ফেল্ডস্পারের মৌলিক জ্ঞান এবং অশুদ্ধি অপসারণ পদ্ধতি

০১ সারাংশ

ফেল্ডস্পার মহাদেশীয় ভূত্বকের অন্যতম সাধারণ খনিজ। এর প্রধান উপাদানগুলোর মধ্যে রয়েছে SiO₂।₂, আল₂O₃, কে₂ও, না₂এবং আরও অনেক কিছু। এতে পটাশিয়াম, সোডিয়াম, ক্যালসিয়াম এবং অল্প পরিমাণে বেরিয়াম ও অন্যান্য ক্ষার ধাতু বা ক্ষারীয় মৃত্তিকা ধাতু থাকে। কৌশলগত অধাতব খনিজ সম্পদ হিসেবে, ফেল্ডস্পার খনিজ ভূত্বকে ব্যাপকভাবে বিস্তৃত এবং কোয়ার্টজ ব্যতীত এটি সবচেয়ে বিস্তৃত সিলিকেট শিলা গঠনকারী খনিজ। এর প্রায় ৬০% ম্যাগমাটিক শিলায়, ৩০% রূপান্তরিত শিলায় এবং ১০% পাললিক শিলায় পাওয়া যায়, যার মোট পরিমাণ পৃথিবীর মোট পরিমাণের ৫০%। ফেল্ডস্পার খনিজগুলিতে একটি সুগঠিত সমরূপতা রয়েছে এবং এর রাসায়নিক গঠন প্রায়শই Or দ্বারা প্রকাশ করা হয়।_xAb_yAn_z(x+y+z=100), যেখানে Or, Ab এবং An যথাক্রমে পটাশিয়াম ফেল্ডস্পার, অ্যালবিনাইট এবং ক্যালসিয়াম ফেল্ডস্পারের তিনটি উপাদানকে নির্দেশ করে।

ফেল্ডস্পারের গলনাঙ্ক সাধারণত প্রায় ১৩০০℃ এবং এর ঘনত্ব প্রায় ২.৫৮ গ্রাম/ঘন সেন্টিমিটার।³এর কাঠিন্য ৬.৫, আপেক্ষিক গুরুত্ব ২.৫-৩ এর মধ্যে ওঠানামা করে। এটি ভঙ্গুর, সংকোচন-প্রতিরোধী, ভালো ঘর্ষণযোগ্যতা ও প্রসারণ ক্ষমতা সম্পন্ন এবং সহজে চূর্ণ করা যায়। এর রাসায়নিক স্থিতিশীলতা ও ক্ষয় প্রতিরোধ ক্ষমতা ভালো, তবে উচ্চ ঘনত্বের সালফিউরিক অ্যাসিড এবং হাইড্রোফ্লুরিক অ্যাসিড এর ব্যতিক্রম। এটি গলন প্রক্রিয়ায় সহায়তা করে এবং সাধারণত সিরামিক ও কাচ শিল্পে ফ্লাক্স হিসেবে ব্যবহৃত হয়। এর প্রতিসরাঙ্ক কম এবং দ্বিপ্রতিসরণ ঘটে। এর একটি কাচের মতো ঔজ্জ্বল্য রয়েছে, কিন্তু এতে অশুদ্ধি থাকার কারণে প্রায়শই এর রঙ ভিন্ন হয়। বেশিরভাগ ফেল্ডস্পার খনিজ কাচ ও সিরামিক শিল্পের কাঁচামাল হিসেবে ব্যবহৃত হয় এবং এটি সার শোধন, ঘর্ষণকারী ও সরঞ্জাম, গ্লাস ফাইবার এবং অন্যান্য শিল্পেও ব্যবহার করা যেতে পারে।

০২ ফেল্ডস্পারের গুণমানকে প্রভাবিতকারী উপাদানসমূহ

প্রথমটি হলো রঞ্জন ক্ষমতা সম্পন্ন মৌল, যেমন লোহা (Fe), টাইটানিয়াম (Ti), ভ্যানাডিয়াম (V), ক্রোমিয়াম (Cr), ম্যাঙ্গানিজ (Mn), তামা (Cu) ইত্যাদি।

স্বাভাবিক পরিস্থিতিতে, লোহা (Fe) এবং টাইটানিয়াম (Ti) হলো প্রধান রঞ্জন উপাদান, অন্যান্য উপাদানের পরিমাণ খুবই কম থাকে এবং সাদা রঙের মাত্রার উপর এদের প্রভাব নগণ্য।

