गलेना से सीसा निकालना — मानवता की सबसे पुरानी गलित धातु

SAFETY WARNING: सीसा एक संचयी न्यूरोटोक्सिन हो। सीसा हड्डी र अंगहरूमा जमा हुन्छ र तंत्रिका तंत्र, मृगौला र मस्तिष्कमा अपरिवर्तनीय क्षति पुर्‍याउँछ। WHO र CDC को अनुसार कुनै पनि सुरक्षित रगतको सीसा स्तर छैन। बालबालिका र गर्भवती महिलाहरू कुनै पनि सीसा कामको क्रममा NEVER उपस्थित हुन हिँड्नु हुँदैन। सबै सीसा गलाउने काम पूर्ण श्वसन र त्वचा सुरक्षा सहित बाहिरमा गर्नुपर्छ।

गेलेना (PbS) सीसा सल्फाइड हो, जसमा द्रव्यमानद्वारा ८६.६% सीसा छ। यो विश्वव्यापी सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण सीसा अयस्क हो। गलाउने प्रक्रियामा दुई चरणहरू छन्: (१) PbS लाई सीसा अक्साइड PbO मा रूपान्तरण गर्न भुँइंग गर्नु, र (२) PbO लाई कार्बनले घटाएर धातु सीसा प्राप्त गर्नु। सीसा ३२७.५ डिग्री C मा पिघल्छ — कुनै पनि धातुको सबैभन्दा कम गलनांक बिन्दु, यसैले यो प्राचीन मानिसहरूद्वारा गलाइने पहिलो धातुहरूमध्ये एक थियो।

गेलेना यसको विशिष्ट गुणहरूद्वारा सजिलै पहिचान गरिन्छ: उज्ज्वल धातु (चाँदी-खैरो) चमक, पूर्ण घन विदारण (घन आकारको टुक्रामा टुट्छ), र असाधारण भारीपन। विशिष्ट गुरुत्व 7.4-7.6 छ, जसले यसलाई अधिकांश चट्टानहरूभन्दा उल्लेखनीय रूपमा भारी बनाउँछ। कठोरता मोहस स्केलमा 2.5 छ — यो कठोर दबाएको नखर वा तामाको सिक्काले खोस्न सकिन्छ। अनुपचारित पोर्सेलिनमा रेखा सीसा-खैरो देखि कालो छ। गेलेना अक्सर हाइड्रोथर्मल शिराहरूमा क्वार्ट्ज, क्याल्साइट, फ्लोराइट, स्फालेराइट (जस्ता सल्फाइड), र पाइराइटसँग जोडिएर पनिन्छ।

उजागर शिराहरु वा खान अवशेषबाट गलेना-असर गरेको चट्टान एकत्र गर्नुहोस्। विशेषताको क्यूबिक क्रिस्टल र धातु चमक खोज्नुहोस्। सबैभन्दा उज्ज्वल चमक र सबैभन्दा भारी अनुभूति भएका टुक्रा चयन गर्नुहोस् — यिनमा सीसाको सामग्री सबैभन्दा बढी हुन्छ। भारी क्वार्ट्ज वा क्याल्साइट ग्याङ्गु (अपशिष्ट चट्टान) भएका नमूनाहरु टाल्नुहोस्। अर्थपूर्ण गलनको लागि ३-५ किलोग्राम अयस्क एकत्र गर्नुहोस्। एकत्र गर्दा दस्ताना लगाउनुहोस् — गलेना धूलो त्वचासँग सम्पर्क गर्नु हुँदैन।

गलेना अयस्कको टुक्रा 1-2 सेमी भन्दा ठुलो नभएको हथौडा प्रयोग गरेर समतल पत्थर वा फलामको प्लेटमा तोड्नुहोस्। गलेनाको परिपूर्ण घन विभाजनले यसलाई सफा घन खण्डहरूमा भाँच्छ। चमकदार धातविक गलेना खण्डहरू ग्यांग सामग्रीबाट अलग गर्नुहोस् (क्वार्ट्ज, क्याल्साइट, देश रक)। घनत्व भिन्नताले हाथ-क्रमबद्धता प्रभावकारी बनाउँछ — गलेना टुक्रा उल्लेखनीय रूपमा भारी महसुस हुन्छन्। क्रसिङ गर्दा P100/FFP3 श्वसनयंत्र पहिरनुहोस् र लिड धूलो सास लिन बचाउनुहोस्।

