपयोग सोने और चांदी को निक्षालित करने के लिए किया जाता है।

${\ce {CuFeS2 + 4H2SO4 + O2 -> CuSO4 + FeSO4 + 2H2O + 2S}}$

सांद्रता और शोधन

निक्षालन से प्राप्त विलयन में प्रायः अशुद्धियाँ होती हैं। घोल को शुद्ध करने के लिए इन अशुद्धियों को हटाया जाना चाहिए।

इसे निम्न लिखित विधियों से किया है:

अवक्षेपण

अशुद्धियों के साथ अघुलनशील यौगिक बनाने के लिए रसायन मिलाना, जिन्हें बाद में हटाया जा सकता है।

विलायक निष्कर्षण

विलयन से धातु आयनों को चुनिंदा रूप से निकालने के लिए कार्बनिक विलायकों का उपयोग करना।

आयन एक्सचेंज

समाधान को शुद्ध करने के लिए आयन एक्सचेंज रेजिन का उपयोग करना।

धातु पुनर्प्राप्ति

अंतिम चरण में शुद्ध घोल से धातु को पुनः प्राप्त करना शामिल है। इसे निम्न लिखित विधियों से किया है:

इलेक्ट्रोविनिंग

धातु को कैथोड पर चढ़ाने के लिए विद्युत धारा का उपयोग करना।

अवक्षेपण

एक अभिकर्मक जोड़ना जो धातु आयनों के साथ अभिक्रिया करके एक ठोस धातु या धातु यौगिक बनाता है।

सीमेंटीकरण

अधिक अभिक्रियाशील धातु जोड़कर विलयन से धातु को विस्थापित करना।

Cu²⁺ + Fe ${\ce {->}}$ Cu + Fe²⁺

जलधातु विज्ञान के लाभ

• यह आमतौर पर परिवेश या मध्यम ऊंचे तापमान पर संचालित होता है, जिसमें पाइरोमेटालर्जी की तुलना में कम ऊर्जा की आवश्यकता होती है।
• उच्च शुद्धता वाली धातुओं का उत्पादन करता है।
• कम प्रदूषक उत्पन्न करता है, क्योंकि यह उच्च तापमान वाली प्रक्रियाओं से बचता है जो हानिकारक उत्सर्जन उत्पन्न कर सकती हैं।
• उन अयस्कों के लिए उपयोग किया जा सकता है जो पारंपरिक गलाने की प्रक्रियाओं के लिए उपयुक्त नहीं हैं।

जलधातु विज्ञान के नुकसान

• आमतौर पर पाइरोमेटालर्जिकल प्रक्रियाओं की तुलना में धीमी।
• बड़ी मात्रा में रसायनों की आवश्यकता होती है, जो महंगा हो सकता है और उचित रखरखाव और निपटान की आवश्यकता होती है।
• इसमें कई चरण शामिल हैं, जिन्हें प्रबंधित करना जटिल हो सकता है।

अभ्यास प्रश्न

• जलधातु विज्ञान से क्या तातपर्य है ?
• जलधातु विज्ञान के क्या लाभ हैं ?
• जलधातु विज्ञान के कितने चरण होते हैं ?