Concentration Questions in Gujarati

(A) ફીણ પ્લવન પધ્ધતિ મુખ્યત્વે સલ્ફાઈડ યુક્ત અયસ્ક માટે વપરાય છે. $Chalcopyrite$ $(CuFeS_2)$ એ સલ્ફાઈડ અયસ્ક હોવાથી,આ પધ્ધતિ તેના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાય છે.

(A) આયર્ન પાયરાઇટ એ $FeS_2$ છે,જે એક સલ્ફાઇડ અયસ્ક છે.
ફીણ પ્લવન પદ્ધતિનો ઉપયોગ સલ્ફાઇડ અયસ્કના સંકેન્દ્રણ માટે થાય છે.

(D) નિક્ષાલન એ નિષ્કર્ષણની એક પદ્ધતિ છે જેમાં અયસ્કને યોગ્ય પ્રક્રિયક સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે જે અયસ્કને ઓગાળે છે પરંતુ અશુદ્ધિઓને નહીં.
$1$. સોનું $(Au)$ અને ચાંદી $(Ag)$ ને હવાની $(O_2)$ હાજરીમાં $NaCN$ અથવા $KCN$ ના મંદ દ્રાવણ સાથે નિક્ષાલન કરીને મેળવવામાં આવે છે.
$2$. એલ્યુમિનિયમ $(Al)$ ને બોક્સાઈટ અયસ્ક $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ માંથી $NaOH$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ સાથે નિક્ષાલન કરીને મેળવવામાં આવે છે (બેયરની પદ્ધતિ).
આમ,ત્રણેય ધાતુઓ નિક્ષાલનનો ઉપયોગ કરીને મેળવવામાં આવતી હોવાથી,સાચો જવાબ $D$ છે.

(D) ચુંબકીય અલગીકરણ પદ્ધતિ ત્યારે વપરાય છે જ્યારે અયસ્ક અથવા અશુદ્ધિઓ ચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવતી હોય. $Fe_3O_4$ (મેગ્નેટાઇટ) પ્રબળ ચુંબકીય છે અને આ પદ્ધતિ દ્વારા તેનું સંકેન્દ્રણ કરવામાં આવે છે.

(D) બોકસાઇટ અયસ્કમાં ઘણીવાર અશુદ્ધિઓ તરીકે $SiO_2$,$Fe_2O_3$ અને $TiO_2$ હોય છે.
જ્યારે $SiO_2$ મુખ્ય અશુદ્ધિ હોય,ત્યારે સેરપેક્સ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બોકસાઇટને કોક અને નાઇટ્રોજન સાથે $1800 \ ^\circ C$ તાપમાને ગરમ કરીને એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ $(AlN)$ બનાવવામાં આવે છે,જ્યારે $SiO_2$ નું રિડક્શન સિલિકોન $(Si)$ માં થાય છે જે બાષ્પીભવન પામે છે.
$Al_2O_3 + 3C + N_2 \rightarrow 2AlN + 3CO$
$SiO_2 + 2C \rightarrow Si + 2CO$
ત્યારબાદ $AlN$ નું જળવિભાજન કરીને શુદ્ધ એલ્યુમિના મેળવવામાં આવે છે.

(B) સાચો જવાબ $B$ છે. ફીણ પ્લવન પદ્ધતિમાં,અયસ્કના કણો તેલ (પાઈન ઓઈલ) દ્વારા પસંદગીયુક્ત રીતે ભીના થાય છે,જે તેમની સપાટીને હાઇડ્રોફોબિક (પાણીને અપાકર્ષતી) બનાવે છે. પરિણામે,તેઓ પાણી દ્વારા સરળતાથી ભીના થતા નથી અને હવાના પરપોટા સાથે જોડાઈને ફીણ સાથે સપાટી પર તરે છે.

(C) $(C)$ લેવિગેશન અથવા ગ્રેવિટી સેપરેશન એ અયસ્ક કણો અને ગેંગના કણોની ઘનતામાં રહેલા તફાવત પર આધારિત છે. આ પ્રક્રિયામાં, અયસ્કના કણો પૃથ્વી અથવા ખડકાળ ગેંગના કણો કરતા ભારે હોય છે, જેના કારણે તેમને પાણીના પ્રવાહ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

(D) ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ સામાન્ય રીતે સલ્ફાઈડ અયસ્કના સાંદ્રણ માટે વપરાય છે,જે અયસ્ક અને ગેંગના કણોની તેલ અને પાણી સાથેની ભીનાશની ભિન્નતા પર આધારિત છે.
જોકે,$Argentite$ $(Ag_{2}S)$ એક અપવાદ છે કારણ કે તેનું સાંદ્રણ રાસાયણિક નિક્ષાલન (મેકઆર્થર-ફોરેસ્ટ સાયનાઈડ પ્રક્રિયા) દ્વારા કરવામાં આવે છે.
તેમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયાઓ નીચે મુજબ છે:
$Ag_{2}S + 4NaCN \rightarrow 2Na[Ag(CN)_{2}] + Na_{2}S$
ત્યારબાદ $Zn$ નો ઉપયોગ કરીને વિસ્થાપન દ્વારા સિલ્વર મેળવવામાં આવે છે:
$2Na[Ag(CN)_{2}] + Zn \rightarrow Na_{2}[Zn(CN)_{4}] + 2Ag$

