फ्लाई ऐश: Difference between revisions
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पर्यावरण अखंडता परियोजना (ईआईपी) के अध्ययन के अनुसार, टेक्सास में 16 कोयला-दहन होने वाले विद्युत संयंत्रों में से प्रत्येक के आस पास भूजल कोयले की राख से प्रदूषित हो गया है। सभी ऐश डंप साइटों के समीप भूजल में आर्सेनिक, कोबाल्ट, लिथियम और अन्य दूषित पदार्थों के असुरक्षित स्तर पाए गए है। चूँकि 16 साइटों में से 12 में ईआईपी विश्लेषण में भूजल में आर्सेनिक का स्तर ईपीए अधिकतम संदूषक स्तर से 10 गुना अधिक पाया गया है। आर्सेनिक विभिन्न प्रकार के कैंसर के कारण में पाया गया है। अतः 10 साइटों पर, लिथियम, जो न्यूरोलॉजिकल रोग का कारण बनता है। भूजल में 1,000 माइक्रोग्राम प्रति लीटर से अधिक सांद्रता में पाया गया है। जो कि अधिकतम स्वीकार्य स्तर का 25 गुना है। रिपोर्ट का निष्कर्ष है कि टेक्सास में जीवाश्म ईंधन उद्योग कोयला राख प्रसंस्करण पर संघीय नियमों का पालन करने में विफल रहा है और राज्य नियामक भूजल की रक्षा करने में विफल रहे हैं।<ref>{{Cite web|date=2019-01-16|title=रिकॉर्ड भूजल को दूषित करने वाले टेक्सास कोयला बिजली संयंत्रों का 100 प्रतिशत दिखाते हैं|url=https://earthjustice.org/news/press/2019/records-show-100-percent-of-texas-coal-power-plants-contaminating-groundwater|access-date=2022-03-27|website=Earthjustice|language=en}}</ref> | पर्यावरण अखंडता परियोजना (ईआईपी) के अध्ययन के अनुसार, टेक्सास में 16 कोयला-दहन होने वाले विद्युत संयंत्रों में से प्रत्येक के आस पास भूजल कोयले की राख से प्रदूषित हो गया है। सभी ऐश डंप साइटों के समीप भूजल में आर्सेनिक, कोबाल्ट, लिथियम और अन्य दूषित पदार्थों के असुरक्षित स्तर पाए गए है। चूँकि 16 साइटों में से 12 में ईआईपी विश्लेषण में भूजल में आर्सेनिक का स्तर ईपीए अधिकतम संदूषक स्तर से 10 गुना अधिक पाया गया है। आर्सेनिक विभिन्न प्रकार के कैंसर के कारण में पाया गया है। अतः 10 साइटों पर, लिथियम, जो न्यूरोलॉजिकल रोग का कारण बनता है। भूजल में 1,000 माइक्रोग्राम प्रति लीटर से अधिक सांद्रता में पाया गया है। जो कि अधिकतम स्वीकार्य स्तर का 25 गुना है। रिपोर्ट का निष्कर्ष है कि टेक्सास में जीवाश्म ईंधन उद्योग कोयला राख प्रसंस्करण पर संघीय नियमों का पालन करने में विफल रहा है और राज्य नियामक भूजल की रक्षा करने में विफल रहे हैं।<ref>{{Cite web|date=2019-01-16|title=रिकॉर्ड भूजल को दूषित करने वाले टेक्सास कोयला बिजली संयंत्रों का 100 प्रतिशत दिखाते हैं|url=https://earthjustice.org/news/press/2019/records-show-100-percent-of-texas-coal-power-plants-contaminating-groundwater|access-date=2022-03-27|website=Earthjustice|language=en}}</ref> | ||
=== पारिस्थितिकी === | === पारिस्थितिकी === | ||
