প্লবতা জ্ঞান সম্পর্কে আপনি কতটা জানেন?

০১ ধারণাভাসমানতা

ফ্লোটেশন, যা ফ্লোটেশন মিনারেল প্রসেসিং নামেও পরিচিত, হলো একটি খনিজ পৃথকীকরণ প্রযুক্তি যা আকরিকের মধ্যে থাকা বিভিন্ন খনিজের পৃষ্ঠীয় বৈশিষ্ট্যের পার্থক্যের সুবিধা নিয়ে গ্যাস-তরল-কঠিন আন্তঃপৃষ্ঠে মূল্যবান খনিজকে ক্ষতিকর খনিজ থেকে পৃথক করে এবং একে “আন্তঃপৃষ্ঠীয় পৃথকীকরণ” নামেও উল্লেখ করা হয়। বিভিন্ন খনিজ কণার ভিন্ন ভিন্ন আন্তঃপৃষ্ঠীয় বৈশিষ্ট্যের উপর ভিত্তি করে দশা আন্তঃপৃষ্ঠের ওপর নির্ভর করে প্রত্যক্ষ বা পরোক্ষভাবে খনিজ কণা পৃথককারী সমস্ত প্রযুক্তিগত প্রক্রিয়া ফ্লোটেশনের সংজ্ঞার অন্তর্ভুক্ত।

খনিজ পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্য বলতে খনিজ কণার পৃষ্ঠের ভৌত, রাসায়নিক এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যকে বোঝায়, যেমন পৃষ্ঠের ভেদ্যতা, পৃষ্ঠের বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য, সেইসাথে পৃষ্ঠের পরমাণুগুলির রাসায়নিক বন্ধনের ধরন, সম্পৃক্ততা এবং সক্রিয়তা। বিভিন্ন খনিজ কণার পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যে পার্থক্য বিদ্যমান। এই ধরনের বৈশিষ্ট্যের পার্থক্য দশা-পৃষ্ঠের সাহায্যে খনিজ পৃথকীকরণ এবং সমৃদ্ধকরণকে সম্ভব করে তোলে, যে কারণে প্লবতা প্রক্রিয়ায় গ্যাস, তরল এবং কঠিন এই ত্রি-দশা-পৃষ্ঠ জড়িত থাকে।

কৃত্রিম পরিবর্তনের মাধ্যমে খনিজের পৃষ্ঠতলের বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা যায়, যা মূল্যবান খনিজ কণা এবং ক্ষতিকর খনিজ কণার মধ্যে পৃষ্ঠতলের বৈশিষ্ট্যের ব্যবধান বাড়িয়ে দেয়, ফলে পৃথকীকরণ সহজ হয়। ফ্লোটেশন প্রক্রিয়ায়,প্লবতা বিকারকখনিজের পৃষ্ঠতলের বৈশিষ্ট্য কৃত্রিমভাবে পরিবর্তন করতে, বিভিন্ন খনিজের মধ্যেকার ধর্মগত পার্থক্য বাড়াতে, খনিজের পৃষ্ঠতলের জলবিকর্ষিতা বাড়াতে বা কমাতে, খনিজের প্লবতা কার্যকারিতা নিয়ন্ত্রণ করতে এবং পরিশেষে উন্নততর পৃথকীকরণ ফলাফল অর্জন করতে সাধারণত ফ্লোটেশন বিকারকসমূহ ব্যবহার করা হয়। তদনুসারে, ফ্লোটেশন প্রযুক্তির প্রয়োগ ও অগ্রগতি ফ্লোটেশন বিকারকসমূহের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে জড়িত।