(A) ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ મુખ્યત્વે સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુઓ માટે વપરાય છે કારણ કે સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુઓ તેલ દ્વારા વધુ ભીંજાય છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ પાણી દ્વારા ભીંજાય છે.
$1$. મેલેકાઈટ: $Cu(OH)_2 \cdot CuCO_3$ (કાર્બોનેટ યુક્ત કાચી ધાતુ)
$2$. મેગ્નેટાઈટ: $Fe_3O_4$ (ઓક્સાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુ)
$3$. સાઈડરાઈટ: $FeCO_3$ (કાર્બોનેટ યુક્ત કાચી ધાતુ)
$4$. ગેલેના: $PbS$ (સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુ)
ગેલેના $(PbS)$ એ સલ્ફાઈડ યુક્ત કાચી ધાતુ હોવાથી,તેનું સંકેન્દ્રણ ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ દ્વારા શ્રેષ્ઠ રીતે થાય છે.

(A) ફ્રોથ ફ્લોટેશન પ્રક્રિયામાં,$PbS$ માંથી $ZnS$ ને અલગ કરવા માટે $NaCN$ નો ઉપયોગ ડિપ્રેસન્ટ તરીકે થાય છે.
$NaCN$ એ દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $Na_2[Zn(CN)_4]$ બનાવીને $ZnS$ ને ફીણ બનાવતા અટકાવે છે,જ્યારે $PbS$ પર કોઈ અસર થતી નથી અને તે ફીણ બનાવે છે.
તેથી,$NaCN$ એ $ZnS$ માટે ડિપ્રેસન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.

(B) ગેલેના $(PbS)$ એ સલ્ફાઈડ યુક્ત અયસ્ક છે.
સલ્ફાઈડ અયસ્કનું સંકેન્દ્રણ સામાન્ય રીતે ફેણ પ્લવન પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અયસ્કના કણો તેલ દ્વારા ભીના થાય છે અને ફેણ સાથે ઉપર તરે છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ (ગેંગ) પાણી દ્વારા ભીની થઈને નીચે બેસી જાય છે.

(A) $X$: ચુંબકીય અલગીકરણનો ઉપયોગ ત્યારે થાય છે જ્યારે અયસ્ક અથવા અશુદ્ધિઓ ચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવતી હોય. આ પદ્ધતિ $FeCr_2O_4$ ના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાય છે.
$Y$: ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ સલ્ફાઈડ અયસ્ક માટે યોગ્ય છે. તે પાણી અને તેલ સાથે અયસ્ક અને ગેંગના ભીના થવાના ગુણધર્મોમાં રહેલા તફાવત પર આધારિત છે. આ પદ્ધતિ $Ag_2S$ ના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાય છે.
$Z$: ગુરુત્વીય અલગીકરણ અયસ્કના કણો અને અશુદ્ધિઓની ઘનતામાં રહેલા તફાવત પર આધારિત છે. આ પદ્ધતિ $Al_2(SiO_3)_3$ ના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાય છે.

(D) સ્મેલ્ટિંગ એ અયસ્કના સંકેન્દ્રણની પદ્ધતિ નથી; તે ધાતુના નિષ્કર્ષણની પદ્ધતિ છે.
અયસ્કના સંકેન્દ્રણમાં અયસ્કમાંથી અશુદ્ધિઓ (gangue) દૂર કરવામાં આવે છે,જેમ કે ગ્રેવિટી સેપરેશન,ફ્રોથ ફ્લોટેશન અને ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક સેપરેશન.
સ્મેલ્ટિંગ એ ફ્લક્સની હાજરીમાં રિડક્શન કર્તાનો ઉપયોગ કરીને પીગળેલી અવસ્થામાં ધાતુ મેળવવાની પ્રક્રિયા છે,જે સામાન્ય રીતે $Pb$,$Zn$,$Fe$ અને $Cu$ જેવી ધાતુઓના ઓક્સાઇડ માટે વપરાય છે.

