গ্যালেনা থেকে সীসা নিষ্কাশন — মানবতার সবচেয়ে পুরানো গলিত ধাতু

SAFETY WARNING: সীসা একটি সংচয়ী নিউরোটক্সিন। সীসা হাড় এবং অঙ্গে জমা হয় এবং স্নায়ুতন্ত্র, কিডনি এবং মস্তিষ্কের অপরিবর্তনীয় ক্ষতি করে। WHO এবং CDC অনুসারে কোন নিরাপদ রক্তে সীসার স্তর নেই। শিশু এবং গর্ভবতী মহিলারা অবশ্যই NEVER যে কোনো সীসা কাজের সময় উপস্থিত থাকতে পারবেন না। সমস্ত সীসা গলানো সম্পূর্ণ শ্বাসযন্ত্র এবং ত্বকের সুরক্ষা সহ বাইরে করা আবশ্যক।

গ্যালেনা (PbS) হল সীসা সালফাইড, যা ভর অনুসারে 86.6% সীসা রয়েছে। এটি বিশ্বব্যাপী সবচেয়ে গুরুত্বপূর্ণ সীসা আকরিক। গলানোর প্রক্রিয়ায় দুটি পর্যায় জড়িত: (1) PbS কে সীসা অক্সাইড PbO তে রূপান্তরের জন্য রোস্টিং, এবং (2) ধাতব সীসা প্রদানের জন্য কার্বন দিয়ে PbO হ্রাস করা। সীসা 327.5 ডিগ্রি C এ গলে যায় — যা যে কোনো ধাতুর সর্বনিম্ন গলনাঙ্কগুলির মধ্যে একটি, যা কারণে এটি প্রাচীন মানুষের দ্বারা প্রথম গলানো ধাতুগুলির মধ্যে ছিল।

গ্যালেনা তার স্বতন্ত্র বৈশিষ্ট্য দ্বারা সহজেই স্বীকৃত: উজ্জ্বল ধাতব (রূপালি-ধূসর) দীপ্তি, নিখুঁত ঘনাকার বিভাজন (ঘনক-আকৃতির খণ্ডে বিভক্ত হয়), এবং অসাধারণ ভারীতা। নির্দিষ্ট মাধ্যাকর্ষণ 7.4-7.6, যা এটিকে বেশিরভাগ শিলার চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে ভারী করে তোলে। কঠোরতা মোহস স্কেলে 2.5 — এটি শক্তিশালীভাবে চাপানো নখ বা তামার মুদ্রা দিয়ে আঁচড়ানো যায়। অননুলিপ্ত পোর্সেলিনে রেখা সীসা-ধূসর থেকে কালো। গ্যালেনা প্রায়শই হাইড্রোথার্মাল শিরায় ঘটে যা কোয়ার্টজ, ক্যালসাইট, ফ্লোরাইট, স্ফালেরাইট (জিঙ্ক সালফাইড), এবং পাইরাইটের সাথে যুক্ত থাকে।

উন্মুক্ত শিরা বা খনি টেইলিং থেকে গ্যালেনা-বহনকারী শিলা সংগ্রহ করুন। বৈশিষ্ট্যপূর্ণ ঘনক স্ফটিক এবং ধাতব ঝলমলে চেহারা খুঁজুন। সবচেয়ে উজ্জ্বল দীপ্তি এবং সবচেয়ে ভারী অনুভূতি সহ টুকরা নির্বাচন করুন — এগুলির সর্বোচ্চ সীসার সামগ্রী রয়েছে। ভারী কোয়ার্টজ বা ক্যালসাইট গ্যাঙ্গ (বর্জ্য শিলা) সহ নমুনাগুলি এড়িয়ে চলুন। অর্থপূর্ণ গলানোর জন্য 3-5 কেজি আকরিক সংগ্রহ করুন। সংগ্রহের সময় গ্লাভস পরুন — গ্যালেনা ধুলা ত্বকের সাথে যোগাযোগ করা উচিত নয়।