ঘনত্ব এবং চৌম্বকীয় সংবেদনশীলতার মতো খনিজ ভৌত পরামিতিগুলো, যেগুলো সামঞ্জস্য করা কঠিন, সেগুলোর বিপরীতে খনিজ কণার প্রায় সমস্ত পৃষ্ঠীয় বৈশিষ্ট্য কৃত্রিমভাবে পরিবর্তন করা যায়। এর ফলে পৃথকীকরণের প্রয়োজনে খনিজগুলোর মধ্যে পৃষ্ঠীয় বৈশিষ্ট্যের নির্দিষ্ট পার্থক্য তৈরি হয়। এই কারণে, খনিজ সমৃদ্ধকরণে প্লবতা পদ্ধতির ব্যাপক প্রয়োগ রয়েছে এবং একে সার্বজনীন খনিজ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি বলা হয়; এটি বিশেষত সূক্ষ্ম এবং অতি-সূক্ষ্ম দানাদার পদার্থের জন্য সবচেয়ে বহুল ব্যবহৃত এবং সবচেয়ে কার্যকর পৃথকীকরণ কৌশল হিসেবে পরিচিত।

০২ প্লবতার প্রয়োগ

খনিজ প্রক্রিয়াকরণ হলো ধাতু গলানো এবং রাসায়নিক শিল্পের জন্য কাঁচামাল প্রস্তুত করার একটি উৎপাদন প্রক্রিয়া, এবং ফ্রোথ ফ্লোটেশন সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ খনিজ প্রক্রিয়াকরণ কৌশলগুলোর মধ্যে একটিতে পরিণত হয়েছে। ফ্লোটেশনের মাধ্যমে কার্যত সব ধরনের খনিজ সম্পদ পৃথক করা যায়।

বর্তমানে, লোহা ও ম্যাঙ্গানিজ-প্রধান লৌহজাতীয় আকরিক, যেমন হেমাটাইট, সিডেরাইট ও ইলমেনাইট; প্রধানত সোনা ও রুপা সমৃদ্ধ মূল্যবান ধাতব আকরিক; এবং তামা, সীসা, দস্তা, কোবাল্ট, নিকেল, মলিবডেনাম ও অ্যান্টিমনি-সহ অলৌহজাতীয় ধাতব আকরিকের খনিজ পরিশোধনের জন্য ফ্লোটেশন পদ্ধতি ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। এর মধ্যে রয়েছে গ্যালেনা, স্ফ্যালেরাইট, চ্যালকোপাইরাইট, চ্যালকোসাইট, মলিবডেনাইট ও পেন্টল্যান্ডাইটের মতো সালফাইড খনিজ এবং ম্যালাকাইট, সেরুসাইট, হেমিমরফাইট, ক্যাসিটেরাইট ও উলফ্রামাইটের মতো অক্সাইড খনিজ। এছাড়াও এটি ফ্লুরাইট, অ্যাপাটাইট ও ব্যারিটের মতো অধাতব লবণ খনিজ এবং সিলভাইট ও সৈন্ধব লবণের মতো দ্রবণীয় লবণ খনিজের পাশাপাশি কয়লা, গ্রাফাইট, সালফার, হীরা, কোয়ার্টজ, মাইকা, ফেল্ডস্পার, বেরিল ও স্পোডুমিনের মতো অধাতব ও সিলিকেট খনিজ পৃথকীকরণেও প্রয়োগ করা হয়।

ফ্লোটেশন পদ্ধতির উন্নয়নের মাধ্যমে খনিজ প্রক্রিয়াকরণ শিল্পে প্রচুর ব্যবহারিক অভিজ্ঞতা সঞ্চিত হয়েছে এবং সংশ্লিষ্ট প্রযুক্তি ক্রমাগত উন্নত হচ্ছে। একসময় বাণিজ্যিকভাবে মূল্যহীন বলে বিবেচিত নিম্নমানের ও গঠনগতভাবে জটিল খনিজ পদার্থগুলো এখন ফ্লোটেশন পদ্ধতির মাধ্যমে পুনরুদ্ধার করে গৌণ সম্পদ হিসেবে পুনরায় ব্যবহার করা সম্ভব।

