खनिज और अयस्क: परिभाषा, प्रकार और संरचना
पृथ्वी, खनिजों और अयस्कों का मुख्य स्रोत है। अधिकांश तत्व अपनी प्रतिक्रियाशील प्रवृत्तियों ( reactive tendencies) की वजह से स्वतंत्र रूप से नहीं मिलते हैं। पोटेशियम, सोडियम, कैल्शियम, मैग्नीशियम, एल्यूमीनियम, जस्ता, लोहा, सीसा आदि धातु संयुक्त रूप में पाए जाते हैं। खनिज, प्राकृतिक सामग्री हैं जिसमें धातु और उनके यौगिक पृथ्वी में पाए जाते हैं।
इन अयस्कों में मेटल (metal) का अच्छा प्रतिशत होता है, जिससे हम कह सकते हैं सभी खनिज अयस्क नहीं होते हैं, लेकिन सभी अयस्क खनिज होते हैं।
पृथ्वी की भूपटल (Earth’s Crust) में धातुओं की प्रचुरता
| एल्यूमिनियम | 8.1 |
| आयरन | 5.0 |
| कैल्शियम | 3.6 |
| सोडियम | 2.8 |
| पोटेशियम | 2.6 |
| मैग्नीशियम | 2.1 |
| अन्य सभी | 1.5 |
एल्युमिनियम में सबसे प्रचुर मात्रा में धातु तत्व पाए जाते हैं लेकिन लोहे ने मानव इतिहास में एक बहुत बड़ी भूमिका निभाई है और हर किसी के जीवन का एक अनिवार्य हिस्सा बन चुका है| सचमुच! हो भी क्यों न, लोहे में स्वाभाविक रूप से 94 तत्व होते हैं। यह चांदी की तरह ग्रे रंग का और धातु की तरह चमकदार होता है। इसकी परमाणु संख्या (Atomic Number ) 26 है और इसका प्रतीक या सिंबल Fe है।
लोहा ग्रह(planet)के सभी भागों में पाया जाता है। यह पृथ्वी की भूपटल(Earth’s crust) में 5% ही शामिल हैं, लेकिन ऐसा माना जाता है कि ग्रहों के कोर में 80% शामिल है। वहाँ लोहे के चार स्वाभाविक रूप से स्थिर आइसोटोप हैं और साथ ही कम से कम चार अस्थिर आइसोटोप भी मौजूद है।
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खनिज के गुण (Characteristics of a mineral)
– यह स्वभाविक रूप से होने चाहिए (It must occur naturally )।
– यह अजैविक होना चाहिए।
– यह ठोस होना चाहिए।
– यह एक व्यवस्थित आंतरिक संरचना (orderly internal structure) में होना चाहिए, मतलब कि इसके परमाणु एक निश्चित पैटर्न में व्यवस्थित होने चाहिए।
– इसमें एक निश्चित रासायनिक संरचना (definite chemical composition) होनी चाहिए जो कि निर्दिष्ट सीमा के भीतर भिन्न हो सकती हैं ।
अयस्क (Ores)
अयस्क वह खनिज हैं जिनसे सुविधा और लाभ के लिए धातू निकाली जाती हैं।
अयस्कों के प्रकार (Types of Ores)
अयस्क मुख्य रूप से चार प्रकार के होते हैं; जैसे ऑक्साइड (Oxide), कार्बोनेट अयस्क (Carbonate ore), सल्फाइड (Sulphide) और halide अयस्क।
अयस्कों के प्रकार | तत्व | अयस्कों के नाम |
| आक्साइड (Oxide) | एल्युमिनियम | बॉक्साइट (Al2O3.2H2O) |
| तांबा | क्यूपराइटस (Cu2O) | |
| लोहा | हेमटिट(Fe2O3)(Hametite) | |
| टिन | केसैटीराइटस (SnO2) (Casseterite) | |
| कार्बोनेट अयस्क (Carbonate ore) | कैल्शियम | चूना पत्थर (CACO3) |
| जस्ता | कैलामाइन (ZnCO3) | |
| लोहा | साइडराइट (FeCO3)(Siderite) | |
| सल्फाइड (Sulphide) | जस्ता | जिंक ब्लैंड (ZnS) |
| तांबा | कॉपर ग्लैंस (Cu2S) | |
| लेड | गेलेना (PBS) | |
| पारा | सिन्नाबर (HGS) | |
| हलाइड (halide) अयस्क | सोडियम | सेंधा नमक (NaCl) |
| फ्लोराइड | फ्लूओरर्सपर (CaF2) (Fluorspar) | |
| चांदी | हॉर्न चांदी(AgCl)(Horn Silver) |
अयस्क और कुछ आम धातुओं के निष्कर्षण के तरीके
धातु विधि
| घटना | निष्कर्षण |
| लिथियम (Lithium) | स्पोडयूमेमलिपिडोलाइट (Spodumeme Lipidolite) (LiAl(SiO3)2) | फ्यूज (LiCl/KCl) का इलेक्ट्रोलायसिस(Electrolysis) |
| सोडियम (Sodium) | सेंधा नमक (NaCl) | फ्यूज(NaCl/CaCl2) का इलेक्ट्रोलायसिस(Electrolysis) |
| मैग्नीशियम (Magnesium) | कार्नालाइट(Carnallite) (KCl.MgCl2.6H2O) मैग्नीशियम कार्बोनेट (MgCO3)(Magnesium carbonate) | फ्यूज (MgO) का इलेक्ट्रोलायसिस (electrolysis) या (MgO) का MgCl2/KCl की कार्बन कटौती |
| कैल्शियम (Calcium) | चूना पत्थर (CACO3)(Lime Stone) डोलोमाइट(MgCO3.CaCO3)(Dolomite) जिप्सम (CaSO4) (Gypsum) | फ्यूज CaCl2/CaF2 का इलेक्ट्रोलायसिस (electrolysis) |
| कॉपर (Copper) | क्यूपराइट (Cu2O) (Cuprite) कॉपर ग्लैंस (Cu2S) (Copper Glance) | आंशिक रूप से सल्फाइड रोस्टिंग और Cu2O+Cu2S+6Cu+SO2 का रिडक्शन |
| एल्यूमिनियम (Aluminium) | बॉक्साइट (Al2O3.2H2O)(Bauxite) क्रेयोलाइट (Na2AlF6) (Cryolite) | मोल्लटन क्रयोलाइट या Na2AlF6 में पिघले हुए Al2O3 का इलेक्ट्रोलायसिस (electrolysis) |
| जिंक (Zinc) | जिंक ब्लैंड (ZnS) (Zinc Blende) जैनसाइट (ZnO)(Zencite) कैलामाइन (ZnCO3(Calamine) | रोस्टिंग और उसके बाद C के साथ रिडक्शन |
| लेड (Lead) | गेलेना (PBS) (Galena) | सल्फाइड अयस्क की रोस्टिंग और उसके बाद ऑक्साइड का रिडक्शन |
| लौहा (Iron) | हेमटिट (Fe2O3) (Hematite) मैग्नेटाइट (Fe2O4)(Magnetite) साइडराइट(FeCO3)(Siderite) लौहपाइराइट(FeS2) (Iron Pyrite) लाइमोनाइट (Fe2O3.3H2O)(Limonite) | CO की सहायता से रिडक्शन और ब्लास्ट फर्नेंस में कोक का रिडक्शन,calcinations के साथ CO का रासायनिक रिडक्शन, रोअस्टिंग का होना CO के रिडक्शन के साथ |
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