कीमती धातुओं का पुनर्चक्रण कैसे करें

बहुमूल्य धातु पुनर्चक्रण एक व्यवस्थित प्रक्रिया है, जिसके मुख्य चरणों में पता लगाना और ग्रेडिंग, पूर्व-उपचार, धातु निष्कर्षण, तथा शोधन और शुद्धिकरण शामिल हैं।

परीक्षण और ग्रेडिंग स्क्रैप के मूल्य निर्धारण का आधार बनते हैं, जिसमें आमतौर पर धातु की मात्रा और प्रकार की शीघ्र पहचान के लिए विशेष उपकरणों के साथ गैर-विनाशकारी परीक्षण तकनीकों का उपयोग किया जाता है। पूर्व-उपचार चरण में बाद में निष्कर्षण के लिए सामग्री तैयार करने हेतु कुचलना, छांटना और सतह की अशुद्धियों को हटाना शामिल है। भौतिक पूर्व-उपचार तकनीकें अब माइक्रोन-स्तर की सटीक वियोजन क्षमता प्राप्त करती हैं। बहु-चरणीय कुचलन, चुंबकीय पृथक्करण, भंवर धारा पृथक्करण और अन्य प्रक्रियाओं के माध्यम से, मिश्रित स्क्रैप में धातुओं को अधातुओं से कुशलतापूर्वक अलग किया जाता है।

धातु निष्कर्षण चरण में स्क्रैप के प्रकार के आधार पर पायरोमेटेलर्जी, हाइड्रोमेटेलर्जी या बायोमेटेलर्जी का उपयोग किया जाता है। पायरोमेटेलर्जी में नवाचार पारंपरिक उच्च-तापमान प्रगलन को प्लाज़्मा तकनीक के साथ जोड़ते हैं, जहाँ प्लाज़्मा मशालें 10,000°C तक पहुँचकर जटिल स्क्रैप में कार्बनिक पदार्थों को पूरी तरह से विघटित करती हैं और साथ ही कई धातुओं को समृद्ध बनाती हैं।

हाइड्रोमेटेलर्जी में बहुमूल्य धातुओं को चुनिंदा रूप से घोलकर अलग करने के लिए विभिन्न रासायनिक घोलों का उपयोग किया जाता है। उच्च शुद्धता वाली धातुएँ प्राप्त करने के लिए शोधन और शुद्धिकरण महत्वपूर्ण चरण हैं, जहाँ विद्युत अपघटनी शोधन और रासायनिक अपचयन जैसी तकनीकों से 99.95% से अधिक शुद्धता प्राप्त की जाती है।

प्लैटिनम समूह धातुओं को कैसे पुनर्प्राप्त करें

प्लैटिनम समूह धातुओं (पीजीएम) में प्लैटिनम, पैलेडियम, रोडियम, इरिडियम और रूथेनियम शामिल हैं। समान भौतिक-रासायनिक गुणों के कारण, इनकी पुनर्प्राप्ति प्रक्रियाएँ भी समान हैं। ये धातुएँ आमतौर पर औद्योगिक उत्प्रेरकों , इलेक्ट्रॉनिक कचरे और आभूषणों के कबाड़ में पाई जाती हैं, और इनका पुनर्प्राप्ति मूल्य बहुत अधिक होता है।

प्लैटिनम समूह धातुओं को पुनः प्राप्त करने के लिए विशिष्ट तकनीकों की आवश्यकता होती है, जिनमें आमतौर पर हाइड्रोमेटेलर्जिकल प्रक्रियाएँ शामिल होती हैं। इनमें एक्वा रेजिया विलयन, विलायक निष्कर्षण, आयन विनिमय और अवक्षेपण न्यूनीकरण शामिल हैं। उच्च-श्रेणी के प्लैटिनम समूह धातु अपशिष्ट के लिए पायरोमेटेलर्जिकल विधियों का भी आमतौर पर उपयोग किया जाता है, जिसमें उच्च-तापमान प्रगलन के माध्यम से बहुमूल्य धातुओं को आधार पदार्थों से अलग किया जाता है।

ऑटोमोटिव उत्प्रेरकों से प्लैटिनम समूह धातुओं को प्राप्त करने के लिए, जर्मन कंपनियों द्वारा विकसित एक "विघटन-अवक्षेपण" प्रक्रिया, पीएच और तापमान को नियंत्रित करके इन धातुओं का चयनात्मक अवक्षेपण संभव बनाती है। इससे प्राथमिक अयस्क से शोधन की तुलना में 35% कम लागत पर 99.99% शुद्धता प्राप्त होती है।

