Betterton–Kroll process
ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸೀಸದ ಚಿನ್ನದಿಂದ ಸೀಸವನ್ನು ಸಂಸ್ಕರಿಸುವ ಪೈರೋಮೆಟಲರ್ಜಿಕಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಾಗಿದೆ (ಸೀಸದ ಇನ್ನೂ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ). 1922ರಲ್ಲಿ ವಿಲಿಯಂ ಜಸ್ಟಿನ್ ಕ್ರೋಲ್ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದ ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸಾಂಪ್ರದಾಯಿಕ ಸೀಸದ ಕರಗಿಸುವಿಕೆಯ ಅಂತಿಮ ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿದೆ. ಚಿನ್ನ, ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಬೆಳ್ಳಿಯನ್ನು ಸೀಸದಿಂದ ತೆಗೆದುಹಾಕಿದ ನಂತರ, ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಮಾಣದ ಬಿಸ್ಮತ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮನಿ ಉಳಿದಿವೆ. ಈ ಕಲ್ಮಶಗಳನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕಲು ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕರಗಿದ ಸೀಸಕ್ಕೆ ಸುಮಾರು 380 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಚಿನ್ನದಲ್ಲಿನ ಬಿಸ್ಮತ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮನಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸಿ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವಿನೊಂದಿಗೆ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ನಂತರ ಅದನ್ನು ಮೇಲ್ಮೈಯಿಂದ ಹೊರತೆಗೆಯಬಹುದು. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ತೂಕದಲ್ಲಿ 0.01% ಕ್ಕಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಬಿಸ್ಮತ್ನೊಂದಿಗೆ ಸೀಸವನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡುತ್ತದೆ. ಅಗ್ಗದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಸೀಸದ ಕರಗುವಿಕೆಗೆ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿರ್ಣಾಯಕವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಬೆಟ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲಿಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಫ್ರ್ಯಾಕ್ಷನಲ್ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣದಂತಹ ಹೆಚ್ಚು ದುಬಾರಿ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳಿಗಿಂತ ಗಮನಾರ್ಹ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ನೀಡುತ್ತದೆ. 1920ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ, ವಿಲಿಯಂ ಜಸ್ಟಿನ್ ಕ್ರೋಲ್ ಅವರು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಸೀಸದಿಂದ ಬಿಸ್ಮತ್ ಅನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಿದರು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಜೆಸ್ಸಿ ಓಟ್ಮನ್ ಬೆಟರ್ಟನ್ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗೆ ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಸೇರಿಸುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸುವವರೆಗೂ ಇದು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಕಾರ್ಯಸಾಧ್ಯವಾಗಿರಲಿಲ್ಲ, ಇದು ಸೀಸವನ್ನು ಪರಿಷ್ಕರಿಸಲು ಅಗತ್ಯವಿರುವ ಒಟ್ಟು ಲೋಹದ ಪ್ರಮಾಣವನ್ನು ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಿತು. ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಪ್ರಮುಖ ಅಂಶವೆಂದರೆ ಕರಗಿದ ಸೀಸದ ಚಿನ್ನಕ್ಕೆ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಲೋಹವನ್ನು ಸೇರಿಸುವುದು. ಲೋಹಗಳು ಸೀಸದಲ್ಲಿನ ಕಲ್ಮಶಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆ ಮತ್ತು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಘನ ಪದರವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ, ಇದನ್ನು ಸುಲಭವಾಗಿ ತೆಗೆದುಹಾಕಬಹುದು, ಹೆಚ್ಚು ಶುದ್ಧ ಸೀಸವನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡಬಹುದು. ಲೋಹದ ಸೇರ್ಪಡೆ ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಸೀಸದ ಚಿನ್ನವನ್ನು ಸುಮಾರು 500 ಡಿಗ್ರಿ ಸೆಲ್ಸಿಯಸ್ಗೆ ಬಿಸಿ ಮಾಡುವ ಮೂಲಕ ಪ್ರಾರಂಭವಾಗುತ್ತದೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹವನ್ನು ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು 15-20 ನಿಮಿಷಗಳಲ್ಲಿ ಚಿನ್ನಕ್ಕೆ ಕರಗುತ್ತದೆ. ಸೀಸದ ಮಿಶ್ರಣವನ್ನು ನಂತರ ದ್ರವ ಬಿಂದುವಿಗೆ (ಮಿಶ್ರಲೋಹವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ದ್ರವವಾಗಿರುವ ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನ) ತಂಪಾಗಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ, ಇದು ಸುಮಾರು 320-380 °C ಆಗಿರುತ್ತದೆ. ಕಡಿಮೆ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ, ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಸೀಸದ ಚಿನ್ನದಲ್ಲಿ ಬಿಸ್ಮತ್ ಮತ್ತು ಆಂಟಿಮನಿಗಳೊಂದಿಗೆ ಈ ಕೆಳಗಿನ ರೀತಿಯಲ್ಲಿ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತವೆಃ Ca + 2Mg + 2Bi-> CaMg2Bi2 (ಗಳು) Ca + 2Mg + 2Sb-> CaMg2Sb2 (ಗಳು) ಕಸವನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವುದು ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುವ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳು ಉಳಿದ ಲೋಹಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಿನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತವೆ, ಆದ್ದರಿಂದ ಅವು ಮೇಲ್ಮೈಯಲ್ಲಿ ಘನ ಪದರ ಅಥವಾ ಕಸವನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತವೆ. ಕರಗಿದ ಸೀಸವು ಮಡಕೆಯಲ್ಲಿ ಸಿಕ್ಕಿಹಾಕಿಕೊಳ್ಳಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಉಳಿದ ಸೀಸವನ್ನು ಹಿಂಡುವ ಸಲುವಾಗಿ ಮಡಕೆಯನ್ನು ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಜಲಚಾಲಿತವಾಗಿ ಒತ್ತಲಾಗುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ, ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿರುವ ಬಿಸ್ಮತ್ ಅನ್ನು 0.01 ಡಬ್ಲ್ಯೂಟಿಗಿಂತ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡಬಹುದು. % (ತೂಕದ ಪ್ರಕಾರ ಶೇಕಡಾವಾರು). ಬಿಸ್ಮತ್ ಚೇತರಿಕೆ ಮಡಕೆಯನ್ನು ತೊಡೆದುಹಾಕಿದ ನಂತರ, ಅದನ್ನು ಮರುಪಡೆಯಲು ಚಿಕಿತ್ಸೆ ನೀಡಬಹುದು. ಇದಕ್ಕೆ ಅತ್ಯಂತ ಸಾಮಾನ್ಯವಾದ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯೆಂದರೆ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ-ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್-ಬಿಸ್ಮತ್ ಮಿಶ್ರಲೋಹದ ಕ್ಲೋರಿನೇಷನ್. ಕ್ಲೋರಿನೇಷನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ, ಕ್ಲೋರಿನ್ ಮಡಕೆಯಲ್ಲಿರುವ ಇತರ ಲೋಹಗಳೊಂದಿಗೆ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯಿಸುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಬಿಸ್ಮತ್ ಅನ್ನು ಬಿಟ್ಟುಬಿಡುತ್ತದೆ. ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹೆಚ್ಚು ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುವ ವಿಧಾನವಾಗಿದ್ದರೂ, ಇದು ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಬಳಕೆಯ ಪ್ರಕರಣಗಳಿಗೆ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು ಒದಗಿಸುವ ವ್ಯತ್ಯಾಸಗಳು ಮತ್ತು ಪರ್ಯಾಯಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದೆ. ಕರಗಿದ ಉಪ್ಪಿನ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಗಳು ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಲೋಹವನ್ನು ನೇರವಾಗಿ ಮಿಶ್ರಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸುವ ಬದಲು, ಇತರ ಕರಗಿದ ಲವಣಗಳೊಂದಿಗೆ ಬೆರೆಸಿದ ಲೋಹಗಳ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗಳನ್ನು ದ್ರಾವಣಕ್ಕೆ ಸೇರಿಸಬಹುದು. ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನದಲ್ಲಿ ಮಿಶ್ರಣದಲ್ಲಿ ಒಮ್ಮೆ, ವಿದ್ಯುದ್ವಾರಗಳನ್ನು ಲವಣಗಳನ್ನು ಲೋಹ ಮತ್ತು ಆಮ್ಲಜನಕ ಅನಿಲವಾಗಿ ವಿಭಜನೆ ಮಾಡಲು ಬಳಸಬಹುದು, ಆದ್ದರಿಂದ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿ ಮಿಶ್ರಲೋಹಗಳನ್ನು ರೂಪಿಸಲು ಮುಕ್ತವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್ಗೆ, ಸಂಭವಿಸುವ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯೆಂದರೆಃ CaO-> Ca + 1/2O2 ಏಕೆಂದರೆ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಪ್ರತಿಕ್ರಿಯೆಯಿಂದ ಉತ್ಪತ್ತಿಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಾಳಿಗೆ ಒಡ್ಡಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಮಯವನ್ನು ಕಳೆಯುವುದಿಲ್ಲ, ವಿಧಾನವು ಆಕ್ಸಿಡೀಕರಣದಿಂದ ನಷ್ಟವನ್ನು ತಡೆಯುತ್ತದೆ. ಈ ವಿಧಾನದ ಮತ್ತೊಂದು ಪ್ರಯೋಜನವೆಂದರೆ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಲವಣಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಲೋಹಕ್ಕಿಂತ ಅಗ್ಗವಾಗಿರುತ್ತವೆ. ಸೆಂಟ್ರಿಫ್ಯೂಜ್ನ ಬಳಕೆಯು ಕರಗಿದ ಬುಲಿಯಾನ್ನ ಮೇಲ್ಭಾಗದಿಂದ ಕಸವನ್ನು ಹೊರತೆಗೆಯುವ ಬದಲು, ಕ್ಯಾಲ್ಸಿಯಂ ಮತ್ತು ಮೆಗ್ನೀಸಿಯಮ್ ಅನ್ನು ಸೆಂಟ್ರಿಫ್ಯೂಜ್ನಲ್ಲಿ ಸೀಸದ ಬುಲಿಯಾನ್ನೊಂದಿಗೆ ಸಂಯೋಜಿಸಬಹುದು. ಸೆಂಟ್ರಿಫ್ಯೂಜ್ ಅನ್ನು ತಿರುಗಿಸಿದಾಗ, ಕರಗಿದ ಸೀಸವು ಮೇಲಕ್ಕೆ ತೇಲುವವರೆಗೆ ಕಾಯುವುದಕ್ಕಿಂತ ಹೆಚ್ಚಾಗಿ ಕಸದಿಂದ ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬೇರ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಹೊರತೆಗೆಯುವಿಕೆಯ ನಂತರ ದ್ರಾಸನ್ನು ಹೈಡ್ರಾಲಿಕ್ ಆಗಿ ಒತ್ತುವ ಅಗತ್ಯವನ್ನು ಸಹ ತೆಗೆದುಹಾಕುತ್ತದೆ ಏಕೆಂದರೆ ಬಹಳ ಕಡಿಮೆ ಸೀಸವು ಡ್ರಾಸ್ನಲ್ಲಿ ಸಿಲುಕಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ. ಬೆಟ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಬಿಸ್ಮತ್ ಸಂಗೀತ ಸಂಯೋಜನೆಯನ್ನು ದ್ರವ್ಯರಾಶಿಯಿಂದ ಸುಮಾರು 0.01% ಗೆ ಮಾತ್ರ ಕಡಿಮೆ ಮಾಡುತ್ತದೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿದ್ದರೆ, ಬೆಟ್ಸ್ ಎಲೆಕ್ಟ್ರೋಲೈಟಿಕ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಬೆಟ್ಸ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಗಮನಾರ್ಹ ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಸಲಕರಣೆಗಳ ಅವಶ್ಯಕತೆಗಳಿಂದಾಗಿ, ಹೆಚ್ಚಿನ ಮಟ್ಟದ ಶುದ್ಧತೆಯ ಅಗತ್ಯವಿಲ್ಲದಿದ್ದರೆ ಬೆಟರ್ಟನ್-ಕ್ರೋಲ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಫ್ರಾಕ್ಷನಲ್ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣವು ಚಿನ್ನವನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ಮತ್ತೊಂದು ಮಾರ್ಗವೆಂದರೆ ಫ್ರಾಕ್ಷನಲ್ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣ ಮತ್ತು ಪ್ಯಾಟಿನ್ಸನ್ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮೂಲಕ. ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಅವುಗಳನ್ನು ಬೇರ್ಪಡಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ ದ್ರಾವಣದಲ್ಲಿರುವ ಲೋಹಗಳ ವಿವಿಧ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳನ್ನು ಬಳಸಿತು. ಭಾಗಶಃ ಸ್ಫಟಿಕೀಕರಣದ ಮೂಲಕ, ಬೆಳ್ಳಿ, ತಾಮ್ರ ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್ ಲೋಹಗಳನ್ನು ಒಂದು ಹಂತದಲ್ಲಿ ಸೀಸದಿಂದ ಬೇರ್ಪಡಿಸಬಹುದು. ಆದಾಗ್ಯೂ, ಸೀಸ ಮತ್ತು ಬಿಸ್ಮತ್ನ ಕರಗುವ ಬಿಂದುಗಳು ಪರಸ್ಪರ ಎಷ್ಟು ಹತ್ತಿರದಲ್ಲಿವೆ ಎಂಬ ಕಾರಣದಿಂದಾಗಿ ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಬಿಸ್ಮತ್ನನ್ನು ತೆಗೆದುಹಾಕುವಲ್ಲಿ ಹೆಚ್ಚು ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ. ಲೀಡ್ ಸ್ಮೆಲ್ಟರ್ ಲೀಡ್ ಸ್ಮೆಲ್ಟಿಂಗ್ ಉಲ್ಲೇಖಗಳು ಕೈಗಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳು ಬಿಸ್ಮತ್ ಲೀಡ್ ಅನ್ನು ಸಹ ನೋಡಿ