లోహద్యుతి, తాంతవత, స్తరణీయత, ధ్వని గుణం, అధిక ద్రవీభవన, బాష్పీభవన స్థానాలు, ఉష్ణ, విద్యుత్‌ వాహకత మొదలైనవి లోహాలు ప్రదర్శించే ముఖ్యమైన ధర్మాలు. ప్రస్తుతం లభ్యమయ్యే మూలకాల్లో 80% వరకు లోహాలే. మానవుడు మొట్టమొదట ఉపయోగించిన లోహం రాగి (కంచు యుగం).
ప్రకృతిలో లోహాల ఉనికి
భూపటలంలో అత్యంత విస్తారంగా లభించే లోహం అల్యూమినియం. లోహాల్లో తర్వాత విస్తృతిని ఇనుము ఆక్రమిస్తుంది.
భూపటలంలో లోహాల విస్తృతి క్రమం: అల్యూమినియం > ఇనుము > కాల్షియం > సోడియం > మెగ్నీషియం > పొటాషియం
బంగారం (Au), వెండి (Ag), ప్లాటినం (Pt) లాంటి కొన్ని లోహాలకు చర్యాశీలత తక్కువ. అందుకే అవి ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభిస్తాయి.
ఇతర లోహాలు వాటి అధిక చర్యాశీలత వల్ల ప్రకృతిలో సంయోగ పదార్థాలుగా లభిస్తాయి.
ప్రకృతిలో లభించే లోహ సమ్మేళనాలను లోహ ఖనిజాలు (Minerals) అంటారు.
పారిశ్రామికంగా ఏ లోహ ఖనిజం నుంచి లోహాన్ని లాభదాయకంగా సంగ్రహించగలమో ఆ ఖనిజాన్ని ‘ధాతువు’ (Ore) అంటారు.
ఉదా: బాక్సైట్, కోరండం మొదలైనవి అల్యూమినియం లోహ ఖనిజాలు. ఈ లోహాన్ని బాక్సైట్ నుంచి మాత్రమే లాభసాటిగా సంగ్రహించటం వల్ల బాక్సైట్‌ను అల్యూమినియం ధాతువుగా పరిగణిస్తారు.
బాక్సైట్‌లో 50% 70% వరకు అల్యూమినియం ఆక్సైడ్ ఉంటుంది.
అన్ని ధాతువులు ఖనిజాలే కానీ అన్ని ఖనిజాలు ధాతువులు కావు.
లోహాల క్రియాశీలత అవరోహణ క్రమం
K, Na, Mg, Ca, Al Zn, Fe, Pb, Cu Ag, Au
అధిక క్రియాశీలత మధ్యస్థ క్రియాశీలత అల్ప క్రియాశీలత
అధిక క్రియాశీలత కలిగిన లోహాలు ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభించవు. మధ్యస్థ క్రియాశీలత ఉన్న లోహాలు వాటి ఆక్సైడ్, సల్ఫైడ్, కార్బొనేట్‌ల రూపంలో లభిస్తాయి.
అల్ప క్రియాశీలత కలిగిన లోహాలు ప్రకృతిలో స్వేచ్ఛాస్థితిలో లభిస్తాయి.
ధాతువుల నుంచి లోహాలను సంగ్రహించే వివిధ పద్ధతులను తెలిపే శాస్త్రాన్ని లోహాసంగ్రహణశాస్త్రం అంటారు.
ధాతువుల నుంచి లోహాల సంగ్రహణ
ధాతువుల నుంచి లోహాలను సంగ్రహించడంలో మూడు దశలు ఉంటాయి. అవి
1. ముడిఖనిజ సాంద్రీకరణ
2. ముడిలోహ నిష్కర్షణ
3. లోహాన్ని శుద్ధిచేయడం
ముడిఖనిజ సాంద్రీకరణ
మైనింగ్‌ ద్వారా పొందిన ధాతువులో ఇసుక, మట్టి, రాళ్లలాంటి మలినాలు కలిసి ఉంటాయి. ఈ మలినాలను ‘గ్యాంగ్‌’ అంటారు. ధాతువు నుంచి వీలైనంత ఖనిజ మాలిన్యాన్ని తక్కువ ఖర్చుతో కొన్ని భౌతిక పద్ధతుల ద్వారా వేరుచేసే ప్రక్రియను ధాతు సాంద్రీకరణ అంటారు.
ధాతువు, ఖనిజ మాలిన్యం మధ్య భౌతిక ధర్మాల్లోని తేడాపై ఆధారపడి ధాతువును సాంద్రీకరణ చేయడానికి చేతితో ఏరివేయటం, నీటితో కడగటం, ప్లవన ప్రక్రియ, అయస్కాంత వేర్పాటు మొదలైన భౌతిక పద్ధతులను వాడతారు.
చేతితో ఏరివేయడం: రంగు, కణ పరిమాణం లాంటి ధర్మాల్లో ధాతువు, మలినాలకు మధ్య తేడా ఉంటే ఈ పద్ధతిని వాడతారు. ధాతు కణాలను చేతితో ఏరివేయడం ద్వారా మలినాల నుంచి వేరు చేయవచ్చు.
నీటితో కడగటం: ఈ పద్ధతిలో ధాతువును బాగా చూర్ణం చేసి వాలుగా ఉన్న తలంపై ఉంచి నీటి ప్రవాహంలో కడుగుతారు. దీంతో తేలికగా ఉన్న మలినాలు నీటి ప్రవాహంలో కొట్టుకుపోయి, బరువైన, శుద్ధమైన ముడిఖనిజ కణాలు నిలిచిపోతాయి.
