আধুনিক খনি ও খনিজ প্রক্রিয়াকরণ শিল্পে, সবচেয়ে দীর্ঘস্থায়ী চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে একটি হলো স্লাইম মোকাবেলা করা—এগুলি হলো অতি-সূক্ষ্ম কণা যা সাধারণত ৪৪ মাইক্রনের চেয়েও ছোট এবং যা পরবর্তী পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়াগুলিকে মারাত্মকভাবে ব্যাহত করতে পারে -৭ -৯ । ডিস্লাইমিং সাইক্লোন, একটি বিশেষায়িত হাইড্রোসাইক্লোন, এই সমস্যা সৃষ্টিকারী সূক্ষ্ম কণাগুলিকে ফ্লোটেশন, গ্র্যাভিটি সেপারেশন বা অন্যান্য বেনিফিসিয়েশন পর্যায়ে পৌঁছানোর আগেই অপসারণ করার জন্য একটি অপরিহার্য সমাধান হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে -৩ । এই নিবন্ধটি বিশ্বব্যাপী খনি কার্যক্রমে ডিস্লাইমিং সাইক্লোনের কার্যপ্রণালী, প্রয়োগ এবং রূপান্তরমূলক প্রভাব অন্বেষণ করে।

ডেস্লাইমিং সাইক্লোন কী?

একটি ডিস্লাইমিং সাইক্লোন হলো একটি শ্রেণিবিন্যাসকারী যন্ত্র যা কেন্দ্রাতিগ বল ব্যবহার করে আকার এবং ঘনত্বের উপর ভিত্তি করে কণাগুলোকে পৃথক করে। স্লারিটি স্পর্শকীয়ভাবে নলাকার উপরের অংশে প্রবেশ করানো হয়, যা একটি সর্পিল ঘূর্ণি তৈরি করে। মোটা ও ভারী কণাগুলো শঙ্কুর দেয়াল বরাবর বাইরের দিকে এবং নিচের দিকে চালিত হয় এবং আন্ডারফ্লো (শীর্ষবিন্দু) দিয়ে নির্গত হয়। সূক্ষ্ম ও হালকা কণাগুলো—যাকে স্লাইম বলা হয়—কেন্দ্রীয় ঘূর্ণির সাথে ভেতরের দিকে এবং উপরের দিকে চলে আসে এবং ওভারফ্লো -22 দিয়ে বেরিয়ে যায় ।

মিলিং সার্কিট ক্লাসিফিকেশনের জন্য ব্যবহৃত প্রচলিত হাইড্রোসাইক্লোনের বিপরীতে, ডিস্লাইমিং সাইক্লোনগুলি বিশেষভাবে অত্যন্ত সূক্ষ্ম কাট তৈরি করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে—প্রায়শই ৩০ থেকে ৪৪ মাইক্রন—যেখানে স্ক্রিনিং অলাভজনক এবং অদক্ষ হয়ে পড়ে -7 -9 । তাদের কম্প্যাক্ট ডিজাইন, উচ্চ ক্ষমতা এবং পরিচালনার সরলতা খনি শিল্প জুড়ে ডিস্লাইমিং অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য এগুলিকে পছন্দের বিকল্প করে তুলেছে -22 ।

কেন ডেস্লাইমিং গুরুত্বপূর্ণ

স্লাইম কেবল নিষ্ক্রিয় বর্জ্য নয়; এগুলো সক্রিয়ভাবে খনিজ প্রক্রিয়াকরণের কার্যকারিতা হ্রাস করে। ফ্লোটেশন সার্কিটে, স্লাইম পুনরুদ্ধার প্রক্রিয়ায় কোনো মূল্য যোগ না করেই ফ্লোটেশন রিএজেন্ট ব্যবহার করতে পারে এবং চূড়ান্ত পণ্যের আর্দ্রতার পরিমাণ বাড়িয়ে দিতে পারে -৩ । স্পাইরালের মতো গ্র্যাভিটি সেপারেশন সিস্টেমে, স্লাইম পৃথকীকরণ প্রক্রিয়াকে বাধাগ্রস্ত করে -৩ । কয়লা প্রস্তুতির ক্ষেত্রে, মাইনাস ৪৪ মাইক্রন অংশে প্রায়শই ৩০% এর বেশি ছাই থাকে, যা এটিকে পুনরুদ্ধার করা অর্থনৈতিকভাবে অলাভজনক করে তোলে -৯ ।

