कॉपर के प्रमुख अयस्क कौन-से है ? कॉपर पायराइट से कॉपर धातु के निष्कर्षण का वर्णन कीजिए ।

Explanation

कॉपर के प्रमुख अयस्क - (i) अयस्क क्यूप्राइट या रूबी कॉपर `Cu_(2)O`, (ii) कॉपर पायराइट `CuFeS_(2)` या `CuS.Fe_(2)S_(3)`, (iii) मैलेकाइट `CuCO_(3).Cu(OH)_(2)`, (iv) ऐज्युराइट `2CuCO_(3).Cu(OH)_(2)`.
पायराइट अयस्क से कॉपर का निष्कर्षण निम्न पदों में किया जाता है -
1. सान्द्रण (Concentration)- अयस्क को महीन पीसकर उसका सान्द्रण फेन उत्प्लावन विधि (Froth floatation process) द्वारा करते है |
2. भर्जन क्रिया (Roasting) - सांद्रित अयस्क को एक उथले तल की परावर्तनी भट्टी (Reverbera-tory furnace) में रखकर कम ताप पर (जिससे अयस्क पिघलने न पाए) वायु की धारा में गर्म करते है पायराइट अयस्क का कॉपर, कॉपर सल्फाइड और आयरन सल्फाइड के मिश्रण में परिवर्तित हो जाता है
`2CuFeS_(2)+O_(2)toCu_(2)S+2FeS+SO_(2)`
पायराइट से प्राप्त कॉपर सल्फाइड और आयरन सल्फाइड का कुछ भाग उनके ऑक्साइडों में परिणित हो जाता है
`2FeS+3O_(2)to2FeO+2SO_(2)`
`2Cu_(2)S+3O_(2)to2Cu_(2)O+2SO_(2)`
3. प्रगलन (Smelting)-भर्जन क्रिया (Roasting) से प्राप्त अयस्क में रेट और कोक मिलाकर वात्या भट्टी में प्रगलित (विगलित) करते है भट्टी के ऊपरी में अयस्क डालने के लिए द्वार होता है तथा व्यर्थ गैसों के निकलने के लिए ऊपरी कोने में रास्ता बना होता है ।
भट्टी में उच्च ताप पर भर्जन से प्राप्त `Cu_(2)O` और `FeS` संयोग करके आयरन ऑक्साइड बनाते है |
`Cu_(2)O+FeStoCu_(2)S+FeO`
आयरन ऑक्साइड सिलिका (रेत) गालक (flux) से मिलकर आयरन सिलिकेट, धातुमल (Slag) बनाता है ।
`FeO+SiO_(2)toFeSiO_(3)` (धातुमल)
वात्या - भट्टी के ऊपर की सतह हलके धातुमल की होती है तथा नीचे की सतह में क्यूप्रस सल्फाइड तथा थोड़ा फेरस सल्फाइड रहता है इसे मैट (Matte) कहते है ऊपरी सतह पर स्थित हल्की धातुमल बाहर निकाल दी जाती है ।
4. बेसेमरीकरण (Bessemerization) - प्रगलन की क्रिया से प्राप्त द्रवित मैट को थोड़ा सिलिका (रेत) मिलाकर बेसेमर परिवर्तन में भर देते है इस भट्टी के भीतरी सतह पर छूने या मैग्नीशियम ऑक्साइड (MgO)का अस्तर लगा होता है इसके बाजू में काफी ऊंचाई पर टवीटर (tuyer) द्वारा हवा भेजी जाती है
मैट में उपस्थित `FeS,FeO` में परिवर्तित हो जाता है `FeO` रेत से क्रिया करके धातुमल `FeSiO_(3)` बनाता है यह धातुमल बेसेमर परिवर्तक की ऊपरी सतह पर तैरने लगता है इसे बाहर निकाल लिया जाता है ।
`2FeS+3O_(2)to2FeO+2SO_(2)`
`FeO+SiO_(2)toFeSiO_(3)` (धातुमल)
क्यूप्रस सल्फाइड का कुछ भाग ऑक्सीकृत होकर क्यूप्रस ऑक्साइड बनाता है जो बचे हुए `Cu_(2)S` से क्रिया करके `Cu` देता है ।
`2Cu_(2)S+3O_(2)to2Cu_(2)O+2SO_(2)`
`Cu_(2)S+2Cu_(2)Oto6Cu+SO_(2)`
बेमेसर परिवर्तक को उलटा कर ताँबे को निकाल लिया जाता है इस प्रकार प्राप्त पिघली हुई धातु में बहुत - सी `SO_(2)` गैस रहती है जब धातु को ठण्डा किया जाता है तो `SO_(2)` गैस बुलबुलो के रूप में निकलती है इस प्रकार कॉपर धातु की सतह पर छोटे-छोटे छिद्र हो जाते है और यह फफोलेदार ताँबा (Blister copper) कहलाता है इसमें `98%` शुद्ध कॉपर होता है |
5. शोधन - दो विधियों द्वारा शोधन किया जाता है -
(a) विधुत - अपघटनी विधि । (b) प्रदण्डन विधि ।
विधुत - अपघटनी विधि - अति शुद्ध धातु प्राप्त करने के लिए एक बड़ी टंकी में `15%CuSO_(4)` और `5%H_(2)SO_(4)` विलयन भरकर तथा अशुद्ध `Cu` धातु की मोटी प्लेटों का एनोड और शुद्ध `Cu` धातु की पतली प्लेटो का कैथोड लगाकर विधुत - अपघटन करते है कैथोड पर `99*9%` शुद्ध ताँबा प्राप्त होता है ।