একটি সমতল পাথর বা লোহার প্লেটে হাতুড়ি ব্যবহার করে গ্যালেনা আকরিকটি 1-2 সেমি এর চেয়ে বড় নয় এমন টুকরোগুলিতে ভেঙে দিন। গ্যালেনার নিখুঁত ঘনক্ষেত্র বিভাজন এটিকে সুন্দর ঘনক্ষেত্রের খণ্ডে ভাঙতে দেয়। উজ্জ্বল ধাতব গ্যালেনা খণ্ডগুলিকে ব্যাধ সামগ্রী (কোয়ার্টজ, ক্যালসাইট, দেশীয় শিলা) থেকে আলাদা করুন। ঘনত্বের পার্থক্য হাতে বাছাই কার্যকর করে তোলে — গ্যালেনা টুকরোগুলি উল্লেখযোগ্যভাবে ভারী অনুভব করে। সীসার ধুলা শ্বাসপ্রশ্বাসের এড়াতে চূর্ণকরণের সময় একটি P100/FFP3 শ্বাসযন্ত্র পরুন।

চূর্ণ করা গ্যালেনা একটি বালতি জলে রাখুন এবং নাড়ান। হালকা ধাতব্য কণা ভাসমান বা স্থগিত থাকে যখন ভারী গ্যালেনা (SG 7.5) দ্রুত ডুবে যায়। কাদাকর জল ঢেলে দিন এবং ২-৩ বার পুনরাবৃত্তি করুন। এই মাধ্যাকর্ষণ পৃথকীকরণ আকরিক ঘনীভূত করে। ধোওয়ার জল একটি আলাদা পাত্রে সংগ্রহ করুন — সীসা-দূষিত জল মাটিতে বা নর্দমায় NOT ঢেলে দিন। ধোওয়ার জল স্থির হতে দিন, পলি সংগ্রহ করুন এবং দায়িত্বশীলভাবে নিষ্পত্তি করুন।

MANDATORY SAFETY STEP — DO NOT SKIP। লেড গলানো বিষাক্ত লেড ধোঁয়া, লেড অক্সাইড ধুলা এবং সালফার ডাইঅক্সাইড গ্যাস উৎপাদন করে। আপনি MUST পরিধান করুন: (1) P100/FFP3 শ্বাসযন্ত্র এসিড গ্যাস কার্টিজ সহ (যার জন্য SO2), (2) রাসায়নিক ছিটা চোখের সুরক্ষা, (3) চামড়ার গ্যান্টলেট গ্লাভস, (4) চামড়ার এপ্রন, (5) দীর্ঘ-হাতা পোশাক সম্পূর্ণভাবে ত্বক ঢেকে রাখা, (6) বন্ধ-পায়ের চামড়ার বুট। কাজ ONLY বাইরে করুন বাতাস আপনার থেকে ধোঁয়া দূরে দিয়ে যাচ্ছে। সর্বদা নিজেকে বাতাসের দিকে রাখুন। ছিটানো ধারণের জন্য শুষ্ক বালির একটি বালতি কাছাকাছি রাখুন। কর্মক্ষেত্রের কাছাকাছি কোনো খাবার, পানীয় বা ধূমপান নেই। যেকোনো সেশনের পরে খাওয়া বা পানীয় করার আগে সাবান দিয়ে হাত এবং মুখ পুঙ্খানুপুঙ্খভাবে ধুয়ে নিন।

আগুনরোধী ইট বা সমতল পাথর দিয়ে একটি সমতল, খোলা হার্থ তৈরি করুন, প্রায় 60 x 60 সেমি। হার্থটি খনিজ ধারণ করার জন্য সামান্য অবতল (ডিশড) হওয়া উচিত। এটি একটি খোলা, ভালভাবে বায়ুচলাচল স্থানে রাখুন — রোস্টিং বড় পরিমাণে সালফার ডাইঅক্সাইড (SO2) তৈরি করে, যা একটি বিষাক্ত জ্বালাকর গ্যাস। একটি হালকা প্রাকৃতিক খসড়া ধোঁয়া দূরে নিয়ে যেতে সাহায্য করে। প্রাচীন গলনকারীরা কখনও কখনও বাতাস ধরার জন্য পাহাড়ের পাশের অবস্থান ব্যবহার করত।