এর অর্থনৈতিক ঝুঁকি অনেক বেশি। ব্রাজিলে ভ্যালের ভার্জেম গ্রান্ডে ২ লৌহ আকরিক প্ল্যান্টে, উত্তোলিত মোট আকরিকের ওজনের প্রায় ১৮% স্লাইম লসের কারণে নষ্ট হতো—যা বছরে ১.৯ মিলিয়ন টন লোহা হারানোর সমতুল্য । এর ফলে শুধু রাজস্ব ক্ষতিই হয় না, বরং টেইলিংস ব্যবস্থাপনার খরচ বৃদ্ধি এবং পরিবেশগত দায়ও তৈরি হয়।

খনি শিল্প জুড়ে মূল প্রয়োগ

লৌহ আকরিক পরিশোধন

লৌহ আকরিক প্রক্রিয়াকরণে ডেস্লাইমিং সাইক্লোন একটি অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে, বিশেষ করে যখন উচ্চ-মানের মজুদ কমে আসে এবং পরিচালনাকারীরা নিম্ন-মানের আকরিকের দিকে ঝুঁকে পড়ে -5 । এর সূক্ষ্ম-কণাযুক্ত বর্জ্য উপজাতগুলি—যা সাধারণত লোহা, অ্যালুমিনা এবং সিলিকা দ্বারা গঠিত—তাদের অত্যন্ত সূক্ষ্ম কণার আকার এবং জটিল খনিজবিদ্যার কারণে প্রক্রিয়াকরণে উল্লেখযোগ্য চ্যালেঞ্জ তৈরি করে -5 ।

সাম্প্রতিক উদ্ভাবনগুলো ডিস্লাইমিং-এর কার্যকারিতা নাটকীয়ভাবে উন্নত করেছে। উইয়ার মিনারেলস-এর CAVEX® 2 CVD হাইড্রোসাইক্লোন, যার উন্নত LIG+™ ল্যামিনার স্পাইরাল ইনলেট টার্বুলেন্স কমায়, ভেল-এর VGR2 প্ল্যান্টে ভর পুনরুদ্ধারে ৯ শতাংশ পয়েন্ট বৃদ্ধি অর্জন করেছে, যা পুনরুদ্ধারের হার ৫৬% -16 -18 পর্যন্ত বাড়িয়েছে । নতুন নকশাটি আয়তনিক ধারণক্ষমতাও প্রায় ৩০% বৃদ্ধি করেছে, যার ফলে একই জায়গায় সাতটি ইউনিটের পরিবর্তে পাঁচটি চালু সাইক্লোন স্থাপন করা সম্ভব হয়েছে -16 -18 ।

ভারতে টাটা স্টিলের খনবন্ড খনিতে, যেখানে লিমোনাইটিক আকরিক থেকে ভালো লৌহমান সম্পন্ন অতিসূক্ষ্ম স্লাইম (≤৩০ μm) উৎপন্ন হয়, সেখানে CAVEX® 2 400CVD হাইড্রোসাইক্লোনে রেট্রোফিটিং করার ফলে অপারেশনটি ৮% লৌহ উৎপাদনের লক্ষ্যমাত্রা পূরণ করতে সক্ষম হয়েছে, যা পূর্বে প্রচলিত সরঞ্জাম দিয়ে অর্জন করা সম্ভব ছিল না -৫ ।

