কীভাবে তামা খনন করা হয়: পদ্ধতি, ইতিহাস এবং জমা

2024 লেখক: Howard Calhoun | [email protected]. সর্বশেষ পরিবর্তিত: 2024-01-07 20:56

কপার আজ একটি অস্বাভাবিকভাবে চাহিদাযুক্ত ধাতু এবং এটি দৈনন্দিন জীবনে এবং শিল্প উভয় ক্ষেত্রেই ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। প্রকৃতিতে, Cu একটি বিশুদ্ধ অবস্থায় এবং আকরিক আকারে উভয়ই পাওয়া যায়। মূল শিলা থেকে তামা আহরণ এবং প্রাপ্ত করার বিভিন্ন উপায় রয়েছে। যাইহোক, তারা ব্যাপকভাবে শিল্পে ব্যবহৃত হয়। কীভাবে তামা খনন করা হয় তা নিবন্ধে আলোচনা করা হবে৷

একটু ইতিহাস

প্রাচীন কালে কোন অঞ্চলে তামা খনন করা শুরু হয়েছিল এবং মানুষ প্রথমবারের মতো ব্যবহার করেছিল, দুর্ভাগ্যবশত, প্রত্নতাত্ত্বিকরা জানতে পারেননি। যাইহোক, এটি নিশ্চিতভাবে জানা যায় যে এই ধাতুটিই মানুষ যা প্রক্রিয়াকরণ এবং দৈনন্দিন জীবনে ব্যবহার করতে শুরু করেছিল।

প্রস্তর যুগ থেকে তামা মানুষের কাছে পরিচিত। প্রত্নতাত্ত্বিকদের দ্বারা পাওয়া এই ধাতুর কিছু নগেট পাথরের অক্ষের সাথে প্রক্রিয়াকরণের চিহ্ন বহন করে। প্রাথমিকভাবে, লোকেরা তামাকে প্রধানত সজ্জা হিসাবে ব্যবহার করত। একই সময়ে, প্রাচীনকালে লোকেরা এই জাতীয় পণ্য তৈরির জন্য তাদের দ্বারা পাওয়া এই ধাতুর নগেটগুলি একচেটিয়াভাবে ব্যবহার করত। পরে, মানুষ প্রক্রিয়া করতে শিখেছে এবংতামা বহনকারী আকরিক।

কিউ কীভাবে খনন এবং প্রক্রিয়াজাত করা হয় সেই ধারণাটি প্রাচীনকালের অনেক লোকের কাছেই ছিল। প্রত্নতাত্ত্বিকরা এর অনেক প্রমাণ পেয়েছেন। মানুষ তামা ও দস্তার মিশ্রণ তৈরি করতে শেখার পর ব্রোঞ্জ যুগ শুরু হয়। প্রকৃতপক্ষে, "তামা" নামটি একসময় প্রাচীন রোমানরা তৈরি করেছিল। এই ধরনের ধাতু মূলত সাইপ্রাস দ্বীপ থেকে এই দেশে আনা হয়েছিল। সেজন্য রোমানরা একে এএস সাইপ্রিয়াম বলে।

প্রাচীনকালে কীভাবে তামা খনন করা হত

যেহেতু এই ধাতুটি একসময় মানুষের জীবনে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হত, তাই এর নিষ্কাশনের প্রযুক্তিগুলি অবশ্যই বেশ নিখুঁতভাবে বিকশিত হয়েছিল। আমাদের পূর্বপুরুষরা মূলত ম্যালাকাইট আকরিক থেকে তামা পেয়েছিলেন। এই জাতীয় উপাদান এবং কয়লার মিশ্রণ একটি মাটির পাত্রে রেখে একটি গর্তে রাখা হয়েছিল। এর পরে, পাত্রে ভরে আগুন লাগানো হয়েছিল। ফলে কার্বন মনোক্সাইড ম্যালাকাইটকে তামায় পরিণত করে।

