അയിരുസംസ്കരണം

അയിരിലെ മാലിന്യങ്ങളും ഉപഖനിജങ്ങളും വേർതിരിച്ച് ലോഹ (അലോഹ) പദാർഥത്തെ ശുദ്ധീകരിച്ചെടുക്കുന്ന യാന്ത്രികപ്രക്രിയയാണ്‌ അയിരുസംസ്കരണം (Ore Dressing). മാലിന്യങ്ങൾ ദൂരീകരിച്ച് വ്യാപ്തത്തിലും പിണ്ഡത്തിലും കുറവുള്ള സാന്ദ്രിതപദാർഥമാക്കി അയിരിനെ മാറ്റിയെടുക്കുന്നതാണ് ആദ്യത്തെ ഘട്ടം. പിന്നീട് അയിർ-ധാതുവിലടങ്ങിയിരിക്കുന്ന സമ്പദ്പ്രധാനങ്ങളായ വസ്തുക്കളെ വേർതിരിച്ചെടുക്കുന്നു. ധാതുപദാർഥത്തിന്റെ ഘടനയിലോ സ്വഭാവത്തിലോ മാറ്റം വരുത്താതെയുള്ള ഭൌതികപ്രക്രിയകൾ മൂലമാണ് ഇതു സാധിച്ചുപോന്നത്. എന്നാൽ ഏറ്റവും പുതിയ സമ്പ്രദായമായ നിക്ഷാളനരീതി (leaching process) രാസികപ്രക്രിയകൾകൂടി ഉൾക്കൊള്ളുന്നുണ്ട്; ലോഹാംശത്തിനെ സാന്ദ്രിതമാക്കുന്നതിനുള്ള ഒരുപാധിയായി അവയുടെ സംഘടന (composition) ത്തിൽ വ്യത്യാസം വരുത്തുന്നു. അയിരുകളുടെ പ്രസാധനം (dressing), സജ്ജീകരണം (benefication), സാന്ദ്രണം (concentration), പേഷണം (milling) എന്നിവയൊക്കെത്തന്നെ അയിരുസംസ്കരണത്തെ സൂചിപ്പിക്കുന്ന വിവിധ പദങ്ങളാണ്. ഖനനം ചെയ്തെടുക്കുന്ന അസംസ്കൃത അയിരുകൾക്ക് വ്യാപാരാവശ്യത്തിനു താഴെപ്പറയുന്നവയെ മുൻനിർത്തിയുള്ള സംസ്കരണം അത്യന്താപേക്ഷിതമാണ്. ശുദ്ധീകരണ ശാലകളിലേക്കു നീക്കുമ്പോഴുള്ള ചരക്കുകൂലി ഏറ്റവും കുറഞ്ഞിരിക്കേണ്ടതുണ്ട്. സാധനവ്യാപ്തം കുറയുന്നതോടൊപ്പം ഉരുക്കുന്നതിനുള്ള ചെലവ് ഗണ്യമായി കുറയ്ക്കാവുന്നതാണ്. ചില ലോഹ അയിരുകളെ അടിച്ചുടച്ചും പൊടിച്ചും പേഷണവിധേയമാക്കുന്നതിലൂടെ, ഉരുക്കുമ്പോഴുണ്ടാകുന്ന നഷ്ടം ഒഴിവാക്കാം.

ശുദ്ധീകരണം

ധാതുക്കളുടെയും അവയെ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന ശിലകളുടെയും ഭൌതികവും രാസികവുമായ സ്വഭാവഗുണങ്ങളെ ആശ്രയിച്ചാണ് മേല്പറഞ്ഞ രീതിയിലുള്ള ശുദ്ധീകരണം നടത്തുന്നത്. അയിരിലെ മുഖ്യധാതുവിന്റെയും ഗാംഗ്ധാതുക്കളുടെയും സ്വഭാവഭേദങ്ങളെ വച്ചുകൊണ്ട് അനുയോജ്യമായ രീതികളിലൂടെ അവയെ വേർതിരിക്കുന്നു.