চূর্ণ গ্যালেনা পাতলা স্তরে (2-3 সেমি) চুল্লির উপর ছড়িয়ে দিন। অয়স্কের নিচে এবং চারপাশে কয়লার আগুন জ্বালান। ভাজন প্রতিক্রিয়া প্রায় 450-500 ডিগ্রি সেলসিয়াসে শুরু হয়: 2PbS + 3O2 -> 2PbO + 2SO2। অয়স্কের রঙ ধাতুর রূপা থেকে বর্ণহীন হলুদ-ধূসর রঙে পরিবর্তিত হয় (লেড অক্সাইড, PbO, যাকে লিথার্জও বলা হয়)। প্রতি 15-20 মিনিটে একটি লম্বা লোহার রড দিয়ে অয়স্ককে নাড়ান যাতে বাতাসের সাথে তাজা পৃষ্ঠ সংস্পর্শ হয়। ভাজন 2-3 ঘণ্টা সময় নেয়। নির্গত সালফার ডাইঅক্সাইড জ্বলন্ত ম্যাচের মতো গন্ধ দেয় — বাতাসের বিপরীত দিকে থাকুন এবং আপনার শ্বাসযন্ত্রের মুখোশ পরুন।

রোস্টিং সম্পূর্ণ হয় যখন আকরিক তার ধাতব চকচকে সম্পূর্ণভাবে হারায় এবং সমানভাবে নিস্তেজ হলুদ-ধূসর দেখায়। কয়েকটি বড় টুকরা ভেঙে ফেলুন — অভ্যন্তরীণও রূপান্তরিত হওয়া উচিত, কোনো অবশিষ্ট রূপালী-ধাতব গ্যালেনা মূল নেই। যদি ধাতব মূল থাকে, তবে আরও 30-60 মিনিটের জন্য আরও নাড়াশোনা করে রোস্টিং চালিয়ে যান। অসম্পূর্ণভাবে রোস্ট করা আকরিক সালফার-দূষিত সীসা তৈরি করে যা দুর্বল গুণমান বিশিষ্ট।

কমপক্ষে 600 ডিগ্রি সেলসিয়াস (সীসার 327.5 ডিগ্রি সেলসিয়াস গলনাঙ্কের চেয়ে অনেক বেশি) রেটযুক্ত একটি মাটির বা গ্রাফাইট-মাটির ক্রুসিবল ব্যবহার করুন। 1-2 লিটার ধারণক্ষমতার একটি ক্রুসিবল উপযুক্ত। স্বতঃনির্মিত মাটির ক্রুসিবল ব্যবহার করলে, নিশ্চিত করুন যে এটি আর্দ্রতা দূর করার জন্য কমপক্ষে 800 ডিগ্রি সেলসিয়াসে প্রাক-ফায়ার করা হয়েছে। সীসা অক্সাইড (PbO) কিছু সিরামিক্সের জন্য ক্ষয়কারী, তাই গ্রাফাইট-মাটির ক্রুসিবল পছন্দের।

ক্রুসিবলের নীচে ২ সেমি স্তরের চূর্ণ কয়লা রাখুন। ভাজা সীসা অক্সাইডের একটি স্তর যোগ করুন (৩-৪ সেমি)। কয়লার আরও একটি স্তর দিয়ে শীর্ষস্থানীয় করুন। হ্রাস বিক্রিয়া হল: PbO + C -> Pb + CO (৫০০ ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রায়)। কার্বন মনোক্সাইডের মাধ্যমেও কিছু হ্রাস ঘটে: PbO + CO -> Pb + CO2। ক্রুসিবলটি প্রায় দুই-তৃতীয়াংশ পূর্ণ করুন, স্তরগুলি পরিবর্তন করে। সীসার নিম্ন গলনাঙ্ক (৩২৭.৫ ডিগ্রি সেলসিয়াস) মানে ধাতুটি কয়লা শেষ হওয়ার অনেক আগেই তরল হয়ে যায়।

লোডেড ক্রুসিবলটি একটি কয়লা ফর্জ বা আগুনের গর্তে রাখুন। বেলোজ বা জোরপূর্বক বায়ু ব্যবহার করে তাপমাত্রা 500-700 ডিগ্রি সেলসিয়াসে নিয়ে আসুন। তামা বা লোহা গলানোর তুলনায় হ্রাস তুলনামূলকভাবে কম তাপমাত্রায় ঘটে। 1-2 ঘণ্টার মধ্যে, আপনি ক্রুসিবলের নীচে গলিত সীসা জমা হতে দেখবেন — এটি একটি উজ্জ্বল, চকচকে তরল হিসাবে উপস্থিত হয়। যতক্ষণ না সমস্ত সীসা অক্সাইড খরচ হয় এবং গলিত সীসার উপরে কয়লার স্তর বেশিরভাগ ছাই এবং স্ল্যাগ না হয় ততক্ষণ গরম করা চালিয়ে যান।