पर्यावरण पर फ्लाई ऐश का प्रभाव [[ताप विद्युत संयंत्र]] के आधार पर भिन्न-भिन्न हो सकता है। जहां इसका उत्पादन होता है। अतः साथ ही अपशिष्ट उत्पाद में फ्लाई ऐश से बॉटम ऐश का | पर्यावरण पर फ्लाई ऐश का प्रभाव [[ताप विद्युत संयंत्र]] के आधार पर भिन्न-भिन्न हो सकता है। जहां इसका उत्पादन होता है। अतः साथ ही अपशिष्ट उत्पाद में फ्लाई ऐश से बॉटम ऐश का अनुपात भी होता है।<ref name=":12">{{cite journal |last1=Usmani |first1=Zeba |last2=Kumar |first2=Vipin |title=कोयला फ्लाई ऐश में ट्रेस तत्वों की विशेषता, विभाजन और संभावित पारिस्थितिक जोखिम मात्रा का ठहराव|journal=Environmental Science and Pollution Research |date=17 May 2017 |volume=24 |issue=18 |pages=15547–15566 |doi=10.1007/s11356-017-9171-6|pmid=28516354 |s2cid=8021314 }}</ref> यह कोयला पाए जाने वाले क्षेत्र के भूविज्ञान और विद्युत संयंत्र में कोयले के दहन होने की प्रक्रिया के आधार पर कोयले के विभिन्न रासायनिक बनावट के कारण है। चूँकि जब कोयले को दहन किया जाता है। तब यह [[क्षारीय]] धूल बनाता है। इस क्षारीय धूल का पीएच 8 से लेकर 12 तक उच्च हो सकता है।<ref>{{cite journal |last1=Magiera |first1=Tadeusz |last2=Gołuchowska |first2=Beata |last3=Jabłońska |first3=Mariola |title=बिजली और सीमेंट संयंत्रों से क्षारीय धूल में टेक्नोजेनिक चुंबकीय कण|journal=Water, Air, & Soil Pollution |date=27 November 2012 |volume=224 |issue=1 |page=1389 |doi=10.1007/s11270-012-1389-9 |pmid=23325986 |pmc=3543769 |url=}}</ref> फ्लाई ऐश धूल मिट्टी की ऊपरी परत पर जमा हो सकती है। जिससे पीएच बढ़ जाता है और आस पास के पारिस्थितिकी तंत्र में पौधों और जानवरों को प्रभावित करता है। [[लोहा]], मैंगनीज, [[जस्ता]], तांबा, सीसा, [[निकल]], क्रोमियम, कोबाल्ट, आर्सेनिक, कैडमियम और मरकरी (तत्व) जैसे ट्रेस तत्व, नीचे की राख और मूल कोयले की तुलना में उच्च सांद्रता में पाए जा सकते हैं।<ref name=":12" /> | ||
फ्लाई ऐश विषैले घटकों का निक्षालन कर सकता है। जो पीने के जल के लिए संघीय मानक से कहीं भी सौ से हजार गुना अधिक हो सकता है।<ref name=":02">{{Cite journal|last=Gottlieb|first=Barbara|date=September 2010|title=कोयले की राख हमारे स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए जहरीला खतरा है|url=https://www.psr.org/wp-content/uploads/2018/05/coal-ash.pdf|journal=Earth Justice}}</ref> फ्लाई ऐश [[कटाव]], सतह के अपवाह, जल की सतह पर उतरने वाले वायुजनित कणों, सतह के जल में जाने वाले दूषित भूजल, जल निकासी में बाढ़ या कोयले की राख के तालाब से निर्वहन के माध्यम से सतह के जल को दूषित कर सकता है।<ref name=":02" />मछली को दो भिन्न-भिन्न विधियों से दूषित किया जा सकता है। जब जल फ्लाई ऐश से दूषित होता है। तब मछलियाँ अपने गलफड़ों के माध्यम से विषाक्त पदार्थों को अवशोषित कर सकती हैं।<ref name=":02" /> अतः जल में तलछट भी दूषित हो सकती है। दूषित तलछट मछली के खाद्य स्रोतों को दूषित कर सकती है। अतः मछली उन खाद्य स्रोतों का सेवन करने से दूषित हो सकती है।<ref name=":02" /> इसके पश्चात् उन जीवों का संदूषण हो सकता है। जो इन मछलियों का सेवन करते हैं। जैसे कि पक्षी, भालू और यहां तक कि मनुष्य भी इनका सेवन करते है।