কয়লা প্রক্রিয়াজাতকরণ

কয়লা প্রক্রিয়াকরণে, অতি-সূক্ষ্ম ও উচ্চ-ছাইযুক্ত উপাদান অপসারণের জন্য সাধারণত স্পাইরাল কনসেনট্রেটরের আগে ডিস্লাইমিং সাইক্লোন স্থাপন করা হয়, যা স্পাইরালের মাধ্যমে পরিশোধন করা যায় না । শিল্পখাতের প্রবণতা হলো চালু ইউনিটের সংখ্যা কমানো, এবং এক্ষেত্রে বৃহত্তর ব্যাসের সাইক্লোন ও মোটা কাট পয়েন্ট পছন্দ করা হয় । তবে , ওভারফ্লোতে মোটা উপাদানের অপচয় কমানোর জন্য কাট পয়েন্ট হ্রাস করার দিকেই ক্রমশ বেশি মনোযোগ দেওয়া হচ্ছে ।

কয়লা থেকে চুন অপসারণের জন্য দ্বি-পর্যায়ের সাইক্লোন সার্কিট বিশেষভাবে কার্যকর প্রমাণিত হয়েছে। একটি প্রাথমিক ৫০০-মিমি সাইক্লোন নামমাত্র ১৫০-মাইক্রন কর্তন করে, যেখানে একটি দ্বিতীয় ২৫০-মিমি বা ১৫০-মিমি সাইক্লোন আরও সূক্ষ্ম ৭০-মাইক্রন পৃথকীকরণ অর্জন করে -9 । এই পদ্ধতিটি একক-পর্যায়ের সিস্টেমের তুলনায় আরও স্পষ্ট পৃথকীকরণ অর্জনের জন্য বিভিন্ন আকারের সাইক্লোনের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যগুলিকে কাজে লাগায় -9 ।

তামা এবং বেস মেটাল

কপার অক্সাইড আকরিকগুলিতে প্রায়শই উচ্চ মাত্রার স্লাইম থাকে, এবং বেনিফিসিয়েশনের সময় তামার খনিজগুলি নষ্ট হয়ে যাওয়ার প্রবণতা থাকে -4 । শিল্পক্ষেত্রে পরীক্ষামূলকভাবে দেখা গেছে যে ফ্লোটেশনের আগে একটি সাইক্লোন ডিস্লাইমিং সিস্টেম যুক্ত করলে রিকভারি উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হতে পারে। একটি অপারেশনে, সাইক্লোন ডিস্লাইমিং সার্কিটের মাধ্যমে প্রক্রিয়াজাত কপার সালফাইড ফ্লোটেশন টেইলিংস থেকে 24.63% Cu গ্রেডের একটি পূর্ণাঙ্গ কপার অক্সাইড কনসেনট্রেট পাওয়া গেছে, যার রিকভারি ছিল 85.55%—যা শুধুমাত্র সরাসরি সালফাইডিজিং ফ্লোটেশনের চেয়ে যথেষ্ট ভালো ফলাফল -4 ।

ফসফেট এবং শিল্প খনিজ

ফসফেট আকরিক প্রক্রিয়াকরণে, পরবর্তী ফ্লোটেশনে নির্বাচন ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য ডেস্লাইমিং অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ -22 । তবে, এতে স্লাইমের কারণে ফসফরাস-যুক্ত খনিজ হারানোর ঝুঁকিও থাকে। স্লাইম অপসারণের সুবিধার সাথে মূল্যবান খনিজের ক্ষতির ভারসাম্য বজায় রেখে সাইক্লোনের জ্যামিতি এবং অপারেটিং অবস্থা অপ্টিমাইজ করার জন্য এখন উন্নত মডেলিং এবং সিমুলেশন কৌশল প্রয়োগ করা হচ্ছে -22 ।

সূক্ষ্ম-কণাযুক্ত ইলমেনাইট প্রক্রিয়াকরণের জন্য, ম্যাগনেটিক সেপারেশন+ফ্লোটেশন বিকল্পগুলির তুলনায় একটি ডিস্লাইমিং সাইক্লোন+ফ্লোটেশন ফ্লোশিট কম বিকারক খরচ এবং উন্নত মানের টাইটানিয়াম কনসেনট্রেট গ্রেড প্রদর্শন করেছে, যা ৫৯.০৩% রিকভারিতে ৪৭.০৬% TiO₂ অর্জন করেছে ।