అయస్కాంత వేర్పాటు: ఖనిజ మాలిన్యం లేదా ముడిఖనిజం ఏదో ఒకటి అయస్కాంత పదార్థం అయితే వాటిని విద్యుదయస్కాంతాలను ఉపయోగించి వేరుచేస్తారు.
ప్లవన ప్రక్రియ: సల్ఫైట్‌ ఖనిజాల నుంచి ఖనిజ మాలిన్యాన్ని తొలగించడానికి ప్లవన ప్రక్రియను ఉపయోగిస్తారు.
ఈ ప్రక్రియలో ధాతువును మెత్తని చూర్ణంగా చేసి, నీటి తొట్టెలో ఉంచి, ఎక్కువ పీడనంతో గాలిని పంపి, నీటిలో నురుగు వచ్చేట్లు చేస్తారు.
నురుగు ఖనిజ కణాలను పైతలానికి తీసుకువెళ్తుంది. మాలిన్య కణాలు తొట్టె అడుగు భాగానికి చేరతాయి. ఈ నురుగును వేరు చేసి, ఆరబెట్టి ధాతువు కణాలను పొందవచ్చు.
| ఖనిజ రూపం | ముఖ్యమైన ఖనిజాలు |
| ఆక్సైడ్ | బాక్సైట్, హెమటైట్, మాగ్నటైట్ |
| సల్ఫైడ్ | సిన్నబార్, గెలీనా, పైరటీస్ |
| కార్బొనేట్‌ | సున్నపురాయి, డోలమైట్, మాగ్నసైట్ |
| సల్ఫేÄట్‌ | జిప్సం, బారైట్, ఎప్సం లవణం |
| క్లోరైడ్‌ | రాతి ఉప్పు, హార్న్‌ సిల్వర్, కార్నలైట్ |
కొన్ని ముఖ్యమైన లోహ ఖనిజాలు
| లోహం | ఖనిజాలు |
| మెగ్నీషియం | మాగ్నసైట్, ఎప్సం లవణం, కార్నలైట్, డోలమైట్ |
| కాల్షియం | సున్నపురాయి, జిప్సం, చాక్, డోలమైట్ |
| ఇనుము (ఐరన్‌) | మాగ్నటైట్, హెమటైట్, సిడరైట్, ఐరన్‌ పైరటీస్ |
| అల్యూమినియం | బాక్సైట్, కోరండం |
| రాగి (కాపర్‌) | కాపర్‌ పైరటీస్, మాలకైట్ |
| సోడియం | రాతి ఉప్పు, చిలీ సాల్ట్పీటర్ |
| జింక్‌ | జింక్‌బ్లెండ్, జింకైట్‌ |
| వెండి (సిల్వర్) | అర్జంటైట్, హార్న్‌సిల్వర్‌ |
| పొటాషియం | సాల్ట్పీటర్, కార్నలైట్, సిల్వైట్‌ లేదా సిల్వైన్‌ |
| బేరియం | బారైట్, విథరైట్‌ |
| సీసం (లెడ్‌) |
గెలీనా, సెరిసైట్‌ |
| పాదరసం (మెర్క్యురీ) | సిన్నబార్ |
| థోరియం | మోనోజైట్‌ |
| యురేనియం | పిచ్‌ బ్లెండ్‌ |
ముఖ్యమైన ధాతువులు - రసాయన ఫార్ములా
| ధాతువు | రసాయన ఫార్ములా | లోహం |
| బాక్సైట్ | Al2O3. 2H2O | Al - అల్యూమినియం |
| బారైట్ | BaSO4 | Ba - బేరియం |
| జింక్‌ బ్లెండ్‌ | ZnS | Zn -జింక్‌ |
| అర్జంటైట్ | Ag2S | Ag -సిల్వర్ (వెండి) |
| సిన్నబార్ | HgS | Hg -మెర్క్యురీ (పాదరసం) |
| క్యాసిటరైట్‌ | SnO2 | Sn -టిన్‌ (తగరం) |
| కాపర్‌పైరటీస్‌ | CuFeS2 | Cu -కాపర్‌ (రాగి) |
| హార్న్‌ సిల్వర్ | AgCl | Ag -సిల్వర్ (వెండి) |
| మాగ్నసైట్ | MgCO3 | Mg -మెగ్నీషియం |
| ఎప్సం లవణం | MgSO4. 7H2O | Mg -మెగ్నీషియం |
| కార్నలైట్ | KCl. MgCl2. 6H2O | Mg -మెగ్నీషియం |
| డోలమైట్ | CaCO3. MgCO3 | Mg -మెగ్నీషియం |
| సున్నపురాయి కాల్సైట్‌ | CaCO3 | Ca -కాల్షియం |
| జిప్సం | CaSO4. 2H2O | Ca - కాల్షియం |
| పైరోల్యూసైట్‌ | MnO2 | Mn -మాంగనీస్‌ |
| రాక్‌సాల్ట్‌ (రాతి ఉప్పు) | NaCl | Na -సోడియం |
| మాగ్నటైట్ | Fe3O4 | Fe - ఇనుము (ఐరన్‌) |
| హెమటైట్ | Fe2O3 | Fe - ఇనుము (ఐరన్‌) |
| చిలీ సాల్ట్పీటర్ | NaNO3 | Na -సోడియం |
| సాల్ట్పీటర్ | KNO3 | K - పొటాషియం |
| మాలకైట్ | CuCO3.Cu(OH)2 | Cu - రాగి (కాపర్‌) |
| జింకైట్‌ | ZnO | Zn -జింక్‌ |
రచయిత
డా. పి. భానుప్రకాష్‌
అసిస్టెంట్‌ ప్రొఫెసర్‌