<ref name=":02" /> जल को दूषित करने वाली फ्लाई ऐश के संपर्क में आने के पश्चात्, जलीय जीवों में कैल्शियम, जिंक, [[ब्रोमिन]], सोना, सेरियम, क्रोमियम, सेलेनियम, कैडमियम और मरकरी का स्तर बढ़ गया है।<ref name=":1">{{Cite journal |last=El-Mogazi |first=Dina |date=1988 |title=फ्लाई ऐश के भौतिक, रासायनिक और जैविक गुणों की समीक्षा और कृषि पारिस्थितिकी तंत्र पर प्रभाव|journal=The Science of the Total Environment |volume= 74|pages=1–37|doi=10.1016/0048-9697(88)90127-1 |pmid=3065936 |bibcode=1988ScTEn..74....1E }}</ref> | फ्लाई ऐश विषैले घटकों का निक्षालन कर सकता है। जो पीने के जल के लिए संघीय मानक से कहीं भी सौ से हजार गुना अधिक हो सकता है।<ref name=":02">{{Cite journal|last=Gottlieb|first=Barbara|date=September 2010|title=कोयले की राख हमारे स्वास्थ्य और पर्यावरण के लिए जहरीला खतरा है|url=https://www.psr.org/wp-content/uploads/2018/05/coal-ash.pdf|journal=Earth Justice}}</ref> फ्लाई ऐश [[कटाव]], सतह के अपवाह, जल की सतह पर उतरने वाले वायुजनित कणों, सतह के जल में जाने वाले दूषित भूजल, जल निकासी में बाढ़ या कोयले की राख के तालाब से निर्वहन के माध्यम से सतह के जल को दूषित कर सकता है।<ref name=":02" />मछली को दो भिन्न-भिन्न विधियों से दूषित किया जा सकता है। जब जल फ्लाई ऐश से दूषित होता है। तब मछलियाँ अपने गलफड़ों के माध्यम से विषाक्त पदार्थों को अवशोषित कर सकती हैं।<ref name=":02" /> अतः जल में तलछट भी दूषित हो सकती है। दूषित तलछट मछली के खाद्य स्रोतों को दूषित कर सकती है। अतः मछली उन खाद्य स्रोतों का सेवन करने से दूषित हो सकती है।<ref name=":02" /> इसके पश्चात् उन जीवों का संदूषण हो सकता है। जो इन मछलियों का सेवन करते हैं। जैसे कि पक्षी, भालू और यहां तक कि मनुष्य भी इनका सेवन करते है।<ref name=":02" /> जल को दूषित करने वाली फ्लाई ऐश के संपर्क में आने के पश्चात्, जलीय जीवों में कैल्शियम, जिंक, [[ब्रोमिन]], सोना, सेरियम, क्रोमियम, सेलेनियम, कैडमियम और मरकरी का स्तर बढ़ गया है।<ref name=":1">{{Cite journal |last=El-Mogazi |first=Dina |date=1988 |title=फ्लाई ऐश के भौतिक, रासायनिक और जैविक गुणों की समीक्षा और कृषि पारिस्थितिकी तंत्र पर प्रभाव|journal=The Science of the Total Environment |volume= 74|pages=1–37|doi=10.1016/0048-9697(88)90127-1 |pmid=3065936 |bibcode=1988ScTEn..74....1E }}</ref> | ||
Revision as of 22:40, 25 March 2023
फ्लाई ऐश, फ़्लू ऐश, कोयले की राख या चूर्णित ईंधन राख (यूके में) बहुवचन टैंटम, कोयला दहन अवशिष्ट (सीसीआरएस), कोयला दहन उत्पाद है। जो उन कणों (जले हुए ईंधन के महीन कणों) से बना होता है। जो कोयले से चलने वाले बायलर से संक्रामक गैसों के साथ बाहर निकलते हैं। सामान्यतः बॉयलर के दहन कक्ष (फायरबॉक्स) के नीचे गिरने वाली राख को नीचे की राख कहा जाता है। आधुनिक कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों में संक्रामक गैस के चिमनियों तक पहुँचने से पूर्व फ्लाई ऐश को सामान्यतः इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपक या अन्य कण निस्पंदन उपकरण द्वारा पकड़ लिया जाता है। बॉयलर के तल से निकाली गई निचली राख के साथ, इसे कोयले की राख के रूप में जाना जाता है।
