Betterton–Kroll process
বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়া হল সীসা বুলিয়ন (সীসা যা এখনও উল্লেখযোগ্য পরিমাণে অমেধ্য ধারণ করে) থেকে সীসা পরিশোধন করার জন্য একটি পাইরোমেটালার্জিকাল প্রক্রিয়া। 1922 সালে উইলিয়াম জাস্টিন ক্রল দ্বারা বিকশিত, বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়া প্রচলিত সীসা গলানোর চূড়ান্ত ধাপগুলির মধ্যে একটি। সীসা থেকে সোনা, তামা এবং রৌপ্য অপসারণের পরে, উল্লেখযোগ্য পরিমাণে বিসমাথ এবং অ্যান্টিমনি অবশিষ্ট থাকে। এই অশুচিতা অপসারণের জন্য বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। এই প্রক্রিয়ায়, প্রায় 380 ডিগ্রি সেলসিয়াস তাপমাত্রায় গলিত সীসে ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম যোগ করা হয়। ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম বুলিয়নের বিসমাথ এবং অ্যান্টিমনির সাথে বিক্রিয়া করে একটি উচ্চতর গলনাঙ্ক সহ মিশ্র ধাতু গঠন করে, যা পরে পৃষ্ঠ থেকে সরানো যেতে পারে। এই প্রক্রিয়াটি ওজনের দিক থেকে 0.01 শতাংশেরও কম বিসমাথ সহ সীসা রেখে যায়। এই প্রক্রিয়াটি সস্তা শিল্প সীসা গলানোর জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ এবং বেটস ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়া এবং ভগ্নাংশ স্ফটিকীকরণের মতো আরও ব্যয়বহুল প্রক্রিয়াগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্য সুবিধা প্রদান করে। 1920-এর দশকের গোড়ার দিকে, উইলিয়াম জাস্টিন ক্রল ক্যালসিয়াম যোগ করে সীসা থেকে বিসমাথ অপসারণের জন্য একটি প্রক্রিয়া তৈরি করেছিলেন। যাইহোক, জেসি ওটম্যান বেটারটন প্রক্রিয়াটিতে ম্যাগনেসিয়াম যোগ করে প্রক্রিয়াটির উন্নতি না করা পর্যন্ত এটি বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর ছিল না, যা সীসা পরিমার্জন করার জন্য প্রয়োজনীয় ধাতুর মোট পরিমাণ হ্রাস করে। রাসায়নিক প্রক্রিয়া বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়ার মূল চাবিকাঠি হল গলিত সীসা বুলিয়নে ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম ধাতু যোগ করা। ধাতুগুলি সীসার অমেধ্যের সাথে বিক্রিয়া করে এবং পৃষ্ঠের উপর একটি কঠিন আবরণ তৈরি করে, যা সহজেই অপসারণ করা যায়, অনেক বিশুদ্ধ সীসা রেখে যায়। ধাতব সংযোজন বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়াটি সীসা স্বর্ণকে প্রায় 500 ডিগ্রি সেলসিয়াসে গরম করার মাধ্যমে শুরু হয়। একটি ক্যালসিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম খাদ দ্রবণে যোগ করা হয়, যা 15-20 মিনিটের মধ্যে বুলিয়নে গলে যায়। সীসার মিশ্রণটি তারপর তরল বিন্দুতে শীতল করা হয় (সর্বনিম্ন তাপমাত্রা যে মিশ্র ধাতুটি সম্পূর্ণ তরল), যা প্রায় 320-380 °C। নিম্ন তাপমাত্রায়, ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম সীসা বুলিয়নে বিসমাথ এবং অ্যান্টিমনির সাথে নিম্নলিখিত উপায়ে বিক্রিয়া করেঃ Ca + 2Mg + 2Bi-> CaMg2Bi2 (s) Ca + 2Mg + 2Sb-> CaMg2Sb2 (s) আবর্জনা অপসারণ উৎপাদিত মিশ্র ধাতুগুলির বাকি ধাতুর তুলনায় একটি গলনাঙ্ক বেশি থাকে, তাই তারা পৃষ্ঠের উপর একটি কঠিন ফিল্ম বা আবর্জনা তৈরি করে যা সরানো যেতে পারে। গলিত সীসা আবর্জনার মধ্যে আটকে থাকতে পারে, তাই অবশিষ্ট সীসা