(C) ફ્રોથ-ફ્લોટેશન પદ્ધતિમાં,ખનિજ કણો તેલ દ્વારા ભીંજાય છે અને ગેંગના કણો પાણી દ્વારા ભીંજાય છે.
ખનિજ કણોની પાણી પ્રત્યેની અપાકર્ષણ શક્તિ વધારવા માટે પાઈન ઓઈલ,ફેટી એસિડ્સ અને ઝેન્થેટ્સ જેવા કલેક્ટર્સનો ઉપયોગ થાય છે.
પામ ઓઈલ આ પ્રક્રિયામાં કલેક્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે,કારણ કે તે ખનિજ કણોને જળવિરાગી (હાઈડ્રોફોબિક) બનાવે છે જેથી તેઓ હવાના પરપોટા સાથે જોડાઈને ફેણ સ્વરૂપે સપાટી પર આવી શકે.

(A) કલેક્ટર્સ એ કાર્બનિક પદાર્થો છે જે પાણી સાથે ખનિજ કણોની બિન-ભીનાશમાં વધારો કરે છે,જે તેમને ફીણ પ્લવન (froth flotation) પ્રક્રિયામાં હવાના પરપોટા સાથે જોડાવા દે છે. $Sodium \ ethyl \ xanthate$ એ વ્યાપકપણે વપરાતો ઔદ્યોગિક કલેક્ટર છે.

(B) $Froth \text{ } floatation$ પદ્ધતિમાં સમાવિષ્ટ સિદ્ધાંત અયસ્ક અને ગેંગના કણોના ભીંજાવવાના ગુણધર્મોમાં રહેલો તફાવત છે.
સલ્ફાઇડ અયસ્કના કણો તેલ દ્વારા પસંદગીયુક્ત રીતે ભીંજાય છે,જ્યારે ગેંગના કણો પાણી દ્વારા પસંદગીયુક્ત રીતે ભીંજાય છે.

(A) $FeCr_2O_4$ (ક્રોમાઈટ) ની અશુદ્ધિ ચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવે છે. તેથી,કાચી ધાતુના સંકેન્દ્રણ માટે ચુંબકીય અલગીકરણ પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે.

(D) સલ્ફાઇડ અયસ્કનું સંકેન્દ્રણ સામાન્ય રીતે $Froth \ flotation \ method$ (ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ) દ્વારા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયામાં,દળેલા અયસ્કનું પાણી સાથે નિલંબન બનાવવામાં આવે છે અને તેમાં કલેક્ટર્સ (જેમ કે પાઈન ઓઈલ અથવા ઝેન્થેટ્સ) અને ફ્રોથર્સ ઉમેરવામાં આવે છે.
સલ્ફાઇડના કણો તેલ દ્વારા ભીના થાય છે અને ફીણ સાથે સપાટી પર આવે છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ (ગેંગ) પાણી દ્વારા ભીની થઈને નીચે બેસી જાય છે.

(A) સાચો જવાબ $A$ છે કારણ કે કોપર પાયરાઇટ્સ $(CuFeS_2)$ એ અચુંબકીય અયસ્ક છે.
$B$ (પાયરોલ્યુસાઇટ,$MnO_2$),$C$ (ક્રોમાઇટ,$FeCr_2O_4$) અને $D$ (કેસિટેરાઇટ,$SnO_2$) એ ચુંબકીય અયસ્ક છે,તેથી તેમને વિદ્યુતચુંબકીય અલગીકરણ દ્વારા સાંદ્રિત કરવામાં આવે છે.

(A) બોક્સાઈટ $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ એ એલ્યુમિનિયમની મહત્વની અયસ્ક છે જેમાં $Fe_2O_3$,$SiO_2$ અને $TiO_2$ જેવી અશુદ્ધિઓ હોય છે.
બેયરની પ્રક્રિયામાં,દળેલી અયસ્કને ઊંચા તાપમાન અને દબાણે સોડિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ $(NaOH)$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા બોક્સાઈટમાં રહેલા એલ્યુમિનિયમ ઓક્સાઇડને ઓગાળીને દ્રાવ્ય સોડિયમ એલ્યુમિનેટ $(NaAlO_2)$ બનાવે છે,જ્યારે અશુદ્ધિઓ અદ્રાવ્ય રહે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Al_2O_3 \cdot 2H_2O + 2NaOH \rightarrow 2NaAlO_2 + 3H_2O$.
આમ,બેયરની પ્રક્રિયામાં $NaOH$ પ્રક્રિયક તરીકે વપરાય છે.

(D) . ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ ખનિજોની ભીના થવાની ક્ષમતાના તફાવત પર આધારિત છે. ધાતુના સલ્ફાઈડ કણો તેલ દ્વારા અને ગેંગના કણો પાણી દ્વારા ભીના થાય છે.
$B$. સોડિયમ ઈથાઈલ ઝેન્થેટ,$C_2H_5OCS_2Na$,કલેક્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે. તે ખનિજ કણોને પાણી-પ્રતિકર્ષક બનાવે છે.
$C$. $NaCN$ એ $ZnS$ અને $PbS$ ને અલગ કરવા માટે અવસાદક તરીકે વપરાય છે. તે $ZnS$ સાથે દ્રાવ્ય સંકીર્ણ બનાવે છે,જ્યારે $PbS$ ફીણ બનાવે છે.
તેથી,તમામ વિધાનો સાચા છે,જવાબ $D$ છે.