अधिकांशतः दहन किये जाने वाले कोयले के स्रोत और संरचना के आधार पर, फ्लाई ऐश के घटक अधिक भिन्न होते हैं। किन्तु सभी फ्लाई ऐश में पर्याप्त मात्रा में सिलिकॉन डाइऑक्साइड (SiO2) सम्मिलित होता है। (स्फटिकता ठोस और क्रिस्टलीयता दोनों), अल्यूमिनियम ऑक्साइड (Al2O3) और कैल्शियम ऑक्साइड (CaO), कोयला-असर परत में मुख्य खनिज यौगिक सम्मिलित होते है।
लाइटवेट एग्रीगेट (एलडब्ल्यूए) या सरल समुच्चय के रूप में फ्लाई ऐश का उपयोग अमेरिका में सबसे बड़ी अपशिष्ट धाराओं में रीसायकल (पुनरावृत्ति) करने का मूल्यवान अवसर प्रदान करता है। इसके अतिरिक्त, एलडब्ल्यूए के रूप में उपयोग किए जाने पर फ्लाई ऐश आर्थिक और पर्यावरणीय दोनों प्रकार से अनेक लाभ प्रदान कर सकता है।
फ्लाई ऐश के साधारण घटक विशिष्ट कोयला तल पर निर्भर करते हैं, किन्तु इसमें ट्रेस सांद्रता (सैकड़ों पीपीएम तक) में पाए जाने वाले निम्नलिखित तत्वों या यौगिकों में से अधिक सम्मिलित हो सकते हैं। गैलियम, हरताल , फीरोज़ा , बोरॉन, कैडमियम, क्रोमियम, हैग्जावलेंट क्रोमियम, कोबाल्ट, सीसा, मैंगनीज, पारा (तत्व), मोलिब्डेनम, सेलेनियम, स्ट्रोंटियम, थालियम और वैनेडियम के साथ-साथ पॉलीक्लोराइनेटेड डिबेंज़ोडाइऑक्सिन और पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन की बहुत कम सांद्रता होती है।[1][2] इसमें अदहनीय कार्बन भी होता है।[3][4]
अतीत में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः पृथ्वी के वातावरण में छोड़ा जाता था। किन्तु वायु प्रदूषण नियंत्रण मानकों के लिए अब यह आवश्यक है कि इसे वायु प्रदूषण नियंत्रण उपकरणों को उचित करके प्रदर्शित करने से पूर्व कैप्चर किया जाता है। संयुक्त राज्य अमेरिका में, फ्लाई ऐश को सामान्यतः कोयला विद्युत संयंत्रों में संग्रहित किया जाता है या लैंडफिल में रखा जाता है। अतः लगभग 43% पुनर्नवीनीकरण किया जाता है।[5] अधिकांशतः हाइड्रोलिक सीमेंट या हाइड्रोलिक प्लास्टर का उत्पादन करने के लिए पॉज़ोलन के रूप में उपयोग किया जाता है और ठोस उत्पादन में पोर्टलैंड सीमेंट के प्रतिस्थापन या आंशिक प्रतिस्थापन होता है। पॉज़ोलन ठोस और प्लास्टर की सेटिंग सुनिश्चित करता है और द्रवीय स्थितियों और रासायनिक आक्षेप से अधिक सुरक्षा के साथ ठोस प्रदान करता है।
उस स्थिति में जब फ्लाई (या तली) राख कोयले से उत्पन्न नहीं होती है। उदाहरण के लिए जब ठोस अपशिष्ट को विद्युत उत्पादन के लिए अपशिष्ट से ऊर्जा सुविधा में दहन किया जाता है। तब राख में कोयले की राख की तुलना में उच्च स्तर के प्रदूषक हो सकते हैं। उस स्थिति में उत्पादित राख को अधिकांशतः संकटपूर्ण अपशिष्ट के रूप में वर्गीकृत किया जाता है।
रासायनिक संरचना और वर्गीकरण
| अवयव | बिटुमिनस | सबबिटुमिनस | कोयला |
|---|---|---|---|
| SiO2 (%) | 20–60 | 40–60 | 15–45 |