चूर्ण गरिएको गलेना एक बाल्टিन पानीमा राख्नुहोस् र हलचल गर्नुहोस्। हल्का ग्यांग कणहरू तैरिन्छन् वा निलम्बित हुन्छन् जबकि भारी गलेना (SG 7.5) द्रुत डुब्छ। माटोको पानी खन्याएर २-३ पटक दोहोर्याउनुहोस्। यो गुरुत्वाकर्षण पृथक्करणले अयस्कलाई सांद्रित गर्छ। धुने पानी अलग कन्टेनरमा सङ्कलन गर्नुहोस् — NOT सीसा-दूषित पानी माटो वा नालीमा खन्याउनुहोस्। धुने पानुलाई बसोबास गर्न दिनुहोस्, तलछट सङ्कलन गर्नुहोस्, र जिम्मेवारीपूर्वक निपटान गर्नुहोस्।

MANDATORY SAFETY STEP — NOT SKIP नगर्नुहोस्। सीसा गलाउनले विषाक्त सीसा धुवाँ, सीसा अक्साइड धुलो, र सल्फर डाइअक्साइड ग्यास उत्पन्न गर्छ। तपाईंले अवश्य लगाउनुपर्छ: (१) P100/FFP3 श्वासप्रश्वास मुखौटा अम्ल ग्यास कार्ट्रिज सहित (SO2को लागि), (२) रासायनिक छिटो गोगल्स, (३) छालाको दस्ताना, (४) छालाको एप्रन, (५) छालालाई पूर्ण रूपमा ढाकने लामो आस्तीनको कपडा, (६) बन्द-खुट्टा छालाको जुत्ता। ONLY बाहिरमा काम गर्नुहोस् हावा तपाईंबाट धुवाँ उडाएर जाँदा। सधैं हावाको विपरीत दिशामा आफुलाई अवस्थित गर्नुहोस्। छिटनबस्तीको लागि सुख्खा बालुवाको बाल्टिन नजिकै राख्नुहोस्। काम गरिरहेको क्षेत्रमा खान-पिनको कुरा वा धुम्रपान गर्न सकिंदैन। कुनै पनि सत्र पछि खाना वा पानी पिउनु अगाडि साबुनले हात र अनुहार राम्ररी धुनुहोस्।

फायरब्रिकस वा समतल ढुङ्गाबाट लगभग 60 x 60 सेमी को एक समतल, खुला चूल्हो बनाउनुहोस्। चूल्होले अयस्क समाहित गर्नको लागि थोरै अवतल (डिश) हुनुपर्छ। यसलाई एक खुला, राम्रोसँग हवाचलन भएको स्थानमा राख्नुहोस् — भुन्ने कार्यले सल्फर डाइअक्साइडको ठुलो मात्रा (SO2) उत्पादन गर्छ, जो एक विषाक्त उत्तेजक ग्यास हो। थोरै प्राकृतिक ड्राफ्टले धुवाँ दूर गरन मद्दत गर्छ। पुरातन गलनकर्ताहरूले कहिलेकाहीँ हावा पकड्न हिलो स्थान प्रयोग गर्थे।

