इकाई ६ घटकांचे विलगन करण्याचे सामान्य तत्त्वे आणि प्रक्रिया (इन्टेक्स्ट प्रश्न-१)-हटवलेले

उत्तर

जर धातूक (अशुद्ध धातू) किंवा गैंग (अपद्रव्य) चुंबकीय क्षेत्राद्वारे आकर्षित केले जाऊ शकत असेल, तर त्या धातूकाचे चुंबकीय पृथक्करण प्रक्रियेद्वारे संहतीकरण केले जाऊ शकते. सारणी ६.१ मध्ये उल्लेखित धातूकांपैकी, लोहाचे धातूक जसे की हेमॅटाइट $\left(\mathrm{Fe_2} \mathrm{O_3}\right)$, मॅग्नेटाइट $\left(\mathrm{Fe_3} \mathrm{O_4}\right)$, सिडेराइट $\left(\mathrm{FeCO_3}\right)$ आणि आयर्न पायराइट्स $\left(\mathrm{FeS_2}\right)$ यांचे चुंबकीय पृथक्करण प्रक्रियेद्वारे पृथक्करण केले जाऊ शकते.

उत्तर

ॲल्युमिनियमच्या निष्कर्षणात, लीचिंगचे महत्त्व म्हणजे बॉक्साइट धातूकातून शुद्ध अल्युमिना $\left(\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}\right)$ संहत करणे. बॉक्साइटमध्ये सहसा सिलिका, आयर्न ऑक्साईड आणि टायटॅनियम ऑक्साईड ही अपद्रव्ये असतात. लीचिंग प्रक्रियेत, बारीक पिसलेल्या धातूकाचे $\mathrm{NaOH}$ च्या संहत द्रावणासोबत $473-523 \mathrm{~K}$ आणि $35-36$ बार दाबाखाली पचन करून अल्युमिना संहत केले जाते. या परिस्थितीत, अल्युमिना $\left(\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}\right)$ सोडियम मेटा-ॲल्युमिनेट म्हणून विरघळते आणि सिलिका $\left(\mathrm{SiO_2}\right)$ सोडियम सिलिकेट म्हणून विरघळते, त्यामुळे अपद्रव्ये मागे राहतात.

$$ \mathrm{Al_2} \mathrm{O _{3(s)}}+2 \mathrm{NaOH _(a q)}+3 \mathrm{H _2} \mathrm{O _(0)} \xrightarrow[35-36 \mathrm{bar}]{473-525 \mathrm{~K}} 2 \mathrm{Na}\left[\mathrm{Al}(\mathrm{OH}) _{4}\right] _{(\mathrm{aq})} $$

$\mathrm{ \underset{\text{Alumina}}{Al_2O_{3(s)}} + 2 NaOH_{(aq)} +3 H_2O_{(l)} \xrightarrow[{35-36 bar}]{473-525 K} } $ $ \underset{\text{Sodium aluminate}}{ \mathrm{2 Na[ Al(OH)_4 ] {aq}}}$

$\underset{\text{Silica}}{\mathrm{SiO_2(i)}}+2 \mathrm{NaOH_{(a q)}} \xrightarrow[{35-36 \text { bar }}] {473-523 \mathrm{~K}} \mathrm{NaSiO_{3(a q)}}+\mathrm{H_2} \mathrm{O_{(i)}}$

नंतर अपद्रव्ये गाळली जातात आणि द्रावणात $\mathrm{CO_2}$ वायू पाठवून ते उदासीन केले जाते. या प्रक्रियेत, जलीय $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ घट्ट पदार्थ (प्रेसिपिटेट) म्हणून बाहेर पडतो आणि सोडियम सिलिकेट द्रावणात राहते. ताज्या तयार केलेल्या जलीय $\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}$ च्या नमुन्यांसह द्रावण बीजित करून (सीडिंग करून) घट्ट पदार्थ बाहेर पडण्यास प्रवृत्त केले जाते.

$2 \mathrm{Na}\left[\mathrm{Al}(\mathrm{OH})_{4}\right] {(\mathrm{aq})}+\mathrm{CO_2(\mathrm{~g})} \longrightarrow \underset{\text{Hydrated alumina}}{\mathrm{Al_2O_3 \cdot xH_2O {(s)}}} + 2 \mathrm{NaHCO_3(\mathrm{aq})}$

अशाप्रकारे मिळालेले जलीय अल्युमिना गाळून काढले जाते, वाळवले जाते आणि शुद्ध अल्युमिना $\left(\mathrm{Al_2} \mathrm{O_3}\right)$ मिळवण्यासाठी तापवले जाते.

$$ \mathrm{Al_2} \mathrm{O_3} x \mathrm{H_2} \mathrm{O_(s)} \xrightarrow{1470 \mathrm{~K}} \mathrm{Al_2} \mathrm{O_3(s)}+x \mathrm{H_2} \mathrm{O_(g)} $$