প্রকৃতির স্টক

আজ বন্য অঞ্চলে তামা কোথায় পাওয়া যাবে? এই মুহুর্তে, এই জনপ্রিয় ধাতুর আমানত পৃথিবীর সমস্ত মহাদেশে আবিষ্কৃত হয়েছে। একই সময়ে, Cu রিজার্ভগুলি কার্যত সীমাহীন হিসাবে বিবেচিত হয়। আমাদের সময়ের ভূতাত্ত্বিকরা বিশুদ্ধ তামার নতুন আমানত খুঁজে পাচ্ছেন, সেইসাথে এটি ধারণকারী আকরিক। উদাহরণস্বরূপ, 1950 সালে এই ধাতুর বিশ্ব রিজার্ভের পরিমাণ ছিল 90 মিলিয়ন টন। 1970 সাল নাগাদ, এই সংখ্যা ইতিমধ্যে 250 মিলিয়ন টন বৃদ্ধি পেয়েছে এবং 1998 সাল পর্যন্ত - 340 মিলিয়ন টন পর্যন্ত। এই মুহূর্তে, এটি বিশ্বাস করা হয় যে গ্রহে তামার মজুদ 2.3 বিলিয়ন টনের বেশি।

আমানত এবং খাঁটি তামা নিষ্কাশনের পদ্ধতি

ইতিমধ্যে উল্লিখিত হিসাবে, প্রাথমিকভাবে লোকেরা দৈনন্দিন জীবনে নেটিভ কিউ ব্যবহার করত। অবশ্যই, এটা প্রাপ্ত হয়আজ যেমন খাঁটি তামা। বহিরাগত এবং অন্তঃসত্ত্বা প্রক্রিয়ার ফলে পৃথিবীর ভূত্বকের মধ্যে এই ধাতুর নাগেটগুলি গঠিত হয়। গ্রহে দেশীয় তামার বৃহত্তম পরিচিত আমানত বর্তমানে মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রে, লেক সুপিরিয়র অঞ্চলে অবস্থিত। রাশিয়ায়, দেশীয় তামা উডোকান আমানতে, সেইসাথে ট্রান্সবাইকালিয়ার কিছু অন্যান্য জায়গায় পাওয়া যায়। এছাড়াও, রাশিয়ায় নাগেট আকারে কোথায় তামা খনন করা যেতে পারে সেই প্রশ্নের উত্তর হল ইউরাল অঞ্চল।

প্রকৃতিতে, এই জাতের বিশুদ্ধ ধাতু কপার সালফেট জমার অক্সিডেশন অঞ্চলে গঠিত হয়। সাধারণত, তামার নাগেটে প্রায় 90-99% থাকে। বাকি অন্যান্য ধাতু দ্বারা হিসাব করা হয়. যাই হোক না কেন, দুটি প্রধান প্রযুক্তি কীভাবে দেশীয় তামা খনন করা হয় সেই প্রশ্নের উত্তর হিসাবে কাজ করে। এই ধরনের আমানত, সেইসাথে আকরিক বেশী, একটি বন্ধ খনি বা খোলা পিট পদ্ধতি দ্বারা উন্নত করা হয়। প্রথম ক্ষেত্রে, ড্রিলিং এবং ব্রেকিংয়ের মতো প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়াগুলি ব্যবহার করা হয়৷

তামার নাগেট অনেক ওজন করতে পারে। তাদের মধ্যে সবচেয়ে বড়টি একবার মার্কিন যুক্তরাষ্ট্রের লেক সুপিরিয়রে পাওয়া গিয়েছিল। এই নাগেটের ওজন ছিল প্রায় ৫০০ টন।

রাশিয়ায় কোথায় তামা খনন করা হয়, আমরা খুঁজে পেয়েছি। এটি প্রধানত ট্রান্সবাইকালিয়া এবং ইউরাল। আমাদের দেশে অবশ্য বিভিন্ন সময়ে এই ধাতুর খুব বড় গালিও পাওয়া যেত। উদাহরণস্বরূপ, কয়েক টন পর্যন্ত ওজনের তামার টুকরা প্রায়শই মধ্য ইউরালে পাওয়া যেত। 860 কেজি ওজনের এই নুগেটের একটি এখন সেন্ট পিটার্সবার্গে, মাইনিং ইনস্টিটিউটের যাদুঘরে রাখা হয়েছে৷

