ম্যালাকাইট থেকে তামা গলানো — সবুজ আকরিক থেকে লাল ধাতু পর্যন্ত

ম্যালাকাইট গরম করলে বিয়োজিত হয়: Cu₂CO₃(OH)₂ → 2CuO + CO₂ + H₂O (প্রায় ~300°C তাপমাত্রায়)। ফলস্বরূপ কপার অক্সাইড (CuO) পরে জ্বলন্ত কাঠকয়লা থেকে উৎপন্ন কার্বন মনোক্সাইড দ্বারা বিজারিত হয়: CuO + CO → Cu + CO₂। কপার 1085°C তাপমাত্রায় গলে। বিশুদ্ধ ম্যালাকাইট থেকে মোট কপার উৎপাদন প্রায় 57.5%।

হাতুড়ি ও নেহাই ব্যবহার করে ম্যালাকাইটকে ১ সেমি-এর চেয়ে ছোট টুকরোতে ভাঙুন। চূর্ণ যত সূক্ষ্ম হবে, বিজারণ তত দ্রুত ও সম্পূর্ণ হবে। উপলব্ধ থাকলে চূড়ান্ত চূর্ণ করার জন্য উদুখল ও মুষল ব্যবহার করুন। মটরদানার আকার বা তার চেয়ে ছোট টুকরো লক্ষ্য করুন।

১২০০°C+ তাপমাত্রা সহ্য করতে সক্षম একটি মাটির ক্রুসিবল ব্যবহার করুন। গ্রাফাইট-মাটির ক্রুসিবল আদর্শ। ক্রুসিবলে অন্তত ৫০০ ml ধারণক্ষমতা থাকা উচিত। নিজে তৈরি করলে, ফায়ারক্লে এবং বালি ২:১ অনুপাতে মিশিয়ে ব্যবহারের আগে একটি ভাটিতে ধীরে ধীরে ১০০০°C পর্যন্ত পোড়ান। আগে থেকে পোড়ানো ক্রুসিবল কম ফাটে।

ক্রুসিবলের তলায় ২ সেমি পুরু কাঠকয়লার টুকরোর একটি স্তর রাখুন। এর উপর চূর্ণ করা ম্যালাকাইটের একটি স্তর (২-৩ সেমি) যোগ করুন। তার উপরে আরেকটি কাঠকয়লার স্তর দিন। কাঠকয়লা একদিকে বিজারণের জন্য কার্বন সরবরাহ করে এবং অন্যদিকে তামাকে পুনরায় জারিত হওয়া থেকে রক্ষা করে। প্রায় ২/৩ ভাগ পর্যন্ত পূর্ণ করুন।

আপনার একটি ফোর্জ বা চুল্লি প্রয়োজন যা 1100-1200°C তাপমাত্রায় পৌঁছাতে সক্ষম। জোরপূর্বক বাতাস (বেলো বা ব্লোয়ার) সহ একটি সাধারণ কাঠকয়লার ফোর্জ ভালোভাবে কাজ করে। ক্রুসিবলটি জ্বলন্ত কাঠকয়লার স্তরের উপর বসানো হয় এবং এর চারপাশে ও উপরে অতিরিক্ত কাঠকয়লা স্তূপ করে রাখা হয়। বাতাস সরবরাহ অবশ্যই নিয়ন্ত্রণযোগ্য হতে হবে।

তামা গলানোর কাজে প্রচণ্ড তাপ, বিষাক্ত ধোঁয়া এবং গলিত ধাতু জড়িত। পরুন: চামড়ার এপ্রন, চামড়ার গউন্টলেট গ্লাভস, ফেস শিল্ড, সেফটি বুট (কৃত্রিম উপাদান ছাড়া)। খোলা জায়গায় বা ভালোভাবে বায়ুচলাচলযুক্ত স্থানে কাজ করুন। শ্বাসের সঙ্গে ভিতরে গেলে কপার অক্সাইডের ধোঁয়া মেটাল ফিউম ফিভার সৃষ্টি করে। ছড়িয়ে পড়া আটকানোর জন্য কাছাকাছি এক বালতি শুকনো বালি রাখুন।

ফোর্জের কয়লা জ্বালান এবং মৃদু হাপরের সাহায্যে ৩০-৪৫ মিনিটের মধ্যে এটিকে সম্পূর্ণ তাপে নিয়ে আসুন। কয়লা সাদা-উত্তপ্ত হয়ে জ্বলতে শুরু করলে লোড করা ক্রুসিবলটি ফোর্জের মধ্যে রাখুন। ক্রুসিবলের চারপাশে কয়লা শক্ত করে ভরুন। ধীরে ধীরে হাপরের গতি বাড়ান।

ফোর্জটি ২-৩ ঘন্টার জন্য ১১০০-১২০০°C তাপমাত্রায় রাখুন। ম্যালাকাইট প্রথমে বিয়োজিত হয় (সবুজ থেকে ~৩০০°C-তে কালো CuO-তে পরিবর্তিত হয়), তারপর তাপমাত্রা বাড়ার সাথে সাথে CuO তামায় বিজারিত হয়। তাপ বজায় রাখতে প্রয়োজন অনুযায়ী ফোর্জে কাঠকয়লা যোগ করুন। CO₂ গ্যাস নির্গত হওয়ার সাথে সাথে ক্রুসিবলের বিষয়বস্তু সংকুচিত হবে।