(B) $Serpek$ પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ અશુદ્ધિ તરીકે સિલિકા $(SiO_2)$ ધરાવતી બોક્સાઈટ અયસ્ક $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ ના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બોક્સાઈટ અયસ્કને કોક $(C)$ અને નાઈટ્રોજન $(N_2)$ સાથે લગભગ $1800 \ ^\circ C$ ના ઊંચા તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.
આમાં થતી રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Al_2O_3 + 3C + N_2 \rightarrow 2AlN + 3CO$ છે.
અહીં,$AlN$ (એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ) બને છે અને સિલિકાનું સિલિકોનમાં રિડક્શન થાય છે,જે બાષ્પીભવન પામે છે.
તેથી,$Serpek$ પ્રક્રિયામાં વપરાતા રસાયણો $C + N_2$ છે.

(B) ચાંદી અને સોનું સાયનાઇડ પ્રક્રિયા (મેક આર્થર - ફોરેસ્ટ પ્રક્રિયા) દ્વારા મેળવવામાં આવે છે. પ્રારંભિક ક્રશિંગ અને ફ્રોથ ફ્લોટેશન પ્રક્રિયા દ્વારા સાંદ્રણ કર્યા પછી,અયસ્કને સોડિયમ સાયનાઇડના મંદ $(0.4 - 7\, \%)$ દ્રાવણ સાથે લીચ કરવામાં આવે છે,જેને ચૂનો ઉમેરીને આલ્કલાઇન બનાવવામાં આવે છે અને હવાના પ્રવાહ દ્વારા હલાવવામાં આવે છે. ચાંદી (અથવા સોનું) આર્જેન્ટોસાયનાઇડ (અથવા ઓરોસાયનાઇડ) તરીકે દ્રાવણમાં જાય છે.
તે આ હકીકત પર આધારિત છે કે સોનું/ચાંદી વાતાવરણીય ઓક્સિજનની હાજરીમાં સોડિયમ સાયનાઇડના મંદ દ્રાવણમાં ઓગળી જાય છે અને સંકિર્ણ સાયનાઇડ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા:
$4Au + 8NaCN + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4Na[Au(CN)_2] + 4NaOH$
$Ag_2S + 4NaCN \rightarrow 2Na[Ag(CN)_2] + Na_2S$
ચાંદી $Zn$ સાથેની પ્રક્રિયા દ્વારા મેળવવામાં આવે છે:
$2Na[Ag(CN)_2] + Zn \rightarrow Na_2[Zn(CN)_4] + 2Ag$

(A) બોક્સાઈટ $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ ના લીચિંગ માટે બેયરની પ્રક્રિયામાં,અયસ્કને $473-523 \ K$ તાપમાને અને $35-36 \ bar$ દબાણે સાંદ્ર $NaOH$ દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
$Al_2O_3 \cdot 2H_2O(s) + 2NaOH(aq) + H_2O(l) \to 2Na[Al(OH)_4](aq)$
અહીં,$X$ એ સોડિયમ ટેટ્રાહાઈડ્રોક્સોએલ્યુમિનેટ,$Na[Al(OH)_4]$ છે.
જ્યારે આ દ્રાવણમાંથી $CO_2$ વાયુ પસાર કરવામાં આવે છે,ત્યારે $Al(OH)_3$ અવક્ષેપિત થાય છે,જે ગરમ કરવાથી જલીય એલ્યુમિના $(Al_2O_3 \cdot xH_2O)$ આપે છે.
$2Na[Al(OH)_4](aq) + 2CO_2(g) \to 2Al(OH)_3(s) + 2NaHCO_3(aq)$
$2Al(OH)_3(s) \xrightarrow{\Delta} Al_2O_3 \cdot xH_2O(s) + (3-x)H_2O$
આમ,$X$ એ $Na[Al(OH)_4]$ છે અને $Y$ એ $Al_2O_3 \cdot xH_2O$ છે.

(B) ફ્રોથ-ફ્લોટેશન પ્રક્રિયામાં,ફીણને સ્થિર કરવા અને ખનિજ કણોની અ-ભીનાશ (non-wettability) વધારવા માટે ક્રેસોલ અને $Aniline$ જેવા ફ્રોથ સ્ટેબિલાઇઝર ઉમેરવામાં આવે છે.