താഴെപറയുന്ന ഭൗതികഗുണങ്ങളാണ് ഇത്തരം സംസ്കരണത്തിനു സഹായകമാകുന്നത്.

1. കാഠിന്യം (hardness)
2. സംലഗ്നത (tenacity), ഭംഗുരത (brittleness), ചൂർണ്യത (friability)
3. സംരചന (structure), വിഭഞ്ജനം (fracture)
4. പുഞ്ജനം (aggregation)
5. നിറം, ദ്യുതി(lustre)
6. വൈദ്യുതചാലകത (electro-conductivity)
7. കാന്തശീലത (magnetic susceptibility)
8. ചൂടുമൂലമുള്ള പരിവർത്തനം-നിബിഡത, സരന്ധ്രത
9. ചൂടുമൂലമുള്ള പൊട്ടലും ഞെരിഞ്ഞമരലും (decrepitation).

ഇവകൂടാതെ ചുരുക്കമായി മാത്രം ഉപയോഗപ്പെടുത്തി വരുന്ന ഭൗതിക രാസികമോ കൊളോയ്ഡ് രാസികമോ ആയ ചില സവിശേഷതകളുമുണ്ട്. സാധാരണഗതിയിൽ അയിർ പ്രസാധനം (oredressing) മൂലം ധാതുക്കളുടെ ഭൗതിക സ്വഭാവങ്ങൾക്കാണ് വ്യത്യാസം ഉണ്ടാവുന്നത്; രാസികമാറ്റം അനുഭവപ്പെടുന്നില്ല. ഭൗതികവ്യതിയാനങ്ങൾ പലവിധത്തിലാകാം. ചൂടുമൂലം കാന്തശീലതയ്ക്കു കുറവുണ്ടാകുന്നു. പശിമ, മിനുസം, സംസക്തി (cohesion), ധ്രുവത (polarity), പ്രതലബലം (surface tension), സ്പർശകോണം (contact angle) എന്നീ ബാഹ്യസ്വഭാവങ്ങളിലും മാറ്റമുണ്ടാകുന്നു. അധിശോഷണം (adsorption) മൂലമുണ്ടാകുന്ന ഗുണഭേദങ്ങളും ഗണനീയമാണ്.

ഘട്ടങ്ങൾ

അയിർസംസ്കരണ പ്രക്രിയ പൊതുവിൽ മാലിന്യനിസ്തരണം (liberation), ധാത്വംശസാന്ദ്രണം (concentration) എന്നിങ്ങനെ രണ്ടു ഘട്ടമായി വിഭജിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്നു.

ഗാംഗ് പദാർഥങ്ങളും മറ്റു മലിനവസ്തുക്കളും ഒഴിവാക്കി അയിരിനെ ശുദ്ധീകരിക്കുകയാണ് നിസ്തരണം കൊണ്ടുദ്ദേശിക്കുന്നത്. അയിർശിലകളെ തല്ലി ഉടച്ചും പൊടിച്ചും ഇത്തരം വേർതിരിക്കലിനു തയ്യാറാക്കുന്നു. പൊടിക്കലിന്റെ കൂടുതൽ കുറവ് അയിരിന്റെ ധാതുപരമായ സവിശേഷതകളെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കും; സമ്പന്നധാതുക്കളുടെ പ്രകീർണനം (dissemination) ആണ് പ്രധാനമായി പരിഗണിക്കേണ്ടത്.

സാന്ദ്രണം

സാന്ദ്രണത്തിന്റെ ഫലമായി രണ്ടോ അതിലധികമോ വസ്തുക്കൾ ഉണ്ടാകുന്നു. മുഖ്യധാതുവിന്റെയോ ധാതുക്കളുടെയോ സഞ്ചയവും അവശിഷ്ടവസ്തുക്കളും (tailings) വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു. രണ്ടിലുംപെടുത്താനാകാത്ത മധ്യമ വസ്തുക്കളും (middlings) ഉണ്ടായിരിക്കും. ഇവയെ പുനഃസാന്ദ്രണത്തിനു വിധേയമാക്കുന്നു. സാന്ദ്രണത്തിന്റെ പ്രധാനരീതികൾ താഴെചേർക്കുന്നവയാണ്.