তামার আকরিক এবং তাদের আমানত

বর্তমানে, কিউ প্রাপ্ত করাকে সাশ্রয়ী এবং সমীচীন হিসাবে বিবেচনা করা হয় যদিও এটি অন্তত 0.3% শিলায় থাকে।

প্রায়শই, আজকে প্রকৃতিতে তামাকে শিল্পগতভাবে বিচ্ছিন্ন করার জন্য নিম্নলিখিত শিলাগুলি প্রকৃতিতে খনন করা হয়:

• বর্নাইট Cu₅FeS_{4 - সালফাইড আকরিক, অন্যথায় তামা বেগুনি বা বৈচিত্রময় পাইরাইট বলা হয় এবং এতে প্রায় 63.3% Cu;}

• চালকপিরাইট কিউফেস_{2 - হাইড্রোথার্মাল উৎপত্তির খনিজ;}

• চালকোসাইন Cu_{2S যাতে 75% এর বেশি তামা থাকে;}

• cuprites Cu_{2O, প্রায়শই স্থানীয় তামার আমানতেও পাওয়া যায়;}

• মালাকাইট, যা কার্বনিক কপার গ্রিনস।

রাশিয়ায় তামার আকরিকের বৃহত্তম আমানত নরিলস্কে অবস্থিত। এছাড়াও, ইউরাল, ট্রান্সবাইকালিয়া, চুকোটকা, তুভা এবং কোলা উপদ্বীপে কিছু জায়গায় এই ধরনের পাথর প্রচুর পরিমাণে খনন করা হয়।

কিভাবে তামার আকরিক আমানত তৈরি হয়

Cu এবং নাগেট সহ বিভিন্ন ধরণের শিলা দুটি প্রধান প্রযুক্তি ব্যবহার করে গ্রহে খনন করা যেতে পারে:

• বন্ধ;
• খোলা।

প্রথম ক্ষেত্রে, খনিগুলি আমানতে তৈরি করা হয়, যার দৈর্ঘ্য কয়েক কিলোমিটারে পৌঁছাতে পারে। শ্রমিক এবং সরঞ্জাম সরানোর জন্য, এই ধরনের ভূগর্ভস্থ টানেলগুলি লিফট এবং রেলপথ দিয়ে সজ্জিত। খনি মধ্যে শিলা নিষ্পেষণ ব্যবহার করে বাহিত হয়স্পাইক সহ বিশেষ তুরপুন সরঞ্জাম। তামার আকরিক সংগ্রহ এবং শীর্ষে চালানের জন্য এটি লোড করা হয় বালতি ব্যবহার করে।

আমানতগুলি যদি পৃথিবীর পৃষ্ঠ থেকে 400-500 মিটারের বেশি দূরে না থাকে তবে সেগুলি একটি খোলা পদ্ধতি ব্যবহার করে খনন করা হয়। এই ক্ষেত্রে, বিস্ফোরক ডিভাইস ব্যবহার করে উপরের শিলা স্তরটি প্রথমে ক্ষেত্র থেকে সরানো হয়। আরও, তামার আকরিক নিজেই ধীরে ধীরে সরানো হয়৷

পাথর থেকে ধাতু পাওয়ার পদ্ধতি

কীভাবে তামা খনন করা হয়, বা বরং আকরিক এতে রয়েছে, আমরা এইভাবে খুঁজে পেয়েছি। কিন্তু কীভাবে উদ্যোগগুলি পরবর্তীতে কিউ নিজেই গ্রহণ করে?