(B) ફીણ પ્લવન પદ્ધતિમાં,ફીણને સ્થાયી કરવા માટે એનિલીન અને ક્રેસોલ જેવા ફીણ સ્થાયીકારકો ઉમેરવામાં આવે છે. તેથી,એનિલીન એ ફીણ સ્થાયીકારક છે તે વિધાન સાચું છે. ઝિંકાઈટ $(ZnO)$ એ ઓક્સાઈડ અયસ્ક છે. ટાઇટેનિયમનું શુદ્ધિકરણ વાન આર્કેલ પદ્ધતિ દ્વારા થાય છે. સિલ્વરના નિષ્કર્ષણ માટે સોડિયમ સાયનાઈડ $(NaCN)$ નો ઉપયોગ થાય છે.

(B) ફ્રોથ ફ્લોટેશન પ્રક્રિયા એ સલ્ફાઇડ અયસ્કોના સાંદ્રણ માટે વપરાતી પદ્ધતિ છે.
એવું કહેવાય છે કે આ પ્રક્રિયાનો વિચાર એક માછીમાર સ્ત્રી પાસેથી આવ્યો હતો,જેણે જોયું હતું કે સલ્ફાઇડ ખનિજો હાઇડ્રોફોબિક હોવાથી પાણી પર તરે છે જ્યારે ગેંગના કણો નીચે બેસી જાય છે,જે તેલયુક્ત પદાર્થો પાણી પર તરે છે તેના જેવું જ છે.
આમ,$X$ એ માછીમાર સ્ત્રી છે અને $Y$ એ અયસ્કોનું સાંદ્રણ છે.

(B) બેયરની પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ ખાસ કરીને બોક્સાઈટ $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ અયસ્કના શુદ્ધિકરણ માટે થાય છે જ્યારે તેમાં મુખ્ય અશુદ્ધિ તરીકે સિલિકા $(SiO_2)$ હોય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,અયસ્કને ઊંચા તાપમાન અને દબાણે $NaOH$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરવામાં આવે છે.
$Al_2O_3$ ઓગળીને દ્રાવ્ય સોડિયમ એલ્યુમિનેટ બનાવે છે,જ્યારે $SiO_2$ પણ ઓગળીને સોડિયમ સિલિકેટ બનાવે છે.
આ પ્રક્રિયા બોક્સાઈટમાં રહેલી અશુદ્ધિઓ,ખાસ કરીને સિલિકા,જે સૌથી સામાન્ય અશુદ્ધિ છે,તેને દૂર કરવા માટે બનાવવામાં આવી છે.

(B) Serpeck's પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ અશુદ્ધિ તરીકે સિલિકા $(SiO_2)$ ધરાવતા બોક્સાઈટ અયસ્કને શુદ્ધ કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બોક્સાઈટ અયસ્કને કોક $(C)$ અને નાઈટ્રોજન $(N_2)$ સાથે આશરે $1800 \ ^\circ C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $Al_2O_3 + 3C + N_2 \rightarrow 2AlN + 3CO$.
બનેલા એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ $(AlN)$ નું જળવિભાજન કરીને એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ મેળવવામાં આવે છે,જેને વધુ ગરમ કરીને શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ મેળવવામાં આવે છે.

(C) ફ્રોથ ફ્લોટેશન પદ્ધતિ સલ્ફાઇડ અયસ્કના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાતી પદ્ધતિ છે.
તે પાણી અને તેલ સાથે અયસ્ક અને ગેંગના કણોના ભીના થવાના ગુણધર્મોમાં રહેલા તફાવતના સિદ્ધાંત પર આધારિત છે.
સલ્ફાઇડ અયસ્ક તેલ (પાઈન ઓઈલ) દ્વારા પ્રાધાન્યતાથી ભીના થાય છે,જ્યારે ગેંગના કણો પાણી દ્વારા પ્રાધાન્યતાથી ભીના થાય છે.

(D) ફ્રોથ ફ્લોટેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સલ્ફાઇડ અયસ્કના સંકેન્દ્રણ માટે થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$Cu$ (કોપર) સામાન્ય રીતે સલ્ફાઇડ અયસ્ક તરીકે જોવા મળે છે,જેમ કે કોપર પાયરાઇટ્સ $(CuFeS_2)$.
તેથી,ફ્રોથ ફ્લોટેશન પદ્ધતિનો ઉપયોગ કોપરના અયસ્કના સંકેન્દ્રણ માટે થાય છે.

(A) હેમેટાઈટ $(Fe_2O_3)$ એ આયર્નનું ઓક્સાઈડ અયસ્ક છે.
તે ભારે ઓક્સાઈડ અયસ્ક હોવાથી,તેનું સંકેન્દ્રણ ગુરુત્વાકર્ષણ અલગીકરણ પદ્ધતિ (જેને હાઈડ્રોલિક વોશિંગ અથવા લેવિગેશન તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે) દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(C) વિદ્યુતચુંબકીય અલગીકરણ એ એવી પદ્ધતિ છે જેનો ઉપયોગ એવી કાચી ધાતુઓના સંકેન્દ્રણ માટે થાય છે જેમાં કાચી ધાતુ અથવા અશુદ્ધિઓ ચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવતી હોય.
કેસાઈટેરાઈટ $(SnO_2)$ એ ટીન $(Sn)$ ની કાચી ધાતુ છે. તે ઘણીવાર વુલ્ફ્રેમાઈટ ($FeWO_4$ અને $MnWO_4$) જેવી ચુંબકીય અશુદ્ધિઓ સાથે સંકળાયેલ હોય છે.
અશુદ્ધિઓ ચુંબકીય હોવાથી,તેમને બિન-ચુંબકીય કેસાઈટેરાઈટ કાચી ધાતુમાંથી દૂર કરવા માટે વિદ્યુતચુંબકીય અલગીકરણનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે.