ചികയൽ (Hand picking)

പ്രാകൃത ഖനനസമ്പ്രദായമാണ് ഇത്. ഇന്നത്തെ യാന്ത്രികയുഗത്തിലും ഭൂമുഖത്തെ വിവിധഭാഗങ്ങളിൽ ഈ രീതി പ്രയോഗത്തിൽ തുടരുന്നു. അയിർ പദാർഥത്തെ ചുറ്റികകളോ കൂടങ്ങളോ ഉപയോഗിച്ച് തല്ലിയുടച്ച് അവയിൽ നിന്നും ധാത്വംശം കൂടുതലുള്ള ഭാഗം ചികഞ്ഞെടുത്തു വേർതിരിക്കുന്ന സമ്പ്രദായമാണിത്. ധാത്വംശം കുറഞ്ഞ അയിരുകളെ ഉപേക്ഷിക്കുന്നതുമൂലം അമൂല്യങ്ങളായ ലോഹ-അലോഹ ശേഖരങ്ങളുടെ നല്ലൊരു ഭാഗം നഷ്ടപ്പെട്ടുപോകുവാൻ സാധ്യതയുണ്ടെന്നതാണ് ചികയൽ സമ്പ്രദായത്തിന്റെ ഒരു വലിയ പോരായ്മ.

ഗുരുത്വ-സാന്ദ്രണം (Gravity concentration)

അയിരിലെ ഘടകപദാർഥങ്ങൾ വ്യത്യസ്തഘനത്വമുള്ളവയാകുമ്പോഴാണ് ഈ രീതി പ്രായോഗികമാകുന്നത്. ദ്രാവകങ്ങളിൽ അടിഞ്ഞുതാഴുന്നതിന് അനുവദിക്കുമ്പോൾ ഘനത്വം അടിസ്ഥാനമാക്കിയുള്ള വേർതിരിയലിന് പദാർഥങ്ങൾ വിധേയമാകുന്നു. എന്നാൽ ഒരേ വലിപ്പത്തിലുള്ള തരികളായി പൊടിച്ചതിനുശേഷമേ ഗുരുത്വ-സാന്ദ്രണരീതി പ്രാവർത്തികമാക്കാവൂ. ഘനത്വം കൂടിയ ഒരു പദാർഥത്തിന്റെ തരികളും ഘനത്വം കുറഞ്ഞ മറ്റൊരു പദാർഥത്തിന്റെ താരതമ്യേന വലിയ തരികളും ഒരേ അവസരം അടിഞ്ഞുതാഴുന്നത് ഒഴിവാക്കാനാണ് മേല്പറഞ്ഞ ഏകതാനത (uniformity) പാലിക്കേണ്ടത്. ഗുരുത്വ-സാന്ദ്രണത്തിനു നാനാതരം ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗത്തിലുണ്ട്. ജിഗ് (jig), വൈബ്രേറ്റിങ് ടേബിൾ (vibrating table) എന്നിവയാണ് കൂടുതൽ പ്രചാരത്തിലുള്ളത്.

ഘന-ദ്രവസാന്ദ്രണം (Heavy fluid separation)

ജെലീന (gelena), ഫേൺസിലിക്കൺ (fernsilicon) തുടങ്ങിയ വസ്തുക്കളുടെ നന്നേ നേർത്ത ധൂളികൾ വെള്ളത്തിൽ കലക്കി ഉണ്ടാക്കുന്ന വ്യാജദ്രവത്തിൽ (pseudo-liquid) പൊടിയാക്കിയ അയിർ പദാർഥം കലർത്തി ചെറുതായി ഇളക്കുന്നു. ഈ വ്യാജദ്രവത്തിന്റെ ഘനത്വം അതിൽ പ്ലവം (suspension) ചെയ്യിക്കുന്ന ധൂളികളുടെ കൂടുതൽകുറവനുസരിച്ച് ആവശ്യാനുസരണം വ്യത്യാസപ്പെടുത്താവുന്നതാണ്. അയിരിലെ മുഖ്യധാതു സാമാന്യം നല്ല ഘനത്വമുള്ളതാവുമ്പോൾ ഈ രീതിയിൽ സാന്ദ്രണം ചെയ്യപ്പെടുന്നു.