कुचिएको गलेनालाई पतलो तहमा (2-3 सेमी) चूल्होमा फैलाउनुहोस्। अयस्क वरिपरि र मुनिमा कोइला आगो लगाउनुहोस्। भुन्याउने प्रतिक्रिया लगभग 450-500 डिग्री सेल्सियसमा सुरु हुन्छ: 2PbS + 3O2 -> 2PbO + 2SO2। अयस्क धातुको चाँदीबाट सुस्त पहेंलो-खैरो रङमा परिवर्तित हुन्छ (लेड अक्साइड, PbO, जसलाई लिथार्ज पनि भनिन्छ)। अयस्कलाई 15-20 मिनेट अन्तरालमा लामो फलामको दण्डले हलचल गर्नुहोस् ताकि हावामा ताजा सतह उजागर हुन्छ। भुन्याउने कार्य 2-3 घण्टा लाग्छ। रिलिज गरिएको सल्फर डायअक्साइडले जलेको माचिसको गन्ध आउन्छ — हावाको विरुद्ध दिशामा रहनुहोस् र तपाईंको श्वासप्रश्वास उपकरण लगाउनुहोस्।

भुनाइ पूर्ण हुन्छ जब अयस्कले यसको धातुको चमक पूर्णरूपमा हराएको हुन्छ र एकरूप फिक्का पहेंलो-खैरो देखिन्छ। केही ठूला टुक्रा तोडेर हेर्नुहोस् — भित्रिलो पनि रूपान्तरित हुनुपर्छ, कुनै पनि बाँकी चाँदी-धातुको गेलेना कोर नहुनुपर्छ। यदि धातुको कोर बाँकी रहन्छ भने, थप 30-60 मिनिटको लागि अधिक हलचल गरेर भुनाइ जारी राख्नुहोस्। अधूरो भुनाइ गरिएको अयस्कले गन्धक-दूषित सीसा उत्पादन गर्छ जसको गुणस्तर खराब हुन्छ।

कम्तिमा 600 डिग्री सेल्सियस (सीसाको 327.5 डिग्री सेल्सियस पिघ्लने बिन्दु भन्दा धेरै माथि) को दरमा गरिएको माटी वा ग्राफाइट-माटी क्रुसिबल प्रयोग गर्नुहोस्। 1-2 लिटर क्षमताको क्रुसिबल उपयुक्त छ। यदि घरमा बनाइएको माटी क्रुसिबल प्रयोग गरिँदैछ भने, नमी जलाउन यसलाई कम्तिमा 800 डिग्री सेल्सियसमा पूर्व-फायर गरिएको सुनिश्चित गर्नुहोस्। सीसा अक्साइड (PbO) केही सिरामिक्सको लागि संक्षारक छ, त्यसैले ग्राफाइट-माटी क्रुसिबलहरू प्राथमिकता दिइन्छ।

क्रुसिबलको तलमा २ सेमी तहको पिसेको कोइला राख्नुहोस्। भुँइमा भुइँयो गरिएको सीसाको अक्साइड (३-४ सेमी) को एक तह थप्नुहोस्। कोइलाको अर्को तह मुनि राख्नुहोस्। घटाउने प्रतिक्रिया यो हो: PbO + C -> Pb + CO (५०० डिग्री सेल्सियस भन्दा माथिको तापमानमा)। कार्बन मोनोक्साइडको माध्यमबाट केही घटाउने क्रिया पनि हुन्छ: PbO + CO -> Pb + CO2। क्रुसिबलमा लगभग दुई-तिहाइ भर्न सम्म तहबद्ध गर्नुहोस्। सीसाको कम गलनांक (३२७.५ डिग्री सेल्सियस) मतलब कोइला खपत हुनु अघि नै धातु तरल बन्छ।

लोड किए गए क्रूसिबल को चारकोल फोर्ज या आग के गड्ढे में रखें। बेलोज या जबरदस्ती हवा का उपयोग करके तापमान को 500-700 डिग्री C तक लाएं। यह कटौती तांबे या लोहे के गलाने की तुलना में अपेक्षाकृत कम तापमान है। 1-2 घंटों के भीतर, आप क्रूसिबल के तल पर पिघला हुआ सीसा जमा होते देखेंगे — यह एक उज्ज्वल, चमकदार तरल के रूप में दिखाई देता है। तब तक गर्म करना जारी रखें जब तक कि सभी सीसा ऑक्साइड का सेवन न हो जाए और पिघले हुए सीसा के ऊपर की चारकोल परत काफी हद तक राख और स्लैग हो।