(B) અયસ્કમાંથી બિનજરૂરી પદાર્થો દૂર કરવાની પ્રક્રિયાને અયસ્કનું સંકેન્દ્રણ કહેવામાં આવે છે.
ફેણ પ્લવન,વિદ્યુતચુંબકીય અલગીકરણ અને ગુરુત્વાકર્ષણીય અલગીકરણ એ અયસ્કના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાતી સામાન્ય પદ્ધતિઓ છે.
જ્યારે સ્મેલ્ટિંગ એ અયસ્કને ગરમ કરીને તેમાંથી ધાતુ મેળવવાની પ્રક્રિયા છે,તે અયસ્કના સંકેન્દ્રણની પદ્ધતિ નથી.

(B) રાસાયણિક લીચિંગ (ખાસ કરીને $Baeyer's$ પ્રક્રિયા) નો ઉપયોગ બોક્સાઇટ $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ ના સંકેન્દ્રણ માટે થાય છે.
$Copper$ $pyrite$ $(CuFeS_2)$ નું સંકેન્દ્રણ ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.
$Cassiterite$ $(SnO_2)$ નું સંકેન્દ્રણ હાઇડ્રોલિક સેપરેશન (ગુરુત્વાકર્ષણ અલગીકરણ) દ્વારા કરવામાં આવે છે કારણ કે તે સિલિકિયસ ગેંગ કરતા ભારે હોય છે.
$Galena$ $(PbS)$ નું સંકેન્દ્રણ પણ ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(D) સલ્ફાઇડ અયસ્કના સાંદ્રણ માટે $Froth \ Floatation$ (ફેણ પ્લવન) પદ્ધતિનો ઉપયોગ થાય છે. આ પ્રક્રિયામાં,અયસ્કના કણો તેલ (પાઈન ઓઈલ) દ્વારા પ્રાધાન્યતાથી ભીના થાય છે,જ્યારે અશુદ્ધિના કણો પાણી દ્વારા ભીના થાય છે.

(C) રૂટાઇલ $(TiO_2)$ અચુંબકીય છે,જ્યારે ક્લોરોએપેટાઇટ $(Ca_3(PO_4)_2 \cdot CaCl_2)$ ચુંબકીય છે. તેથી,તેમને $Magnetic \ separation \ method$ (ચુંબકીય અલગીકરણ પદ્ધતિ) દ્વારા અલગ કરવામાં આવે છે.

(D) . ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ જુદા જુદા ખનિજોની ભીંજાવવાની ક્ષમતામાં રહેલા તફાવત પર આધારિત છે. ધાતુના સલ્ફાઇડ કણો તેલ દ્વારા અને ગેંગના કણો પાણી દ્વારા પસંદગીયુક્ત રીતે ભીંજાય છે.
$B$. સોડિયમ ઇથાઇલ ઝેન્થેટ $(C_2H_5OCS_2Na)$ કલેક્ટર તરીકે કાર્ય કરે છે. તે ધ્રુવીય સમૂહો દ્વારા ખનિજ કણો સાથે જોડાય છે,જેથી ખનિજો જળવિરાગી બને છે અને ફીણમાં જાય છે.
$C$. $NaCN$ નો ઉપયોગ $ZnS$ અને $PbS$ ને અલગ કરવા માટે ડિપ્રેસન્ટ તરીકે થાય છે. તે $ZnS$ સાથે દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $(Na_2[Zn(CN)_4])$ બનાવે છે,જે તેને તરતા અટકાવે છે,જ્યારે $PbS$ ફીણમાં રહે છે.
તેથી,ઉપરના તમામ વિધાનો સાચા છે.

(B) ફીણ પ્લવન પદ્ધતિમાં,$NaCN$ એ $ZnS$ માટે ડિપ્રેસન્ટ તરીકે કામ કરે છે કારણ કે તે પાણીમાં દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $Na_2[Zn(CN)_4]$ બનાવે છે.
પ્રક્રિયા આ મુજબ છે: $ZnS + 4NaCN \rightleftharpoons Na_2[Zn(CN)_4] + Na_2S$.
આ $ZnS$ ને ફીણ બનાવતા અટકાવે છે,જ્યારે $PbS$ અપ્રભાવિત રહે છે અને તેને ફીણ દ્વારા અલગ કરી શકાય છે.