শিলা থেকে তামা তোলার তিনটি প্রধান উপায় রয়েছে:

• ইলেক্ট্রোলাইটিক;
• পাইরোমেটালার্জিক্যাল;
• হাইড্রোমেটালার্জিক্যাল।

Pyrometalurgical flotation পদ্ধতি

এই প্রযুক্তিটি সাধারণত 1.5-2% Cu ধারণকারী শিলা থেকে তামা বিচ্ছিন্ন করতে ব্যবহৃত হয়। এই ধরনের উপাদান ফ্লোটেশন পদ্ধতি দ্বারা সমৃদ্ধ হয়। একই সময়ে:

• আকরিক সবচেয়ে ভালো পাউডারে সাবধানে মেখে রাখা হয়;
• ফলিত উপাদান জলের সাথে মিশ্রিত করুন;
• ভরে বিশেষ ফ্লোটেশন রিএজেন্ট যোগ করুন, যা জটিল জৈব পদার্থ।

ফ্লোটেশন রিএজেন্টগুলি বিভিন্ন তামার যৌগের ছোট দানাকে আবরণ করে এবং সেগুলিকে অ-ভিজাযোগ্যতা দেয়৷

পরবর্তী ধাপ:

• যে পদার্থগুলি ফেনা তৈরি করে তা জলে যোগ করা হয়;
• সাসপেনশনের মধ্য দিয়ে প্রবল বাতাসের প্রবাহ অতিক্রম করুন।

তামার যৌগের হালকা শুকনো কণাগুলি বায়ু বুদবুদের সাথে লেগে থাকে এবং উপরের দিকে ভাসতে থাকে। তাদের ধারণকারী ফেনা সংগ্রহ করা হয়, জল থেকে আউট চেপে এবং পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে শুকিয়ে। ফলস্বরূপ, একটি ঘনত্ব পাওয়া যায়, যা থেকে অপরিশোধিত Cu বিচ্ছিন্ন হয়।

যেভাবে আকরিক থেকে তামা খনন করা হয়: রোস্ট করে উপকার হয়

ফ্লোটেশন পদ্ধতিটি শিল্পে প্রায়শই ব্যবহৃত হয়। তবে কখনও কখনও তামা আকরিক সমৃদ্ধ করতে রোস্টিং প্রযুক্তিও ব্যবহার করা হয়। এই কৌশলটি প্রায়শই প্রচুর পরিমাণে সালফারযুক্ত আকরিকের জন্য ব্যবহৃত হয়। এই ক্ষেত্রে, উপাদানটি 700-8000 °C তাপমাত্রায় প্রিহিট করা হয়। ফলস্বরূপ, পাথরে সালফারের পরিমাণ হ্রাসের সাথে সালফাইডগুলি অক্সিডাইজ হয়৷

পরবর্তী পর্যায়ে, এইভাবে প্রস্তুত আকরিক 14,500 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় খাদ চুল্লিতে গলে যায়। শেষ পর্যন্ত, এই প্রযুক্তি ব্যবহার করার সময়, একটি ম্যাট প্রাপ্ত হয় - তামা এবং লোহার একটি খাদ। আরও, কনভার্টারে ফুঁ দিয়ে এই সংযোগ উন্নত করা হয়। ফলস্বরূপ, আয়রন অক্সাইড স্ল্যাগে যায় এবং সালফার SO4 তে যায়।

বিশুদ্ধ তামা উৎপাদন: ইলেক্ট্রোলাইসিস

ফ্লোটেশন এবং রোস্টিং পদ্ধতি ব্যবহার করার সময়, ফোস্কা তামা পাওয়া যায়। আসলে, এই জাতীয় উপাদানে প্রায় 91% Cu থাকে। বিশুদ্ধ তামা পেতে, রুক্ষ তামাকে আরও পরিশোধিত করা হয়।

এই ক্ষেত্রে, পুরু অ্যানোড প্লেটগুলি প্রথমে প্রাথমিক তামা থেকে নিক্ষেপ করা হয়। পরবর্তী:

• স্নানের মধ্যে কপার সালফেটের দ্রবণ নিন;
• বাথরুমে ঝুলছেঅ্যানোড প্লেট;
• খাঁটি তামার পাতলা শীট ক্যাথোড হিসাবে ব্যবহৃত হয়।

ইলেক্ট্রোলাইসিস বিক্রিয়ার সময়, তামা অ্যানোডগুলিতে দ্রবীভূত হয় এবং ক্যাথোডগুলিতে অবক্ষয় হয়। তামার আয়নগুলি ক্যাথোডের দিকে চলে যায়, এটি থেকে ইলেকট্রন নেয় এবং Cu+2+2e পরমাণু?>Cu.