চেপে ধরার জন্য আবর্জনাকে প্রায়শই জলবাহীভাবে চেপে রাখা হয়। এই প্রক্রিয়ার মাধ্যমে, দ্রবণে বিসমাথকে 0.01 ওয়াটের নিচে নামিয়ে আনা যেতে পারে। % (ওজন অনুসারে শতাংশ)। বিসমাথ পুনরুদ্ধার আবর্জনা মুছে ফেলার পর, বিসমাথ পুনরুদ্ধারের জন্য এর চিকিৎসা করা যেতে পারে। এর জন্য সবচেয়ে সাধারণ প্রক্রিয়া হল ক্যালসিয়াম-ম্যাগনেসিয়াম-বিসমাথ মিশ্রধনের ক্লোরিনেশন। ক্লোরিকরণ প্রক্রিয়ায়, ক্লোরিন আবর্জনার অন্যান্য ধাতুর সাথে বিক্রিয়া করে এবং উচ্চ বিশুদ্ধতা সম্পন্ন বিসমাথ রেখে যায়। বৈচিত্র্য এবং বিকল্প যদিও বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়াটি সর্বাধিক ব্যবহৃত পদ্ধতি, তবে এর বৈচিত্র্য এবং বিকল্প রয়েছে যা নির্দিষ্ট ব্যবহারের ক্ষেত্রে সুবিধা প্রদান করতে পারে। গলিত লবণের প্রতিক্রিয়া ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম ধাতু সরাসরি মিশ্রণে যোগ করার পরিবর্তে, অন্যান্য গলিত লবণের সাথে মিশ্রিত ধাতুর অক্সাইডগুলি দ্রবণে যোগ করা যেতে পারে। উচ্চ তাপমাত্রায় একবার মিশ্রণে এলে, লবণগুলিকে ধাতু এবং অক্সিজেন গ্যাসে বিভক্ত করতে বিদ্যুদ্বাহক ব্যবহার করা যেতে পারে, যাতে ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়াম দ্রবণে মিশ্র ধাতু তৈরি করতে পারে। ক্যালসিয়াম অক্সাইডের ক্ষেত্রে যে প্রতিক্রিয়া ঘটে তা হলঃ CaO-> Ca + 1/2O2 কারণ ক্যালসিয়াম একটি প্রতিক্রিয়া দ্বারা উত্পাদিত হয় এবং বাতাসের সংস্পর্শে সময় ব্যয় করে না, পদ্ধতিটি জারণ থেকে ক্ষতি রোধ করে। এই পদ্ধতির আরেকটি সুবিধা হল ক্যালসিয়ামের লবণ প্রায়শই ক্যালসিয়াম ধাতুর চেয়ে সস্তা হয়। সেন্ট্রিফিউজের ব্যবহার গলিত সোনার উপরের অংশ থেকে আবর্জনা সরানোর পরিবর্তে, ক্যালসিয়াম এবং ম্যাগনেসিয়ামকে সেন্ট্রিফিউজে সীসা সোনার সাথে একত্রিত করা যেতে পারে। যখন সেন্ট্রিফিউজটি ঘুরানো হয়, তখন গলিত সীসা কেবল উপরে ভাসমান হওয়ার জন্য অপেক্ষা করার চেয়ে বেশি সম্পূর্ণরূপে আবর্জনা থেকে আলাদা হয়ে যায়। এই প্রক্রিয়াটি নিষ্কাশনের পরে আবর্জনাকে জলবাহীভাবে চাপ দেওয়ার প্রয়োজনীয়তাও সরিয়ে দেয় কারণ খুব কম সীসা আবর্জনার মধ্যে আটকা পড়ে। বেটস ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়া বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়া শুধুমাত্র ভর দ্বারা বিসমাথ কনসার্টেশনকে প্রায় 0.01%-এ কমিয়ে আনতে পারে। যদি উচ্চতর বিশুদ্ধতার প্রয়োজন হয়, তবে বেটস ইলেক্ট্রোলাইটিক প্রক্রিয়া ব্যবহার করা হয়। যাইহোক, বেটস প্রক্রিয়ার উল্লেখযোগ্য শক্তি এবং সরঞ্জামের প্রয়োজনীয়তার কারণে, বেটারটন-ক্রল প্রক্রিয়াটি অগ্রাধিকারযোগ্য যদি সেই উচ্চ স্তরের বিশুদ্ধতার প্রয়োজন না হয়। ফ্র্যাকশনাল ক্রিস্টালাইজেশন বুলিয়নকে আলাদা করার আরেকটি উপায় হল ফ্র্যাকশনাল ক্রিস্টালাইজেশন এবং প্যাটিনসন প্রক্রিয়া। এই প্রক্রিয়ায় দ্রবণে ধাতুগুলিকে আলাদা করার জন্য বিভিন্ন গলনাঙ্ক ব্যবহার করা হয়। ভগ্নাংশ স্ফটিকীকরণের মাধ্যমে, ধাতু সিলভার, তামা এবং বিসমাথকে এক ধাপে সীসা থেকে আলাদা করা যেতে পারে। যাইহোক, এই প্রক্রিয়াটি বিসমাথ অপসারণে খুব কার্যকর নয় কারণ সীসা এবং বিসমাথ একে অপরের গলনাঙ্কের কতটা কাছাকাছি। আরও দেখুন লিড স্মেল্টার লিড স্মেল্টিং রেফারেন্স শিল্প প্রক্রিয়াগুলি বিসমাথ লিড