कार्बन रिडक्शन और थर्माइट प्रक्रिया के बीच मुख्य अंतर यह है कि कार्बन रिडक्शन में, हम कार्बन का उपयोग करके फ्यूज्ड मेटल ऑक्साइड की कमी के माध्यम से एक बेस मेटल को उसके अयस्क से निकाल सकते हैं, जबकि थर्माइट प्रक्रिया में, हम कार्बन के बजाय एल्यूमीनियम पाउडर का उपयोग करते हैं।.
कार्बन की कमी और थर्माइट प्रक्रिया दो महत्वपूर्ण धातुकर्म प्रक्रियाएं हैं। इसलिए, हम इन प्रक्रियाओं का उपयोग मुख्य रूप से औद्योगिक जरूरतों में करते हैं। कार्बन की कमी गलाने का एक चरण है; गलाने में, हम एक धातु अयस्क को एक कम करने वाले एजेंट की उपस्थिति में गर्मी लागू करते हैं, जो कि कार्बन है। हालांकि, थर्माइट प्रक्रिया में, हम कार्बन के बजाय एल्यूमीनियम पाउडर के साथ भी यही प्रक्रिया करते हैं।
कार्बन न्यूनीकरण क्या है?
कार्बन अपचयन एक ऐसी प्रक्रिया है जिससे हम कार्बन का उपयोग करके एक धातु को एक फ्यूज्ड धातु ऑक्साइड से निकाल सकते हैं। यहां, कार्बन एक कम करने वाले एजेंट के रूप में कार्य करता है। इस प्रक्रिया में, हम अयस्क में धातु ऑक्साइड से मुक्त धातु प्राप्त कर सकते हैं। इसके अलावा, यह विधि लोहा, तांबा, जस्ता आदि धातुओं के लिए उपयुक्त है।
चित्र 01: धातुओं के निष्कर्षण के लिए एक स्मेल्टर कार्बन न्यूनीकरण विधि का उपयोग करता है
इस प्रक्रिया में, सबसे पहले, हमें भुना हुआ या कैलक्लाइंड अयस्क को उचित मात्रा में कोक या चारकोल (कोक और चारकोल कार्बन का सबसे अच्छा स्रोत हैं) के साथ मिलाना होगा। फिर, हमें गर्मी लगाने की जरूरत है। इसके लिए बहुत अधिक तापमान की आवश्यकता होती है। यह अंततः अन्य रासायनिक तत्वों को गैसों या स्लैग (कांच जैसे उपोत्पाद) के रूप में हटाकर धातु अयस्क को विघटित कर देगा और धातु को मुक्त रूप में पीछे छोड़ देगा।मुख्य रूप से, हमें हवा की नियंत्रित आपूर्ति की उपस्थिति में इस प्रक्रिया को ब्लास्ट फर्नेस में करने की आवश्यकता होती है। यदि हम धातु जस्ता को उसके अयस्क से अलग करने जा रहे हैं, तो कार्बन कमी प्रतिक्रिया इस प्रकार है:
ZnO + C ⟶ Zn + CO
इसके अतिरिक्त, हमें अयस्क में अभी भी मौजूद अशुद्धियों को दूर करने के लिए अयस्क में एक अतिरिक्त अभिकर्मक जोड़ने की आवश्यकता है। हम इसे "प्रवाह" कहते हैं। इसके अलावा, यह प्रवाह अशुद्धियों के साथ जुड़ सकता है और एक फ्यूसिबल उत्पाद बना सकता है; हम इसे "स्लैग" कहते हैं।
दीमक प्रक्रिया क्या है?
थर्माइट प्रक्रिया एक ऐसी तकनीक है जिसमें हम एल्यूमीनियम पाउडर का उपयोग करके धातु को उसके अयस्क से निकाल सकते हैं। साथ ही, यह प्रक्रिया धातु ऑक्साइड को मुक्त धातु में कम कर देती है। कम करने वाला एजेंट एल्युमिनियम है।
इसके अलावा, इस विधि से हम जिन प्रमुख धातुओं को निकाल सकते हैं, वे हैं क्रोमियम और मैंगनीज। हम ऐसा इसलिए कर सकते हैं क्योंकि क्रोमियम और मैंगनीज की तुलना में एल्यूमीनियम अधिक विद्युत धनात्मक है। इस प्रक्रिया के लिए रासायनिक प्रतिक्रियाएं इस प्रकार हैं:
2Al + Cr2O3 ⟶ अल2O 3 + 2 करोड़
8Al + Mn3O4 ⟶ अल2O 3 + 9 मिलियन
कार्बन न्यूनीकरण और थर्माइट प्रक्रिया में क्या अंतर है?
कार्बन की कमी और दीमक प्रक्रिया दो प्रकार की तकनीकें हैं जिनका उपयोग हम किसी धातु को उसके ऑक्साइड यौगिक से अलग करने के लिए कर सकते हैं। कार्बन रिडक्शन और थर्माइट प्रक्रिया के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि कार्बन रिडक्शन में, हम कार्बन का उपयोग करके फ्यूज्ड मेटल ऑक्साइड की कमी के माध्यम से एक बेस मेटल को उसके अयस्क से निकाल सकते हैं, जबकि थर्माइट प्रक्रिया में, हम कार्बन के बजाय एल्यूमीनियम पाउडर का उपयोग करते हैं।
उनके प्रतिक्रिया सिद्धांतों पर विचार करते समय, कार्बन कमी और थर्माइट प्रक्रिया के बीच का अंतर यह है कि कार्बन कमी में, कार्बन धातु के आवेश को धनात्मक से शून्य में बदलते हुए, अपने आवेशों को धात्विक धनायन में स्थानांतरित कर देता है। इस प्रकार, हम अंततः मुक्त धातु प्राप्त कर सकते हैं। थर्माइट प्रक्रिया में, क्रोमियम और मैंगनीज की तुलना में एल्यूमीनियम अधिक विद्युत धनात्मक होता है; इस प्रकार, यह ऑक्साइड यौगिक में धातु को प्रतिस्थापित कर सकता है।धातुओं के उदाहरण जिन्हें हम कार्बन कटौती प्रक्रिया से निकाल सकते हैं उनमें जस्ता, तांबा, लोहा, आदि शामिल हैं, जबकि क्रोमियम और मैंगनीज वे धातुएं हैं जिन्हें हम थर्माइट प्रक्रिया से निकाल सकते हैं।
सारांश - कार्बन कटौती बनाम थर्माइट प्रक्रिया
कार्बन की कमी और दीमक प्रक्रिया दो प्रकार की तकनीकें हैं जिनका उपयोग हम किसी धातु को उसके ऑक्साइड यौगिक से अलग करने के लिए कर सकते हैं। संक्षेप में, कार्बन कमी और थर्माइट प्रक्रिया के बीच महत्वपूर्ण अंतर यह है कि कार्बन की कमी में हम कार्बन का उपयोग करके फ्यूज्ड मेटल ऑक्साइड की कमी के माध्यम से एक बेस मेटल को उसके अयस्क से निकाल सकते हैं, जबकि थर्माइट प्रक्रिया में, हम कार्बन के बजाय एल्यूमीनियम पाउडर का उपयोग करते हैं।