খনিজ সম্পদ ক্রমশ হ্রাস পাওয়ায়, মূল্যবান খনিজগুলো আকরিকের মধ্যে আরও সূক্ষ্ম ও জটিল আকারে ছড়িয়ে পড়ছে, যার ফলে পৃথকীকরণের কাজ ক্রমশ কঠিন হয়ে পড়ছে। এদিকে, উৎপাদন খরচ কমানোর জন্য, ধাতুবিদ্যা এবং রাসায়নিক প্রকৌশলের মতো শিল্পগুলো প্রক্রিয়াজাতকরণের কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহৃত পৃথকীকৃত খনিজ ঘনত্বের গুণমান এবং নির্ভুলতার উপর ক্রমবর্ধমান কঠোর শর্ত আরোপ করছে।

কনসেনট্রেটের গুণমান উন্নত করা এবং সূক্ষ্ম আকারের খনিজ পৃথকীকরণের অসুবিধা মোকাবেলার দ্বৈত চাহিদার সম্মুখীন হয়ে, ফ্লোটেশন অন্যান্য পৃথকীকরণ প্রযুক্তির তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধার কারণে সবচেয়ে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত এবং সম্ভাবনাময় খনিজ প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতিতে পরিণত হয়েছে। প্রাথমিকভাবে শুধুমাত্র সালফাইড খনিজ পৃথকীকরণের জন্য ব্যবহৃত হলেও, ফ্লোটেশন পদ্ধতিটি ক্রমান্বয়ে অক্সাইড খনিজ এবং অধাতব খনিজ পর্যন্ত প্রসারিত হয়েছে এবং বর্তমানে প্রতি বছর বিশ্বব্যাপী ফ্লোটেশন পদ্ধতিতে বিলিয়ন টন খনিজ প্রক্রিয়াজাত করা হয়।

সাম্প্রতিক দশকগুলোতে, ফ্লোটেশন প্রযুক্তি খনিজ প্রক্রিয়াকরণ প্রকৌশলের সীমানা অতিক্রম করে পরিবেশ সুরক্ষা, ধাতুবিদ্যা, কাগজ উৎপাদন, কৃষি, রাসায়নিক প্রকৌশল, খাদ্য উৎপাদন, বস্তু বিজ্ঞান, ঔষধশিল্প এবং জৈবপ্রযুক্তি খাতে ক্রমবর্ধমান প্রয়োগ খুঁজে পেয়েছে।

সাধারণ শিল্প প্রয়োগগুলোর মধ্যে রয়েছে পাইরোমেটালার্জিতে ফ্লোটেশন পদ্ধতির মাধ্যমে অন্তর্বর্তী পণ্য, উদ্বায়ী পদার্থ এবং স্ল্যাগ থেকে মূল্যবান উপাদান পুনরুদ্ধার; হাইড্রোমেটালার্জির লিচিং অবশেষ এবং সিমেন্টেশন অধঃক্ষেপ থেকে দরকারী উপাদান নিষ্কাশন; রাসায়নিক শিল্পে বর্জ্য কাগজের ডিইঙ্কিং এবং পাল্পিং বর্জ্য তরল থেকে ফাইবার পুনরুদ্ধার; সেইসাথে পরিবেশগত প্রকৌশল অনুশীলন, যেমন নদীর তলদেশের বালি থেকে ভারী অপরিশোধিত তেল নিষ্কাশন, এবং বর্জ্য জল থেকে সূক্ষ্ম কঠিন দূষক, কলয়েড, ব্যাকটেরিয়া ও অতি সামান্য ধাতব অপদ্রব্য অপসারণ।