(B) લીચિંગ એ કાચી ધાતુના સંકેન્દ્રણની એક પ્રક્રિયા છે જેમાં કાચી ધાતુને યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગાળવામાં આવે છે.
આર્જેન્ટાઈટ $(Ag_2S)$ માટે,હવાની હાજરીમાં સોડિયમ સાયનાઈડ $(NaCN)$ ના મંદ દ્રાવણનો ઉપયોગ કરીને લીચિંગ કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Ag_2S + 4NaCN \xrightarrow{\text{Air}} 2Na[Ag(CN)_2] + Na_2S$.
ત્યારબાદ,પ્રતિવર્તી પ્રક્રિયાને રોકવા માટે $Na_2S$ નું હવા દ્વારા $Na_2SO_4$ માં ઓક્સિડેશન કરવામાં આવે છે.

(B) ડિપ્રેસન્ટ એ એક પદાર્થ છે જે ફીણ પ્લવન પ્રક્રિયામાં અશુદ્ધિ તરીકે હાજર ધાતુના સલ્ફાઇડના ફીણ બનવાના ગુણધર્મને દબાવવા માટે ઉમેરવામાં આવે છે.
$ZnS$ અને $PbS$ ના મિશ્રણના કિસ્સામાં,$NaCN$ એ $ZnS$ માટે ડિપ્રેસન્ટ તરીકે કાર્ય કરે છે.
તે $ZnS$ સાથે પ્રક્રિયા કરીને દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $Na_2[Zn(CN)_4]$ બનાવે છે,જે $ZnS$ ને ફીણ બનાવતા અટકાવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા: $ZnS + 4NaCN \rightarrow Na_2[Zn(CN)_4] + Na_2S$.
પરિણામે,$PbS$ ફીણ બનાવે છે,જેનાથી બે ખનિજોનું અલગીકરણ શક્ય બને છે.

(D) ફીણ પ્લવન પદ્ધતિમાં,ખનિજ કણોની અ-ભીંજવાની ક્ષમતા વધારવા માટે કલેક્ટરનો ઉપયોગ થાય છે.
$Sodium \ ethyl \ xanthate$ એ સલ્ફાઈડ અયસ્ક માટે સામાન્ય રીતે વપરાતો કલેક્ટર છે.
તેમાં હાઈડ્રોફોબિક છેડો (ઈથાઈલ સમૂહ) અને હાઈડ્રોફિલિક છેડો (ધ્રુવીય ઝેન્થેટ સમૂહ) હોય છે,જે અયસ્કના કણોને હવાના પરપોટા સાથે જોડાવામાં અને ફીણ સાથે તરવામાં મદદ કરે છે.

(B) બેયરની પ્રક્રિયા લાલ બોક્સાઈટના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે,જેમાં આયર્ન ઓક્સાઈડ મુખ્ય અશુદ્ધિ તરીકે હોય છે.
સર્પેક પ્રક્રિયા સફેદ બોક્સાઈટના શુદ્ધિકરણ માટે વપરાય છે,જેમાં સિલિકા $(SiO_2)$ મુખ્ય અશુદ્ધિ તરીકે હોય છે.
સર્પેક પ્રક્રિયામાં,સિલિકા અશુદ્ધિને કાર્બન અને નાઈટ્રોજન સાથે ગરમ કરીને દૂર કરવામાં આવે છે: $SiO_2 + 2C + N_2 \rightarrow Si_3N_4 + 2CO$.
તેથી,પ્રક્રિયા $X$ એ બેયરની પ્રક્રિયા છે અને અશુદ્ધિ $Z$ એ $SiO_2$ છે.

(D) રાસાયણિક લીચિંગ (અથવા હાઇડ્રોમેટલર્જી) એ એક એવી પ્રક્રિયા છે જેનો ઉપયોગ ધાતુઓને તેમના અયસ્કમાંથી યોગ્ય દ્રાવકમાં ઓગાળીને મેળવવા માટે થાય છે.
$Al_2O_3 \cdot 2H_2O$ (બોક્સાઇટ) ને બેયરની પ્રક્રિયા દ્વારા સંકેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે,જે રાસાયણિક લીચિંગનું એક સ્વરૂપ છે જ્યાં અયસ્કને $NaOH$ ના સાંદ્ર દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરાવીને એલ્યુમિનાને સોડિયમ એલ્યુમિનેટ તરીકે ઓગાળવામાં આવે છે,અને $Fe_2O_3$ અને $SiO_2$ જેવી અશુદ્ધિઓ બાકી રહે છે.
તેથી,રાસાયણિક લીચિંગ ખાસ કરીને $Al_2O_3 \cdot 2H_2O$ ના સંકેન્દ્રણ માટે ઉપયોગી છે.