দ্বিতীয় শ্রেণীটি হলো কালো খনিজ, যেমন বায়োটাইট, রুটাইল, ক্লোরাইট ইত্যাদি। খনিজ শিলায় কালো খনিজের পরিমাণ কম থাকে, কিন্তু এটি ফেল্ডস্পার কনসেনট্রেটের গুণমানের উপর ব্যাপক প্রভাব ফেলে। তৃতীয় প্রকারটি হলো ফেল্ডস্পারের সাথে জমা হওয়া জৈব কার্বন, যা আকরিককে ধূসর-কালো রঙ দেয়। বেশিরভাগ ক্ষেত্রে, উচ্চ তাপমাত্রায় জৈব কার্বন সহজেই অপসারণ করা যায় এবং এর শুভ্রতার উপর তেমন কোনো প্রভাব পড়ে না। শিল্পজাত পণ্যের প্রধান উপাদানগুলো হলো লোহা, টাইটানিয়াম এবং আয়রন, এবং পণ্যের উপরিভাগে কালো দাগ দেখা যায়, ক্যালসিয়ামের পরিমাণ খুব বেশি হলে পণ্যের উপরিভাগ অমসৃণ হয়, তাই লং স্টোন খনিজের গুণমান উন্নত করতে হলে, লং স্টোনের প্রয়োগে কালো খনিজ এবং ক্যালসিয়ামের পরিমাণ অবশ্যই কমাতে হবে, বিশেষ করে আয়রন অক্সাইড অপসারণ করতে হবে।

ফেল্ডস্পারে লোহার উপস্থিতি প্রধানত নিম্নলিখিত রূপে দেখা যায়: ১. এটি প্রধানত হেমাটাইট, ম্যাগনেটাইট এবং লাইমোনাইটের মনোমার বা সমষ্টি হিসেবে থাকে, যার কণার আকার >০.১ মিমি। এটি গোলাকার, সূঁচের মতো, ফ্লেকের মতো বা অনিয়মিত আকারের হয়, ফেল্ডস্পার খনিজের মধ্যে অত্যন্ত বিক্ষিপ্তভাবে ছড়িয়ে থাকে এবং সহজে অপসারণযোগ্য। দ্বিতীয়ত, চুইয়ে পড়া বা ফেল্ডস্পারের ফাটল, খনিজ এবং বিদারণ জোড় বরাবর অনুপ্রবেশের মাধ্যমে আয়রন অক্সাইড ফেল্ডস্পারের পৃষ্ঠকে দূষিত করে। এই আয়রন অক্সাইড লোহার অপসারণের কাজকে অনেক বেশি কঠিন করে তোলে। তৃতীয়ত, এটি লোহা-ধারণকারী গ্যাং খনিজ, যেমন বায়োটাইট, লাইমোনাইট, পাইরাইট, ফেরোটাইটেনিয়াম আকরিক, অ্যাম্ফিবোল, এপিডোট ইত্যাদির আকারে বিদ্যমান থাকে।

০৩ ফেল্ডস্পার আকরিকের সাধারণভাবে ব্যবহৃত পরিশোধন পদ্ধতিসমূহ

বর্তমানে, দেশীয় ফেল্ডস্পার আকরিক বিশুদ্ধকরণের প্রধান প্রক্রিয়া প্রবাহ সাধারণত “চূর্ণকরণ – পেষণ – শ্রেণিবিন্যাস – চৌম্বকীয় পৃথকীকরণ – প্লবতা”, যা ফেল্ডস্পার খনিজ অশুদ্ধির পরিমাণ এবং মিশ্রিত গ্যাং খনিজের বিভিন্ন বৈশিষ্ট্যের উপর নির্ভর করে এবং এর সাথে হস্ত পৃথকীকরণ, ময়লা অপসারণ, শ্রেণিবিন্যাস ও অন্যান্য কার্যক্রমও অন্তর্ভুক্ত থাকে।

(১) চূর্ণ করা এবং পেষণ করা

ফেল্ডস্পার চূর্ণ করাকে মোটা চূর্ণীকরণ এবং সূক্ষ্ম চূর্ণীকরণ—এই দুই ভাগে ভাগ করা হয়। বেশিরভাগ আকরিককেই এই দুটি প্রক্রিয়ার মধ্য দিয়ে যেতে হয়। মোটা চূর্ণীকরণের জন্য ব্যবহৃত বেশিরভাগ চূর্ণীকরণ সরঞ্জামের মধ্যে রয়েছে জ ক্রাশার, ইমপ্যাক্ট টাইপ ক্রাশার, হ্যামার টাইপ ক্রাশার ইত্যাদি।

ফেল্ডস্পার চূর্ণ করাকে প্রধানত শুষ্ক চূর্ণীকরণ এবং আর্দ্র চূর্ণীকরণ—এই দুই ভাগে ভাগ করা হয়।

শুকনো গ্রাইন্ডিংয়ের চেয়ে ভেজা গ্রাইন্ডিংয়ের কার্যকারিতা বেশি এবং এতে ‘অতিরিক্ত গ্রাইন্ডিং’-এর ঘটনা সহজে ঘটে না। গ্রাইন্ডিং সরঞ্জামগুলোর মধ্যে প্রধানত রয়েছে বল মিল, রড মিল, টাওয়ার মিল, স্যান্ডিং মিল, ভাইব্রেশন মিল, এয়ারফ্লো মিল ইত্যাদি।

