भर्जन (Roasting) क्या है?
भर्जन (Roasting) धातुकर्म में एक महत्वपूर्ण प्रक्रिया है, जिसमें सांद्रित अयस्क को उसके गलनांक से कम तापमान पर वायु की अधिकता (excess of air) में गर्म किया जाता है। यह प्रक्रिया मुख्य रूप से सल्फाइड अयस्कों (Sulphide ores) के लिए उपयोग की जाती है, ताकि उन्हें धातु ऑक्साइड में परिवर्तित किया जा सके। धातु ऑक्साइड से धातु का अपचयन करना सल्फाइड की तुलना में आसान होता है।
भर्जन के मुख्य उद्देश्य
- ऑक्सीकरण: इसका प्राथमिक उद्देश्य सल्फाइड अयस्क को उसके संगत धातु ऑक्साइड में बदलना है।
उदाहरण: 2ZnS + 3O2 → 2ZnO + 2SO2 - वाष्पशील अशुद्धियों को हटाना: अयस्क में मौजूद वाष्पशील अशुद्धियाँ जैसे सल्फर (S), आर्सेनिक (As), और एंटीमनी (Sb) गर्म करने पर अपने वाष्पशील ऑक्साइड बनाकर उड़ जाती हैं।
S + O2 → SO2(g)
4As + 3O2 → 2As2O3(g) - अयस्क को सरंध्र (Porous) बनाना: इस प्रक्रिया से अयस्क सरंध्र हो जाता है, जिससे बाद में अपचयन की प्रक्रिया के लिए गैसों का आवागमन आसान हो जाता है।
- नमी को हटाना: अयस्क में मौजूद किसी भी प्रकार की नमी गर्म करने से हट जाती है।
भर्जन और निस्तापन में अंतर
| गुण | भर्जन (Roasting) | निस्तापन (Calcination) |
|---|---|---|
| वायु की आपूर्ति | वायु की अधिकता में किया जाता है। | वायु की अनुपस्थिति या सीमित आपूर्ति में होता है। |
| अयस्क का प्रकार | मुख्य रूप से सल्फाइड अयस्कों के लिए। | मुख्य रूप से कार्बोनेट और हाइड्रेटेड अयस्कों के लिए। |
| निकलने वाली गैस | मुख्य रूप से सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) निकलती है। | मुख्य रूप से कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) निकलती है। |
| उद्देश्य | ऑक्सीकरण करना। | नमी और वाष्पशील पदार्थों को हटाना, अपघटन करना। |
अभ्यास प्रश्न (MCQs)
1. भर्जन प्रक्रिया मुख्य रूप से किस प्रकार के अयस्कों के लिए उपयोग की जाती है?
2. भर्जन के दौरान, अयस्क में मौजूद आर्सेनिक की अशुद्धि किस रूप में हटाई जाती है?
3. निम्नलिखित में से कौन सी अभिक्रिया भर्जन का उदाहरण है?
4. भर्जन प्रक्रिया अयस्क को सरंध्र (porous) क्यों बनाती है?
5. सल्फाइड अयस्कों को सीधे कार्बन से अपचयित करने के बजाय ऑक्साइड में क्यों बदला जाता है?
6. भर्जन प्रक्रिया में तापमान को अयस्क के गलनांक से नीचे क्यों रखा जाता है?
7. कॉपर के निष्कर्षण में, भर्जन के दौरान कॉपर पाइराइट (CuFeS2) का क्या होता है?
8. भर्जन से निकलने वाली मुख्य गैस (SO2) का एक महत्वपूर्ण औद्योगिक उपयोग क्या है?