സ്ഥിര വൈദ്യുത-സാന്ദ്രണം (Electro static separation)

അയിരിലെ ഘടകങ്ങൾ വൈദ്യുതവാഹികളും അവാഹികളും ആയി വേർതിരിക്കപ്പെടാവുന്നവയാകുമ്പോൾ അവയെ സ്ഥിരവൈദ്യുതിപ്രവാഹത്തിനു വിധേയമാക്കി സാന്ദ്രണം നടത്താം.

പ്ലവന-സാന്ദ്രണം (Flotation)

വെള്ളവും എണ്ണയും കലർന്ന മിശ്രിതത്തെ നന്നായി ഇളക്കി പതപ്പിച്ചതിനുശേഷം, ചൂർണാവസ്ഥയിലാക്കിയ അയിർപദാർഥം അതിൽ കലർത്തുന്നു. അയിരിലെ ഘനംകൂടിയ വസ്തുക്കൾ അടിഞ്ഞുതാഴുകയും, ഭാരം കുറഞ്ഞവ പൊങ്ങിക്കിടക്കുകയും ചെയ്യും.

കാന്തിക-സാന്ദ്രണം (Magnetic separation)

അയിർ ഘടകങ്ങളുടെ കാന്തശീലതയിലെ ഏറ്റക്കുറച്ചിലുകൾ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയുള്ള സാന്ദ്രണരീതിയാണ് ഇത്. കാന്തികസ്വഭാവം നന്നേ കുറവായ ധാതുക്കളെപ്പോലും ഈ രീതിയിൽ വേർതിരിക്കാറുണ്ട്.

രസമിശ്രണ-സാന്ദ്രണം (Amalgamation separation)

സ്വർണം, വെള്ളി തുടങ്ങി പ്രകൃത്യാ ശുദ്ധമായ ലോഹങ്ങളെയാണ് ഈ രീതിയിൽ സാന്ദ്രണം ചെയ്യാറുള്ളത്. പൊടിയാക്കിയ അയിരിനെ രസവുമായി കൂട്ടിക്കലർത്തുന്നു. സ്വർണത്തരികൾക്കു രസമിശ്രണം സംഭവിക്കുന്നു. ഇവയെ രസമിശ്രണം നടത്തിയ ചെമ്പുതകിടുകളിൽ പറ്റിപ്പിടിക്കുവാൻ അനുവദിക്കുകയും മറ്റു മലിനപദാർഥങ്ങളെ കഴുകിക്കളയുകയും ചെയ്യുന്നു. ചെമ്പുതകിടുകളിൽനിന്നു വേർപെടുത്തിയെടുത്ത് ഇരുമ്പുവാലുക (retort) കളിൽ സ്വേദനവിധേയമാക്കുന്നതോടെ രസം വേർപെടുന്നു.

കടപ്പാട്: കേരള സർക്കാർ ഗ്നൂ സ്വതന്ത്ര പ്രസിദ്ധീകരണാനുമതി പ്രകാരം ഓൺലൈനിൽ പ്രസിദ്ധീകരിച്ച മലയാളം സർ‌വ്വവിജ്ഞാനകോശത്തിലെ അയിരുസംസ്കരണം എന്ന ലേഖനത്തിന്റെ ഉള്ളടക്കം ഈ ലേഖനത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നുണ്ട്. വിക്കിപീഡിയയിലേക്ക് പകർത്തിയതിന് ശേഷം പ്രസ്തുത ഉള്ളടക്കത്തിന് സാരമായ മാറ്റങ്ങൾ വന്നിട്ടുണ്ടാകാം.