(D) $Ag_2S$ નું નિક્ષાલન $O_2$ ની હાજરીમાં $NaCN$ ના મંદ દ્રાવણ સાથે પ્રક્રિયા કરીને કરવામાં આવે છે.
રાસાયણિક પ્રક્રિયા નીચે મુજબ છે:
$Ag_2S + 4NaCN \rightleftharpoons 2Na[Ag(CN)_2] + Na_2S$
આ પ્રક્રિયા પ્રતિવર્તી હોવાથી,$O_2$ સલ્ફાઇડ આયન $(S^{2-})$ નું ઓક્સિડેશન કરે છે,જેથી સંતુલન જમણી તરફ ખસે છે:
$2Na_2S + 2H_2O + O_2 \rightarrow 4NaOH + 2S$
આનાથી દ્રાવ્ય સંકીર્ણ $Na[Ag(CN)_2]$ બને છે.
અંતે,ઝિંકનો ઉપયોગ કરીને વિસ્થાપન પ્રક્રિયા દ્વારા સિલ્વર મેળવવામાં આવે છે:
$2Na[Ag(CN)_2] + Zn \rightarrow Na_2[Zn(CN)_4] + 2Ag \downarrow$

(A) ફ્રોથ ફ્લોટેશન (ફેણ પ્લવન) પદ્ધતિમાં,$NaCN$ નો ઉપયોગ ડિપ્રેસન્ટ તરીકે થાય છે જે $ZnS$ ને ફેણ બનાવતા અટકાવે છે,જ્યારે $PbS$ નું સંકેન્દ્રણ શક્ય બને છે.

(B) સરપેક પ્રક્રિયાનો ઉપયોગ બોક્સાઈટ અયસ્ક $(Al_2O_3 \cdot 2H_2O)$ માંથી સિલિકા $(SiO_2)$ ની અશુદ્ધિ દૂર કરવા માટે થાય છે.
આ પ્રક્રિયામાં,બોક્સાઈટ અયસ્કને કોક $(C)$ અને નાઈટ્રોજન $(N_2)$ સાથે લગભગ $1800 \ ^\circ C$ તાપમાને ગરમ કરવામાં આવે છે.
આ પ્રક્રિયા દ્વારા એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડ $(AlN)$ બને છે: $Al_2O_3 + 3C + N_2 \rightarrow 2AlN + 3CO$.
ત્યારબાદ એલ્યુમિનિયમ નાઈટ્રાઈડનું જળવિભાજન કરીને એલ્યુમિનિયમ હાઈડ્રોક્સાઈડ મેળવવામાં આવે છે,જેને ગરમ કરીને શુદ્ધ એલ્યુમિના $(Al_2O_3)$ મેળવાય છે.

(C) ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ મુખ્યત્વે સલ્ફાઇડ યુક્ત કાચી ધાતુઓના સંકેન્દ્રણ માટે વપરાય છે.
$CuFeS_2$ (કોપર પાયરાઇટ્સ),$Ag_2S$ (સિલ્વર ગ્લાન્સ) અને $ZnS$ (ઝિંક બ્લેન્ડ) એ સલ્ફાઇડ યુક્ત કાચી ધાતુઓ છે અને તેને આ પદ્ધતિ દ્વારા સંકેન્દ્રિત કરી શકાય છે.
$MnO_2$ (પાયરોલ્યુસાઇટ) એ ઓક્સાઇડ યુક્ત કાચી ધાતુ છે,જે સામાન્ય રીતે ગુરુત્વાકર્ષણ અલગીકરણ અથવા ચુંબકીય અલગીકરણ દ્વારા સંકેન્દ્રિત કરવામાં આવે છે,ફીણ પ્લવન દ્વારા નહીં.

(B) ફીણ પ્લવન પદ્ધતિનો ઉપયોગ મુખ્યત્વે સલ્ફાઇડ યુક્ત કાચી ધાતુઓના સંકેન્દ્રણ માટે થાય છે.
આપેલા વિકલ્પોમાંથી,$HgS$ (સિનાબાર) એ સલ્ફાઇડ કાચી ધાતુ છે.
તેથી,તેનું સંકેન્દ્રણ ફીણ પ્લવન પદ્ધતિ દ્વારા કરવામાં આવે છે.

(A) ટિનની કાચી ધાતુ $SnO_2$ (કેસિટરાઈટ) છે. તેમાં રહેલી અશુદ્ધિ $FeCrO_4$ (આયર્ન ક્રોમાઈટ) છે,જે ચુંબકીય ગુણધર્મ ધરાવે છે. અશુદ્ધિ ચુંબકીય હોવાથી,તેને ચુંબકીય અલગીકરણ પદ્ધતિ દ્વારા બિન-ચુંબકીય $SnO_2$ કાચી ધાતુથી અલગ કરી શકાય છે.