ফ্লোটেশন প্রক্রিয়ার ক্রমাগত আধুনিকীকরণ এবং উদ্ভাবনী উচ্চ-দক্ষতাসম্পন্ন ফ্লোটেশন বিকারক ও সরঞ্জামের আবির্ভাবের ফলে, আরও বেশি শিল্প খাতে ফ্লোটেশনের প্রয়োগ প্রসারিত হবে। তা সত্ত্বেও, ফ্লোটেশন বাস্তবায়নের কিছু অসুবিধা রয়েছে: চৌম্বকীয় পৃথকীকরণ এবং মাধ্যাকর্ষণ পৃথকীকরণের তুলনায়, ফ্লোটেশনে বেশি রাসায়নিক বিকারক ব্যবহৃত হয় এবং উৎপাদন খরচ বেশি হয়; এটি ফিড কণার আকারের উপর কঠোর সীমাবদ্ধতা আরোপ করে; অসংখ্য চলক ফ্লোটেশনের কার্যকারিতাকে প্রভাবিত করে এবং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের মান বাড়িয়ে তোলে; অবশিষ্ট ফ্লোটেশন বিকারক বহনকারী বর্জ্য জলও পরিবেশগত ঝুঁকি তৈরি করে।

০৩ ভাসমানতার গবেষণা বিষয়বস্তু

ফ্লোটেশন প্রক্রিয়ায় কঠিন খনিজ কণা এবং পৃথকীকরণ মাধ্যম (পানি ও গ্যাস)-এর মধ্যে মিথস্ক্রিয়া ঘটে। মূল গবেষণার বিষয়গুলোর মধ্যে রয়েছে ফ্লোটেশনের মৌলিক নীতিমালা, ফ্লোটেশন বিকারকসমূহ, ফ্লোটেশন যন্ত্রপাতি এবং ফ্লোটেশন প্রক্রিয়া।

ফ্লোটেশনের মৌলিক তত্ত্বগুলো খনিজের ভাসনযোগ্যতা এবং পৃথকীকরণের সময়কার আন্তঃপৃষ্ঠীয় বৈশিষ্ট্যকে কেন্দ্র করে গড়ে উঠেছে, যার মধ্যে আন্তঃপৃষ্ঠীয় ধর্ম, আন্তঃদশা মিথস্ক্রিয়া এবং বায়ু বুদবুদের খনিজায়ন প্রক্রিয়া বিষয়ক গবেষণা অন্তর্ভুক্ত। ফ্লোটেশন বিকারক বিষয়ক গবেষণার মূল কেন্দ্রবিন্দু হলো বিকারকের শ্রেণিবিভাগ, আণবিক গঠন, ভৌত-রাসায়নিক ধর্ম, কার্যপ্রণালী, প্রস্তুতি কৌশল এবং মাঠপর্যায়ে প্রয়োগ প্রণালী। ফ্লোটেশন যন্ত্রপাতি বিষয়ক গবেষণার মধ্যে যন্ত্রপাতির বিন্যাস, কার্যপ্রণালী এবং প্রযোজ্য পরিস্থিতি অন্তর্ভুক্ত। ফ্লোটেশন প্রক্রিয়া গবেষণার আওতায় রয়েছে প্রসেস সার্কিট লেআউট, প্রযুক্তিগত প্যারামিটারসমূহের প্রভাব ও নিয়ন্ত্রণ এবং বিকারক সংযোজন পদ্ধতি, যা বিভিন্ন ধরনের আকরিকের জন্য ব্যবহারিক প্রয়োগ গবেষণা দ্বারা পরিপূরিত হয়।

প্লবতা গবেষণার তাত্ত্বিক কাঠামোতে প্রক্রিয়া খনিজবিদ্যা, জৈব রসায়ন, অজৈব রসায়ন, ভৌত রসায়ন (আন্তঃপৃষ্ঠীয় রসায়ন ও কলয়েড রসায়ন), তরল বলবিদ্যা, যন্ত্র প্রকৌশল, স্বয়ংক্রিয় সনাক্তকরণ প্রযুক্তি এবং প্রযুক্তি-অর্থনৈতিক বিশ্লেষণের মতো একাধিক শাখা অন্তর্ভুক্ত রয়েছে।