प्लैटिनम समूह धातु पुनर्प्राप्ति में तकनीकी चुनौती उनके समान रासायनिक गुणों में निहित है, जिसके लिए पृथक्करण और शुद्धिकरण हेतु प्रक्रिया मापदंडों के सटीक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। अंतर्राष्ट्रीय स्तर पर उन्नत कंपनियाँ पुनर्प्राप्ति दक्षता और उत्पाद शुद्धता बढ़ाने के लिए प्लाज्मा स्मेल्टिंग और सुपरक्रिटिकल द्रव निष्कर्षण जैसी नवीन तकनीकों का उपयोग करती हैं।

बहुमूल्य धातु प्लैटिनम के पुनर्चक्रण के चरण

बहुमूल्य धातु प्लैटिनम के पुनर्चक्रण की प्रक्रिया आमतौर पर पूर्व-उपचार चरण से शुरू होती है। प्लैटिनम युक्त स्क्रैप को साफ़ किया जाता है, सुखाया जाता है और यांत्रिक रूप से कुचलकर उसका सतह क्षेत्र बढ़ाया जाता है। इसके बाद ऑक्सीडेटिव रोस्टिंग की जाती है, जिससे प्लैटिनम ऑक्सीकृत अवस्था में परिवर्तित हो जाता है जिससे उसकी घुलनशीलता बढ़ जाती है।

इसके बाद, एक्वा रेजिया विलयन प्रक्रिया अपनाई जाती है। नियंत्रित तापमान और अम्ल अनुपात की स्थितियों में, प्लैटिनम घुलनशील यौगिकों में परिवर्तित हो जाता है। फ़िल्टर किए गए विलयन में अपचयन अवक्षेपण होता है, जहाँ हाइड्रोजन गैस या फ़ॉर्मेल्डिहाइड जैसे अपचायक, प्लैटिनम आयनों को धात्विक प्लैटिनम अवक्षेपों में परिवर्तित कर देते हैं।

अवक्षेपित प्लैटिनम को उच्च तापमान पर छानकर, धोकर और निस्तारित करके शुद्ध प्लैटिनम धातु पाउडर या गांठें प्राप्त की जाती हैं। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर उन्नत उद्यम प्लैटिनम युक्त अपशिष्ट एल्यूमिना को संसाधित करने के लिए प्लाज्मा प्रगलन तकनीक का उपयोग करते हैं, जिससे पारंपरिक विधियों की तुलना में ऊर्जा की खपत 30% कम हो जाती है।

बहुमूल्य धातु रूथेनियम पुनर्प्राप्ति चरण

पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया अपशिष्ट पदार्थों के बुद्धिमान संग्रह और अनुरेखण प्रबंधन से शुरू होती है, जिसमें रूथेनियम युक्त पदार्थों का पता लगाने के लिए RFID तकनीक का उपयोग किया जाता है। पूर्व-उपचार चरण में अपशिष्ट में प्लास्टिक से धातुओं को अलग करने के लिए "क्रशिंग-चुंबकीय पृथक्करण-वायु वर्गीकरण" प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है, जिससे शुद्धता 95% तक बढ़ जाती है।

निष्कर्षण चरण में "पाइरोमेटेलर्जिकल स्मेल्टिंग + हाइड्रोमेटेलर्जिकल रिफाइनिंग" की संयुक्त प्रक्रिया का उपयोग किया जाता है। रूथेनियम युक्त अपशिष्ट को 1500°C विद्युत आर्क भट्टी में पिघलाया जाता है, जिससे रूथेनियम को अन्य धातुओं से 92% की पुनर्प्राप्ति दर के साथ पृथक किया जाता है। अवशिष्ट पदार्थों को हाइड्रोमेटेलर्जिकल कार्यशाला में ले जाया जाता है, जहाँ उन्हें एक्वा रेजिया का उपयोग करके घोला जाता है और रूथेनियम को थायोयूरिया व्युत्पन्नों के माध्यम से अवक्षेपित किया जाता है।

शोधन चरण में निर्वात आसवन उपकरण का उपयोग किया जाता है। -196°C पर द्रव नाइट्रोजन वातावरण में, नियंत्रित तापमान प्रवणताएँ रूथेनियम को अन्य प्लैटिनम समूह धातुओं से अलग करती हैं। इस विधि से रूथेनियम की शुद्धता 99.99% से अधिक हो जाती है, जो अर्धचालक उद्योग की अति-शुद्ध सामग्रियों की माँग को पूरा करती है।