ব্লিস্টার কপারে থাকা অমেধ্যগুলি পরিমার্জিত হলে ভিন্নভাবে আচরণ করতে পারে। জিঙ্ক, ক্যাডমিয়াম, লোহা অ্যানোডে দ্রবীভূত হয়, কিন্তু ক্যাথোডে স্থির হয় না। আসল বিষয়টি হ'ল ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ভোল্টেজের সিরিজে তারা তামার বাম দিকে থাকে, অর্থাৎ তাদের আরও নেতিবাচক সম্ভাবনা রয়েছে।

কপার সালফেট অক্সিজেনের সাথে সালফাইড আকরিকের ধীর অক্সিজেন দ্বারা কপার সালফেট CuS + 2O₂ > CuSO_{4 প্রাপ্ত হয়। লবণ পরে পানি দিয়ে বের করে দেওয়া হয়।}

হাইড্রোমেটালার্জিক্যাল পদ্ধতি

এই ক্ষেত্রে, সালফিউরিক অ্যাসিড তামাকে লিচ এবং সমৃদ্ধ করতে ব্যবহৃত হয়। এই প্রযুক্তি ব্যবহার করে প্রতিক্রিয়ার ফলস্বরূপ, Cu এবং অন্যান্য ধাতুগুলির সাথে পরিপূর্ণ একটি সমাধান পাওয়া যায়। তামা তারপর এটি থেকে বিচ্ছিন্ন করা হয়। এই কৌশলটি ব্যবহার করে, ফোস্কা তামা ছাড়াও, মূল্যবানগুলি সহ অন্যান্য ধাতু পাওয়া যেতে পারে। যাই হোক না কেন, এই প্রযুক্তিটি প্রায়শই এটিতে খুব বেশি সমৃদ্ধ নয় এমন শিলা থেকে Cu বের করতে ব্যবহৃত হয় (0.5% এর কম)।

বাড়িতে তামা

এই ধাতুকে এর সাথে সম্পৃক্ত আকরিক থেকে আলাদা করা তাই প্রযুক্তিগতভাবে তুলনামূলকভাবে সহজ। কেউ কেউ তাই বাড়িতে তামা খনি কিভাবে আগ্রহী. আপনার নিজের হাতে আকরিক, কাদামাটি, ইত্যাদি থেকে এই ধাতু পান, ছাড়াতবে বিশেষ সরঞ্জামের প্রাপ্যতা খুব কঠিন হবে।

উদাহরণস্বরূপ, কেউ কেউ তাদের নিজের হাতে কাদামাটি থেকে তামা বের করতে আগ্রহী। প্রকৃতপক্ষে, প্রকৃতিতে এই উপাদানটির আমানত রয়েছে, যা কিউতেও সমৃদ্ধ। যাইহোক, দুর্ভাগ্যবশত, বাড়িতে কাদামাটি থেকে তামা পাওয়ার জন্য কোন পরিচিত প্রমাণিত প্রযুক্তি নেই।

আপনার নিজের হাতে, বাড়িতে এই ধাতুটিকে আলাদা করার চেষ্টা করা যেতে পারে, সম্ভবত, শুধুমাত্র তামা সালফেট থেকে। এটি করার জন্য, পরেরটি প্রথমে জলে দ্রবীভূত করা আবশ্যক। এর পরে, আপনাকে ফলস্বরূপ মিশ্রণে কিছু লোহার বস্তু রাখতে হবে। কিছু সময় পরে, পরবর্তী - প্রতিস্থাপন প্রতিক্রিয়ার ফলে - একটি তামার আবরণ দিয়ে আচ্ছাদিত হবে, যা তারপর সহজভাবে পরিষ্কার করা যেতে পারে৷