CAUTION: আর্দ্রতার সাথে সংস্পর্শে গলিত সীসা হিংস্রভাবে ছিটকে পড়ে। ইনগট ছাঁচটি সম্পূর্ণভাবে শুকনো নিশ্চিত করুন — এমনকি একটি একক জলের ফোঁটা বিস্ফোরক বাষ্প ছিটকে পড়ার কারণ হয়। একটি প্রাক-উত্তপ্ত, শুকনো বালির ছাঁচ বা একটি খোদাই করা পাথরের ছাঁচ ব্যবহার করুন। ক্রুসিবল সংযুক্তি ব্যবহার করে, সাবধানে ক্রুসিবলটি উত্তোলন করুন এবং গলিত সীসা ধীরে ধীরে ছাঁচে ঢেলে দিন। স্ল্যাগ (হালকা ধূসর উপাদান) শীর্ষে ভাসে এবং আটকে রাখা যায়। 327-400 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গলিত সীসা আয়নার মতো উজ্জ্বল দেখায়।

সাঁচে ইনগটটি কমপক্ষে 20 মিনিটের জন্য ঠান্ডা হতে দিন। সীসা তার কম গলনাঙ্ক কারণে দ্রুত কঠিন হয়। কঠিন হওয়ার কয়েক মিনিটের মধ্যে পৃষ্ঠে একটি নিস্তেজ ধূসর অক্সাইড স্তর তৈরি হয়। একবার পরিচালনা করার জন্য যথেষ্ট ঠান্ডা হলে (গ্লাভস ব্যবহার করুন — ALWAYS), সাঁচ থেকে ইনগটটি সরান। 5 kg গ্যালেনা চার্জ প্রায় 3-3.5 kg সীসা উৎপন্ন করবে (gangue, অসম্পূর্ণ ভাজন এবং স্ল্যাগ ক্ষতি বিবেচনা করে)। বিশুদ্ধ গ্যালেনা তাত্ত্বিকভাবে 4.3 kg (86.6% সীসা বিষয়বস্তু) উৎপন্ন করবে।

লেড অত্যন্ত নরম — এটি একটি নখ দিয়ে খোঁচানো যায় (মোহস কঠোরতা 1.5)। এটি খুবই ভারীও (ঘনত্ব 11.34 g/cm3)। একটি ছুরি দিয়ে একটি ছোট খাঁজ কাটুন — নতুন কাটা লেড উজ্জ্বল এবং চকচকে কিন্তু জারণ থেকে কয়েক মিনিটের মধ্যে নিস্তেজ ধূসর হয়ে যায়। লেড অত্যন্ত নমনীয় এবং ফাটল ছাড়াই পাতায় পরিণত করা যায়। যদি ইনগটটি ভঙ্গুর হয় বা কঠিন অন্তর্ভুক্তি থাকে, তবে এটিতে অত্যধিক স্ল্যাগ দূষণ রয়েছে এবং পুনরায় গলিয়ে কাঠকয়লার ফিল্টারের মাধ্যমে ঢেলে দেওয়া উচিত।

CRITICAL: সীসা দূষণ পরিষ্কার। সীসা ধুলা বা ধোঁয়ার সংস্পর্শে আসা সমস্ত পৃষ্ঠ, সরঞ্জাম এবং পোশাক পরিষ্কার করতে হবে। সমস্ত ধুলা এবং ছাই ঝাড়ু দিয়ে (ফুঁ না দিয়ে) সিল করা পাত্রে ঢেলে দিন। সীসা-দূষিত ছাই এবং স্ল্যাগ বিপজ্জনক বর্জ্য হিসাবে নিষ্পত্তি করতে হবে — কখনই মাটিতে ছড়িয়ে দিন বা জলপথে ফেলবেন না। সমস্ত সরঞ্জাম সাবান এবং জল দিয়ে ধুয়ে ফেলুন। বসবাসের স্থানে প্রবেশের আগে কাজের পোশাক খুলে ফেলুন। ভালোভাবে গোসল করুন। পোশাকে সীসা ধুলা বাড়িতে দূষণ ঘটাতে পারে এবং গৌণ এক্সপোজারের মাধ্যমে পরিবারের সদস্যদের বিষ দিতে পারে। সীসা ইনগট একটি সিল করা পাত্রে, স্পষ্টভাবে লেবেল করা হয়েছে এমন অবস্থায় সংরক্ষণ করুন।