(২) ধৌতকরণ এবং চুন অপসারণ

গঠন প্রক্রিয়ায় ফেল্ডস্পার আকরিকের মধ্যে কমবেশি নির্দিষ্ট পরিমাণ কাদা মিশ্রিত পদার্থ থাকে। ধৌতকরণের প্রধান উদ্দেশ্য হলো ফেল্ডস্পারে থাকা কাদামাটি, সূক্ষ্ম কাদা এবং অভ্রের মতো অশুদ্ধি অপসারণ করা। ধৌতকরণের মাধ্যমে লোহার পরিমাণ কমানো যায়।₂O₃আকরিকের মধ্যে, এবং সেইসাথে K-এর পরিমাণ উন্নত করে।₂ও এবং না₂আকরিক ধৌতকরণ হলো কাদামাটি, সূক্ষ্ম কাদা এবং অভ্রের ক্ষুদ্র কণার আকার ও ধীর অধঃক্ষেপণ গতির বৈশিষ্ট্যকে কাজে লাগিয়ে জলপ্রবাহের প্রভাবে মোটা দানার খনিজ থেকে সেগুলোকে পৃথক করা। সাধারণত ব্যবহৃত আকরিক ধৌতকরণ সরঞ্জামগুলো হলো স্ক্রাবিং মেশিন, ভাইব্রেটিং স্ক্রিন এবং আকরিক ধৌতকরণ ট্যাঙ্ক।

কাদা অপসারণের প্রধান উদ্দেশ্য হলো আকরিক থেকে মূল আকরিক এবং চূর্ণ-চূর্ণ প্রক্রিয়ার মধ্যম শ্রেণীর গৌণ আকরিক আলাদা করা এবং পরবর্তী পাউডার নির্বাচনের প্রভাব প্রতিরোধ করা। সাধারণত ব্যবহৃত ডিপুটার সরঞ্জামগুলোর মধ্যে রয়েছে হাইড্রোলিক সাইক্লোন, ক্লাসিফায়ার, সেন্ট্রিফিউজ এবং ডিপাফ।

(3) চৌম্বকীয় পৃথকীকরণ

বিভিন্ন আকরিকের মধ্যেকার চৌম্বকীয় পার্থক্য ব্যবহার করে বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রের প্রভাবে লোহা অপসারণের প্রক্রিয়াকে চৌম্বকীয় পৃথকীকরণ বলা হয়। ফেল্ডস্পারের কোনো চৌম্বকত্ব নেই, কিন্তু Fe-এর চৌম্বকত্ব আছে।₂O₃এবং ফেল্ডস্পারে থাকা মাইকার চৌম্বকত্ব দুর্বল, তাই বাহ্যিক চৌম্বক ক্ষেত্রকে শক্তিশালী করার শর্তে Fe2O3, মাইকা এবং ফেল্ডস্পারকে আলাদা করা যায়। বর্তমানে, চীনে সাধারণত ব্যবহৃত চৌম্বকীয় পৃথকীকরণ সরঞ্জামগুলির মধ্যে প্রধানত রয়েছে রেয়ার আর্থ রোলার ম্যাগনেটিক সেপারেটর, পার্মানেন্ট ম্যাগনেট ড্রাম ম্যাগনেটিক সেপারেটর, ওয়েট ম্যাগনেটিক প্লেট ম্যাগনেটিক সেপারেটর, ভার্টিক্যাল রিং হাই গ্রেডিয়েন্ট ম্যাগনেটিক সেপারেটর, ইলেক্ট্রোম্যাগনেটিক স্লারি হাই গ্রেডিয়েন্ট ম্যাগনেটিক সেপারেটর এবং সুপারকন্ডাক্টিং হাই ইনটেনসিটি ম্যাগনেটিক সেপারেটর।

(4) ভাসমানতা

ফ্লোটেশন পদ্ধতি বলতে বোঝায়, চূর্ণ করা কাঁচামালের মণ্ডে অ্যাডজাস্টমেন্ট এজেন্ট, কালেক্টর, ফোমিং এজেন্ট এবং অন্যান্য এজেন্ট যোগ করা, যাতে লোহার অশুদ্ধিগুলো বুদবুদের সাথে সংযুক্ত হয় এবং মণ্ডের দ্রবণের সাথে মিশে যায়। এরপর যান্ত্রিকভাবে চেঁছে বের করে দেওয়া হয়, যার ফলে লোহার অশুদ্ধি এবং কাঁচামালের সূক্ষ্ম গুঁড়ো আলাদা হয়ে যায়। ফেল্ডস্পারের অশুদ্ধি দূর করার জন্য ফ্লোটেশন একটি কার্যকর উপায়। একদিকে, এটি লোহা এবং মাইকার মতো অশুদ্ধি দূর করতে পারে, এবং অন্যদিকে, এটি পটাশিয়াম এবং সোডিয়ামের পরিমাণ বাড়াতে পারে। খনিজ ভিন্ন হলে, ক্যাপচার এজেন্টের নির্বাচনও ভিন্ন হয়, তবে বিপরীত ফ্লোটেশন প্রক্রিয়া অবলম্বন করা যেতে পারে।