रोडियाम पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया

रोडियम पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया अन्य प्लैटिनम समूह धातुओं के समान ही है, लेकिन इसके लिए अधिक परिष्कृत पृथक्करण तकनीकों की आवश्यकता होती है। चूँकि रोडियम अक्सर अन्य प्लैटिनम समूह धातुओं के साथ मौजूद होता है, इसलिए पुनर्प्राप्ति से पहले इसकी मात्रा और संरचना का सटीक पता लगाना आवश्यक है।

पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया में आमतौर पर हाइड्रोमेटेलर्जिकल तकनीकों का उपयोग किया जाता है, जिनमें एक्वा रेजिया विघटन, विलायक निष्कर्षण और चयनात्मक अवक्षेपण शामिल हैं। अंतरराष्ट्रीय स्तर पर विकसित विशिष्ट निष्कर्षक, रोडियम को उसके अद्वितीय गुणों के आधार पर अन्य कीमती धातुओं से प्रभावी रूप से अलग करते हैं।

उच्च शुद्धता वाली रोडियम धातु प्राप्त करने के लिए शोधन चरणों में मुख्यतः विद्युत अपघटनी शोधन या रासायनिक अपचयन विधियों का उपयोग किया जाता है। रोडियम पुनर्प्राप्ति में तकनीकी चुनौती इसकी उच्च रासायनिक निष्क्रियता में निहित है, जिसके प्रभावी विघटन और प्रसंस्करण के लिए उच्च तापमान, दबाव या विशिष्ट उत्प्रेरकों की आवश्यकता होती है।

कीमती धातु पैलेडियम पुनर्प्राप्ति चरण

बहुमूल्य धातु पैलेडियम पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया अम्लीकरण पूर्व-उपचार से शुरू होती है, जिसमें जटिल यौगिकों से पैलेडियम आयनों को घोलने के लिए अपशिष्ट द्रव का pH मान 2 से 3 के बीच समायोजित किया जाता है। इसके बाद द्रव-द्रव निष्कर्षण होता है, जिसमें ट्राइऑक्टाइलामाइन कार्बनिक विलायक मिलाया जाता है। पैलेडियम जलीय प्रावस्था से कार्बनिक प्रावस्था में पैलेडियम आयनों को चुनिंदा रूप से स्थानांतरित करता है।

फिर मिश्रण को 25°C के स्थिर तापमान पर 30 मिनट तक हिलाया जाता है, जिससे निष्कर्षण दक्षता 95% से अधिक हो जाती है। निष्कासन प्रक्रिया में थायोयूरिया विलयन का उपयोग करके पैलेडियम आयनों को कार्बनिक प्रावस्था से जलीय प्रावस्था में वापस स्थानांतरित किया जाता है, जिससे मूल अपशिष्ट द्रव में पैलेडियम की सांद्रता दसियों पीपीएम से कई हज़ार पीपीएम तक हो जाती है।

रासायनिक अपचयन चरण एक तापमान-नियंत्रित रिएक्टर में होता है। हाइड्रोजन गैस को पैलेडियम आयन विलयन में धीरे-धीरे डाला जाता है, जबकि तापमान 60-80°C की सीमा में बनाए रखा जाता है। अवक्षेपित धात्विक पैलेडियम एक गहरे भूरे रंग के पाउडर के रूप में बनता है। विघटन, पुनःक्रिस्टलीकरण और विद्युत अपघटनी शोधन के बाद, अंतिम उत्पाद 99.99% शुद्धता प्राप्त करता है।

कीमती धातु इरिडियम पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया

बहुमूल्य धातु इरिडियम की पुनर्प्राप्ति प्रक्रिया के लिए असाधारण रूप से सटीक संचालन की आवश्यकता होती है, क्योंकि इरिडियम दुनिया की सबसे अधिक संक्षारण-प्रतिरोधी धातुओं में से एक है। यह प्रक्रिया इरिडियम की मात्रा और संदूषण के स्तर का पता लगाने के लिए स्क्रैप सामग्री की गहन छंटाई और मूल्यांकन से शुरू होती है।

पूर्व-उपचार के दौरान, इरिडियम युक्त स्क्रैप को 100-200 मेश कणों के आकार में चूर्णित किया जाता है, जिससे इसका अभिक्रिया पृष्ठीय क्षेत्रफल बढ़ जाता है। इसके बाद, इरिडियम को अधिक घुलनशील ऑक्साइड रूप में परिवर्तित करने के लिए 800-900°C पर उच्च-तापमान ऑक्सीकरण भूनना किया जाता है।