ডিজাইন বিবেচনা এবং সর্বোত্তম অভ্যাস

আরও সূক্ষ্মভাবে কাটার জন্য , ডেস্লাইমিং সাইক্লোনগুলো সাধারণত ক্লাসিফিকেশন সাইক্লোনের চেয়ে ব্যাসে ছোট হয়—প্রায়শই ১০০ মিমি থেকে ২৫০ মিমি। তবে , যখন উল্লেখযোগ্য পরিমাণে প্রবাহ সামলাতে হয়, তখন প্রচুর সংখ্যক ইউনিটের প্রয়োজন হতে পারে । আধুনিক নকশাগুলোতে সহজ রক্ষণাবেক্ষণের উপর জোর দেওয়া হয়; এর উপরের ঢাকনাগুলো এমন যে , ফিড বা ওভারফ্লো পাইপলাইন সংযোগ বিচ্ছিন্ন না করেই মেরামতের জন্য প্রতিটি সাইক্লোন খুলে ফেলা যায় ।

মূল পরিচালন চলকগুলোর মধ্যে রয়েছে ফিড প্রেশার, অ্যাপেক্স ডায়ামিটার এবং ভর্টেক্স ফাইন্ডার ডায়ামিটার । সাইক্লোনগুলো কম কঠিন পদার্থের ঘনত্বে সবচেয়ে দক্ষতার সাথে কাজ করে, কিন্তু যেসব প্ল্যান্ট পানির ব্যবহার কমাতে চায়, তারা সর্বোচ্চ অনুমোদিত কঠিন পদার্থের ঘনত্ব ব্যবহারের চেষ্টা করে— এটি এমন একটি আপস যার জন্য সতর্ক ভারসাম্য রক্ষা করা প্রয়োজন ।

স্থায়িত্ব আরেকটি গুরুত্বপূর্ণ বিবেচ্য বিষয়। খনিজ স্লারির ঘর্ষণজনিত প্রকৃতি সহ্য করার জন্য ডিস্লাইমিং সাইক্লোনগুলো পলিইউরেথেনের মতো ক্ষয়-প্রতিরোধী উপাদান দিয়ে তৈরি করা হয় । নির্মাতারা এখন ৩ ইঞ্চি থেকে ৪২ ইঞ্চি ব্যাসের এবং ৫,৮০০ জিপিএম পর্যন্ত ধারণক্ষমতার সাইক্লোন সরবরাহ করে, যা কঠিন ও অবিচ্ছিন্ন কাজের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে ।

তলদেশের সরুরেখা

যেহেতু খনি কার্যক্রমগুলো ক্রমবর্ধমানভাবে নিম্নমানের আকরিক প্রক্রিয়াজাত করছে এবং কঠোর পরিবেশগত বিধি-বিধানের সম্মুখীন হচ্ছে, তাই ডিস্লাইমিং সাইক্লোনের ভূমিকা কেবল গুরুত্বপূর্ণ হয়ে উঠবে। এই সাধারণ দেখতে যন্ত্রগুলো কেবল সহায়ক সরঞ্জাম নয়—এগুলো দক্ষ খনিজ পুনরুদ্ধারের অপরিহার্য সহায়ক, যা সরাসরি প্ল্যান্টের উৎপাদন, বিকারকের ব্যবহার, পণ্যের গুণমান এবং বর্জ্য ব্যবস্থাপনাকে প্রভাবিত করে । সাইক্লোনের নকশায় চলমান উদ্ভাবন এবং অপ্টিমাইজেশনের জন্য উন্নত সিমুলেশন টুলের প্রয়োগের ফলে, ডিস্লাইমিং সাইক্লোনগুলো খনিজ প্রক্রিয়াজাতকরণ প্রকৌশলীর অস্ত্রাগারের অন্যতম শক্তিশালী এবং সাশ্রয়ী সরঞ্জাম হিসেবে ক্রমাগত বিকশিত হচ্ছে ।

যেসব খনি সংস্থা সর্বোচ্চ উত্তোলন এবং সর্বনিম্ন বর্জ্য পেতে চায়, তাদের জন্য সঠিক ডেস্লাইমিং সাইক্লোন প্রযুক্তি ও পরিচালন পদ্ধতিতে বিনিয়োগ করা ঐচ্ছিক নয়—এটি অপরিহার্য।