தங்கம் (Au) உலோகவியல் மற்றும் தொழில்துறை பிரித்தெடுத்தல்

தங்கம் (Au) உலோகவியல் மற்றும் தொழில்துறை பிரித்தெடுத்தல்

தங்கம் (Au) அரிப்பிற்கு சிறந்த எதிர்ப்புத்திறன் மற்றும் உயர் மின் கடத்துத்திறன் கொண்ட ஒரு உன்னத உலோகம் ஆகும். இதன் பிரித்தெடுத்தல் முதன்மையாக இயற்கை நிலையில் உள்ள உலோகத்தை மீட்டெடுப்பதில் கவனம் செலுத்துகிறது.

இயற்கையான இருப்பு மற்றும் முக்கிய தாதுக்கள்

தங்கம் அதன் மிகக் குறைந்த வினைத்திறன் காரணமாக, பெரும்பாலும் அதன் இயற்கை (சுதந்திர) நிலையில் காணப்படுகிறது.

• இயற்கைத் தங்கம்: இது தாதுக்களாக, செதில்களாக அல்லது நுண்ணிய துகள்களாக குவார்ட்ஸ் தாது நரம்புகளிலும் மற்றும் படிவு (placer) படிவுகளிலும் பரவிக் காணப்படுகிறது.
• கலப்புலோகங்கள்: பெரும்பாலும் வெள்ளியுடன் கலந்த நிலையில் எலக்ட்ரம் ஆகக் காணப்படுகிறது.
• டெல்லூரைடுகள்: குறைவாகக் காணப்பட்டாலும், தங்கம் டெல்லூரைடுகளாகவும் காணப்படலாம், எ.கா., கலாவெரைட் (AuTe₂) மற்றும் சில்வனைட் ((Ag,Au)Te₂). தொழில்துறை பிரித்தெடுத்தலுக்கு, இயற்கைத் தங்கம் முதன்மை இலக்கு ஆகும்.

தாதுவின் செறிவூட்டல்

தாதுவின் செறிவூட்டல் முறை தங்கத் தாதுவின் தன்மையைப் பொறுத்தது.

1. ஈர்ப்புப் பிரிப்பு

• கொள்கை: கழிவுப் பொருட்கள் (எ.கா., குவார்ட்ஸ், அடர்த்தி ~2.65 g/cm³) உடன் ஒப்பிடும்போது தங்கத்தின் அதிக ஒப்படர்த்தி (19.3 g/cm³) பயன்படுத்தப்படுகிறது.
• செயல்முறை: படிவுப் படிவுகள் அல்லது மெல்லியதாக நசுக்கப்பட்ட தாதுக்களுக்கு, சலித்தல் (panning), சாய்வான பள்ளம் மூலம் கழுவுதல் (sluicing) மற்றும் ஜிக்கிங் (jigging) போன்ற முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. தண்ணீர் இலகுவான கழிவுத் துகள்களை அடித்துச் சென்று, கனமான தங்கத் துகள்களைப் பின்னால் விட்டுவிடுகிறது.

2. வேதியியல் கழுவுதல் (சயனைடு முறை / மெக்கார்தர்-ஃபாரஸ்ட் முறை)

• கொள்கை: தங்கம், அதன் இயற்கை நிலையிலும் கூட, நீர்த்த கார சயனைடுகளால் காற்றில் (ஆக்ஸிஜன்) முன்னிலையில் தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் கரைக்கப்படலாம். இது குறைந்த தர தாதுக்கள் மற்றும் நுண்ணியதாகப் பரவியுள்ள தங்கத்திற்கு மிகவும் பொதுவான முறையாகும்.
• செயல்முறை:
  • நன்றாகப் பொடித்த தங்கத் தாது, சோடியம் சயனைடு (NaCN) அல்லது பொட்டாசியம் சயனைடு (KCN) இன் நீர்த்த கரைசல் (0.1-0.3%) உடன், காற்று (ஆக்சிஜனேற்றக் காரணி) மற்றும் தண்ணீரின் முன்னிலையில் செயலாக்கப்படுகிறது.
  • தங்கம் ஒரு கரையக்கூடிய டைகயனோஆரேட்(I) அணைவுச் சேர்மமாகக் கரைகிறது.
  • வினை: 4Au(s) + 8CN-(aq) + O2(g) + 2H2O(l) → 4[Au(CN)2]-(aq) + 4OH-(aq)
  • இந்த செயல்முறை கரையாத கழிவுப் பொருட்களிலிருந்து தங்கத்தைப் பிரிப்பதன் மூலம் அதை திறம்பட செறிவூட்டுகிறது.

கச்சா உலோகமாக ஒடுக்கம்

சயனைடு கழுவிய பிறகு, கரைந்த அணைவுச் சேர்மத்திலிருந்து தங்கம் மீட்டெடுக்கப்பட வேண்டும்.