विलयन चरण में उच्च तापमान और दाब की स्थिति में एक्वा रेजिया या मिश्रित अम्लों का उपयोग करके आटोक्लेव का उपयोग किया जाता है। इस प्रक्रिया में 24-48 घंटे लग सकते हैं। परिणामी विलयन को अघुलनशील अशुद्धियों को हटाने के लिए बहु-चरणीय निस्पंदन से गुज़ारा जाता है।

शुद्धिकरण चरण में इरिडियम आयनों को चुनिंदा रूप से अलग करने के लिए आयन विनिमय रेजिन या विलायक निष्कर्षण तकनीक का उपयोग किया जाता है। अंत में, अमोनियम लवण अवक्षेपण या उच्च तापमान हाइड्रोजन अपचयन द्वारा उच्च-शुद्धता वाला इरिडियम धातु चूर्ण प्राप्त किया जाता है। इसके बाद प्रगलन से इरिडियम सिल्लियाँ प्राप्त होती हैं।

कीमती धातु सोना पुनर्प्राप्ति चरण

कीमती धातु सोने की रीसाइक्लिंग प्रक्रिया एक ऑनलाइन अपॉइंटमेंट से शुरू होती है, जहाँ सोने के प्रकार और अनुमानित वजन जैसी जानकारी दी जाती है। इसके बाद शुद्धता मापने के लिए स्पेक्ट्रोमीटर और वजन निर्धारित करने के लिए उच्च-परिशुद्धता वाले इलेक्ट्रॉनिक स्केल का उपयोग करके परीक्षण किया जाता है, जिससे यह सुनिश्चित होता है कि सभी उपकरण पेशेवर रूप से कैलिब्रेट किए गए हैं।

परीक्षण के बाद, परिणामों और वर्तमान बाज़ार मूल्यों के आधार पर एक रीसाइक्लिंग कोटेशन प्रदान किया जाता है। यदि कोटेशन स्वीकार कर लिया जाता है, तो लेन-देन एक हस्ताक्षरित समझौते के साथ आगे बढ़ता है जिसमें सोने का विवरण, मूल्य और भुगतान विधि निर्दिष्ट होती है।

भुगतान सहमत विधि के अनुसार अंतिम रूप दिया जाता है। पूरी प्रक्रिया के दौरान, ग्राहकों को यह सुनिश्चित करना चाहिए कि रीसाइक्लर पेशेवर उपकरणों का उपयोग करें, परीक्षण प्रक्रिया और परिणामों का पालन करने का अनुरोध करें, और उचित मूल्य प्राप्त करने के लिए बाज़ार की स्थितियों से अवगत रहें।

सोने के स्थिर रासायनिक गुणों और स्थापित पुनर्प्राप्ति तकनीकों के कारण, कीमती धातुओं से सोना निकालना अपेक्षाकृत सरल है। हालाँकि, धोखाधड़ी से बचने के लिए वैध पुनर्चक्रण माध्यमों का चयन करना महत्वपूर्ण है।

ऑस्ट्रेलिया के फ्लिंडर्स विश्वविद्यालय की एक शोध टीम ने सोना निकालने की एक क्रांतिकारी तकनीक विकसित की है। ट्राइक्लोरोइसोसायन्यूरिक एसिड (स्विमिंग पूल के कीटाणुनाशकों में आमतौर पर पाया जाने वाला एक हानिरहित यौगिक) को खारे पानी के कुंडों के साथ मिलाकर, यह एक ऐसा प्रभाव पैदा करता है जो सोने को घोल देता है। विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए सल्फर युक्त पॉलिमर सोने के तत्वों को सटीक रूप से पकड़ लेते हैं। यह विधि पारंपरिक साइनाइड प्रक्रियाओं की तुलना में अधिक पर्यावरण के अनुकूल है और इलेक्ट्रॉनिक कचरे से सोना कुशलतापूर्वक प्राप्त कर सकती है।

अग्रणी अंतरराष्ट्रीय बहुमूल्य धातु पुनर्चक्रण कंपनियों में जॉनसन मैथी (यूके), हेरेअस (जर्मनी), उमिकोर (बेल्जियम), और हांगकांग डोंगशेंग प्रीशियस मेटल्स रीसाइक्लिंग जैसी स्थापित कंपनियाँ शामिल हैं । इन कंपनियों का व्यापक इतिहास और उन्नत तकनीकी विशेषज्ञता है। ये कंपनियाँ आमतौर पर अंतरराष्ट्रीय प्रमाणपत्रों और गुणवत्ता आश्वासन प्रणालियों द्वारा समर्थित व्यापक बहुमूल्य धातु पुनर्चक्रण, शोधन और व्यापार सेवाएँ प्रदान करती हैं।