২-৩ ঘণ্টা পরে, সাবধানে ট্যাং দিয়ে ক্রুসিবলের ঢাকনা তুলুন এবং ভিতরে উঁকি দিন। আপনার স্ল্যাগের (কাঁচের মতো গাঢ় পদার্থ) একটি স্তরের নিচে উজ্জ্বল কমলা-লাল গলিত তামার একটি পুল দেখা উচিত। যদি গলেনি এমন সবুজ বা কালো টুকরো দেখেন, তবে আরও ৩০ মিনিট গরম করতে থাকুন।

তামা গলানোর সময়, ঢালাইয়ের জন্য একটি বালির ছাঁচ বা একটি সমতল পাথরের গর্ত প্রস্তুত করুন। তাপীয় শক ফাটল প্রতিরোধ করতে একটি টর্চ দিয়ে ছাঁচটি প্রি-হিট করুন। একটি বেলেপাথরের ব্লকে খোদাই করা একটি সাধারণ বার-আকৃতির ছাঁচ ভালোভাবে কাজ করে। নিশ্চিত করুন যে ছাঁচটি সম্পূর্ণ শুকনো — যেকোনো আর্দ্রতা গলিত ধাতুর বিস্ফোরক ছিটকে পড়ার কারণ হয়।

ক্রুসিবল টংস ব্যবহার করে চুলা থেকে ক্রুসিবলটি তুলুন। গলিত তামা ছাঁচে ঢালতে ধীরে ধীরে কাত করুন। গাঢ়, কাচের মতো স্ল্যাগ উপরে ভাসে এবং তামা নিচ দিয়ে প্রবাহিত হওয়ার সময় একটি কাঠি দিয়ে এটি আটকে রাখা যায়। স্থিরভাবে ঢালুন — বিঘ্নিত ঢালাই কোল্ড শাট (দুর্বল জোড়) তৈরি করে।

তামার ইনগটটি কমপক্ষে ৩০ মিনিট ছাঁচের ভিতরে ঠান্ডা হতে দিন। পানিতে দ্রুত ঠান্ডা করবেন না — দ্রুত শীতলীকরণ অভ্যন্তরীণ চাপের কারণে তামাকে ভঙ্গুর করে তোলে। বাতাসে ঠান্ডা করলে একটি নরম, আরও কার্যোপযোগী ধাতু পাওয়া যায়। ঠান্ডা হওয়ার সময় তামার পৃষ্ঠ গাঢ় লালচে-বাদামী রঙে জারিত হয়।

যথেষ্ট ঠান্ডা হলে (100°C-এর নিচে) ছাঁচ থেকে ইনগটটি সরিয়ে নিন। তারের ব্রাশ দিয়ে লেগে থাকা বালি ও স্ল্যাগ ঝেড়ে ফেলুন। তাজা উন্মুক্ত পৃষ্ঠে ইনগটের বৈশিষ্ট্যপূর্ণ স্যালমন-গোলাপি রং থাকা উচিত, যা তাজা তামার রং। যেকোনো গাঢ় দাগ আটকে পড়া স্ল্যাগ বা অক্সাইড অন্তর্ভুক্তি।

পরিষ্কার তামার ইনগট ওজন করুন। ভালো মানের ম্যালাকাইট আকরিকের ২ কেজি থেকে ৮০০-১০০০ গ্রাম তামা আশা করুন (৪০-৫০% ফলন, স্ল্যাগের ক্ষতি ও অমেধ্য বিবেচনা করে)। বিশুদ্ধ ম্যালাকাইট থেকে ১১৫০ গ্রাম ফলন হতো, তবে মাঠ থেকে সংগৃহীত আকরিক খুব কমই বিশুদ্ধ হয়। ভবিষ্যতের অপ্টিমাইজেশনের জন্য ফলন রেকর্ড করুন।

একটি নেহাইয়ের উপর ইনগটের প্রান্তে হাতুড়ি দিয়ে আঘাত করুন। ভালো তামা না ফেটে প্লাস্টিকভাবে বিকৃত হয় — এটি সবচেয়ে নমনীয় ধাতুগুলোর একটি। যদি ফেটে যায়, তাহলে এতে অতিরিক্ত স্ল্যাগ বা অক্সাইড আছে। নতুন ধাতু প্রকাশ করতে একটি ছোট জায়গা ফাইল করুন — বিশুদ্ধ তামা স্যালমন-গোলাপি। সবুজাভ আভা অসম্পূর্ণ বিজারণ নির্দেশ করে।

তামা বাতাসে ধীরে ধীরে জারিত হয় (মাসের পর মাস ধরে সবুজ প্যাটিনা তৈরি করে)। স্বল্পমেয়াদি সংরক্ষণের জন্য শুকনো রাখুন। দীর্ঘমেয়াদি সংরক্ষণের জন্য পাতলা তেলের স্তর লাগান। তারিখ, উৎস আকরিক এবং ওজন উল্লেখ করে লেবেল লাগান। এই তামা ঢালাই, পাতে পিটিয়ে নেওয়া, অথবা ব্রোঞ্জ তৈরির জন্য টিনের সাথে মিশ্রিত করার জন্য প্রস্তুত।