1. துத்தநாகத்தால் இடப்பெயர்ச்சி (மெரில்-கிரோவ் முறை)

• கொள்கை: டைகயனோஆரேட்(I) அணைவுச் சேர்மக் கரைசலில் இருந்து தங்கம், துத்தநாகத் தூள் போன்ற ஒரு மின்நேர் உலோகத்தைச் சேர்ப்பதன் மூலம் வீழ்படிவாக்கப்படுகிறது. துத்தநாகம் ஒரு ஒடுக்கும் காரணியாகச் செயல்பட்டு, தங்கத்தை இடப்பெயர்ச்சி செய்கிறது.
• செயல்முறை: [Au(CN)₂]⁻ அயனிகளைக் கொண்ட தெளிவான கரைசல், காற்று நீக்கப்பட்டு (துத்தநாக ஆக்சிஜனேற்றத்தைத் தடுக்க) துத்தநாகத் தூள் கொண்டு செயலாக்கப்படுகிறது.
• வினை: 2[Au(CN)2]-(aq) + Zn(s) → [Zn(CN)4]2-(aq) + 2Au(s)
• வீழ்படிவாக்கப்பட்ட தங்கம் வடிகட்டப்பட்டு, கழுவப்பட்டு, உலர்த்தப்பட்டு, கச்சா தங்கம் (“தங்கச் சேறு” அல்லது “தங்க வீழ்படிவு” என்று அழைக்கப்படுகிறது) பெறப்படுகிறது.

தூய்மையாக்குதல் மற்றும் சுத்திகரிப்பு

ஒடுக்க செயல்முறையிலிருந்து பெறப்பட்ட கச்சா தங்கம் அசுத்தங்களைக் (எ.கா., Ag, Cu, Zn, Fe, Te) கொண்டுள்ளது. சுத்திகரிப்புக்கு பல முறைகள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

1. மில்லர் முறை

• கொள்கை: அசுத்தங்கள் அதிக வெப்பநிலையில் குளோரின் வாயுவுடன் வினைபுரிவதன் மூலம் அகற்றப்படுகின்றன.
• செயல்முறை: உருக்கப்பட்ட கச்சா தங்கம் (அதன் உருகுநிலை 1064 °C க்கு மேல்) வழியாக வாயு குளோரின் செலுத்தப்படுகிறது. Ag, Cu, Zn மற்றும் Te போன்ற அசுத்தங்கள் குளோரினுடன் வினைபுரிந்து அவற்றின் குளோரைடுகளை உருவாக்குகின்றன.
  • வெள்ளிக்குரிய வினை: 2Ag(l) + Cl2(g) → 2AgCl(l)
• வெள்ளி குளோரைடு (AgCl) மற்றும் பிற உலோக குளோரைடுகள் குறைந்த அடர்த்தி கொண்டவை மற்றும் தனி உருகிய அடுக்காக மிதக்கின்றன அல்லது எளிதில் ஆவியாகி வெளியேறி, உயர் தூய்மையான தங்கத்தை விட்டுச் செல்கின்றன. பெறப்படும் தூய்மை பொதுவாக 99.5-99.9% ஆகும்.

2. மின்னாற்பகுப்பு சுத்திகரிப்பு (வோல்வில் முறை)

• கொள்கை: தங்கம் மின்னாற்பகுப்பைப் பயன்படுத்தி சுத்திகரிக்கப்படுகிறது, இது மிக உயர்ந்த தூய்மையை (99.999% வரை) அனுமதிக்கிறது.
• அமைப்பு:
  • ஆனோடு: அசுத்தங்கள் கொண்ட கச்சா தங்கத்தின் வார்ப்புக் கட்டிகள்.
  • கேத்தோடு: தூய தங்கத் தகட்டின் மெல்லிய தாள்கள்.
  • மின்பகுளி: கடத்துத்திறனைப் பராமரிக்கவும் மற்றும் நீராற்பகுப்பைத் தடுக்கவும் ஹைட்ரோகுளோரிக் அமிலம் (HCl) கொண்ட தங்க குளோரைடு (AuCl₃) இன் நீர் கரைசல்.
• செயல்முறை:
  • மின்சாரம் செலுத்தப்படும்போது, ஆனோட்டிலிருந்து தங்கம் மற்றும் குறைவான உன்னத உலோகங்கள் (எ.கா., Cu, Zn, Fe) நேர்மின் அயனிகளாக மின்பகுளியில் கரைகின்றன.
  • ஆனோடு வினை: Au(s) → Au³⁺(aq) + 3e⁻ (மற்றும் குறைவான உன்னத உலோகங்களுக்கும் இதேபோல்)
  • கரைசலிலிருந்து தங்க அயனிகள் மட்டுமே தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட முறையில் தூய தங்கமாக கேத்தோட்டில் படிய வைக்கப்படுகின்றன.
  • கேத்தோடு வினை: Au³⁺(aq) + 3e⁻ → Au(s)
  • அதிக உன்னத உலோகங்கள் (எ.கா., பிளாட்டினம், பல்லேடியம், ரோடியம், வெள்ளி) ஆனோடு மின்முனைப்புள்ளியில் கரைவதில்லை மற்றும் “ஆனோடு கசடு” (anode mud) ஆக அடிப்பகுதியில் படிந்து, பின்னர் இந்த மதிப்புமிக்க உலோகங்களை மீட்டெடுக்க செயலாக்கப்படுகிறது.
  • குறைவான உன்னத உலோகங்கள் மின்பகுளியில் கரைந்தே இருக்கும்.
• இந்த முறை மிக அதிக தூய்மையான தங்கத்தை அளிக்கிறது.