CAUTION: पिघला हुआ सीसा नमी के सम्पर्क में आने पर हिंसक रूप से छितरता है। इनगट मोल्ड पूरी तरह सूखा होना सुनिश्चित करें — पानी की एक भी बूंद विस्फोटक भाप छिड़काव का कारण बनती है। एक पूर्वतापित, सूखी रेत मोल्ड या एक नक्काशीदार पत्थर मोल्ड का उपयोग करें। क्रूसिबल चिमटे का उपयोग करके, क्रूसिबल को सावधानीपूर्वक उठाएं और पिघले हुए सीसे को मोल्ड में धीरे-धीरे डालें। स्लैग (हल्का भूरा सामग्री) ऊपर तैरता है और इसे रोका जा सकता है। 327-400 डिग्री सेल्सियस पर पिघला हुआ सीसा दर्पण-चमकदार दिखाई देता है।

Ingot लाई मोल्डमा कम्तीमा २० मिनेटको लागि ठन्डा हुन दिनुहोस्। Lead यसको कम मेल्टिङ पोइन्टको कारणले गर्दा छिटो जमिन्छ। सतहले solidify भएको केही मिनेटमा नै एक नीरस ग्रे अक्साइड तह विकसित गर्छ। एक पटक ह्यान्डल गर्न सकिने गरी ठन्डा भएपछी (दस्ताना प्रयोग गर्नुहोस् — ALWAYS), ingot लाई मोल्डबाट निकालिनुहोस्। ५ किग्रा galena चार्जले लगभग ३-३.५ किग्रा lead दिनुपर्छ (gangue, अधूरो roasting, र slag हानि को लागि खाता)। शुद्ध galena सैद्धान्तिक रूपमा ४.३ किग्रा (८६.६% lead content) दिन सक्छ।

सीसा अत्यन्त नरम हुन्छ — यो नखले खरोंच गर्न सकिन्छ (Mohs कठोरता 1.5)। यो धेरै भारी पनि हुन्छ (घनत्व 11.34 g/cm3)। चाकुले सानो खाच काट्नुहोस् — नयाँ काटिएको सीसा उज्ज्वल र चमकदार हुन्छ तर अक्सिडेशनबाट केही मिनेटको भित्रमा सुस्त खैरोमा परिणत हुन्छ। सीसा अत्यन्त लचकदार हुन्छ र दरार बिना पातलो पानामा हथौडी गर्न सकिन्छ। यदि इनगट भंगुर छ वा कठोर समावेशहरू छन्, यसमा अत्यधिक स्लैग दूषण छ र यसलाई पुनः पिघलाएर कोइला को फिल्टरको माध्यमबाट खन्याउनु पर्छ।

CRITICAL: सीसा दूषण सफाई। सीसा धूल वा धुँवामा अनावृत सबै सतहहरू, उपकरणहरू र कपडाहरू सफा गरिनु पर्छ। सबै धूल र खैरो (फुस्काउनु नगर्नुहोस्) सीलबन्द कन्टेनरहरूमा झाडिनु पर्छ। सीसा-दूषित खैरो र स्लैग खतरनाक कचरাको रूपमा निपटान गरिनु पर्छ — कहिले पनि माटोमा बिखेर वा जलप्रवाहमा फालिनु हुँदैन। सबै उपकरणहरू साबुन र पानीले धुनुहोस्। कामको कपडा बस्ने ठाउँमा प्रवेश गर्नु अघि हटाइनुहोस्। राम्ररी नुहाउनुहोस्। कपडामा सीसा धूल घरहरू दूषित गर्न सक्छ र माध्यमिक जोखिमको माध्यमसँग परिवार सदस्यहरूलाई विष दिन सक्छ। सीसा ईंगटलाई सीलबन्द कन्टेनरमा स्टोर गर्नुहोस्, स्पष्टताले लेबल गरिएको।