| Al2O3 (%) | 5–35 | 20–30 | 20–25 |
| Fe2O3 (%) | 10–40 | 4–10 | 4–15 |
| CaO (%) | 1–12 | 5–30 | 15–40 |
| LOI (%) | 0–15 | 0–3 | 0–5 |
फ्लाई ऐश सामग्री निकास गैसों में निलंबित होने पर जम जाती है और इलेक्ट्रोस्टैटिक अवक्षेपकों या फिल्टर बैग द्वारा एकत्र की जाती है। चूंकि निकास गैसों में निलंबित होने पर कण तेजी से जम जाते हैं। अतः फ्लाई ऐश के कण सामान्यतः आकार में गोलाकार होते हैं और आकार में 0.5 माइक्रोमीटर से 300 माइक्रोमीटर तक होते हैं। जिसके तेजी से ठंडा होने का प्रमुख परिणाम यह है कि कुछ खनिजों के क्रिस्टलीकरण का समय होता है और मुख्य रूप से अनाकार, बुझता हुआ कांच रहता है। अतः, चूर्णित कोयले में कुछ दुर्दम्य चरण (पूर्ण प्रकार से) पिघलते नहीं हैं और क्रिस्टलीय बने रहते हैं। परिणाम स्वरुप, फ्लाई ऐश विषम सामग्री है।
SiO2, Al2O3, Fe2O3 और कभी-कभी CaO फ्लाई ऐश में उपस्तिथ मुख्य रासायनिक घटक होते हैं।[6] फ्लाई ऐश का खनिज विज्ञान अत्यधिक विविध है। चूँकि सामना किए गए मुख्य चरण काँच के चरण हैं, साथ में क्वार्ट्ज, मुलाइट और लोहे के आक्साइड हेमेटाइट, मैग्नेटाइट या मैग्माइट होते है। अधिकांशतः पहचाने जाने वाले अन्य चरण क्रिस्टोबलाइट, एनहाइड्राइट, कैल्शियम ऑक्साइड, ख़तरे में डालना, केल्साइट, सिल्वेट, सेंधा नमक , कैल्शियम हाइड्रॉक्साइड, रूटाइल और एनाटेज हैं। कैल्शियम युक्त खनिज एनोर्थाइट, गेहलेनाइट , एकरमैन और पोर्टलैंड सीमेंट में पाए जाने वाले समान विभिन्न कैल्शियम सिलिकेट्स और कैल्शियम एल्युमिनेट्स को कैल्शियम समृद्ध फ्लाई ऐश में पहचाना जा सकता है।[7]
चूँकि पारा सामग्री 1 पीपीएम तक पहुँच सकती है। किन्तु सामान्यतः बिटुमिनस कोयले के लिए 0.01–1 पीपीएम की सीमा में सम्मिलित किया जाता है।
अन्य ट्रेस तत्वों की सांद्रता भी इसे बनाने के लिए दहन किए गए कोयले के प्रकार के अनुसार भिन्न होती है।
वर्गीकरण
अमेरिकन सोसाइटी फार टेस्टिंग एंड मैटरियल्स (एएसटीएम) सी618 द्वारा फ्लाई ऐश की दो श्रेणियों को परिभाषित किया गया है, श्रेणी एफ फ्लाई ऐश और श्रेणी सी फ्लाई ऐश। इन वर्गों के मध्य मुख्य अंतर राख में कैल्शियम, सिलिका, एल्यूमिना और लौह सामग्री की मात्रा है। फ्लाई ऐश के रासायनिक गुण अधिक सीमा तक जलाए गए कोयले (अर्थात् एन्थ्रेसाइट, बिटुमिनस कोयला और लिग्नाइट) की रासायनिक सामग्री से प्रभावित होते हैं।[8]
सभी फ्लाई ऐश एएसटीएम सी618 आवश्यकताओं को पूर्ण नहीं करते हैं। चूंकि आवेदन के आधार पर यह आवश्यक नहीं हो सकता है। सीमेंट प्रतिस्थापन के रूप में उपयोग की जाने वाली फ्लाई ऐश को दृढ़ निर्माण मानकों को पूर्ण करना चाहिए। किन्तु संयुक्त राज्य अमेरिका में कोई मानक पर्यावरण नियम स्थापित नहीं किए गए हैं। फ्लाई ऐश के 75 प्रतिशत की महीनता 45 माइक्रोन या उससे कम होनी चाहिए और उसमें कार्बन की मात्रा 4% से कम होनी चाहिए। जिससे ज्वाला पर हानि (एलओआई) द्वारा मापा जाता है। यूएस में, एलओआई 6% से कम होना चाहिए। कोयला मिलों के परिवर्तित होते हुए प्रदर्शन और बॉयलर के प्रदर्शन के कारण कच्चे फ्लाई ऐश के कण आकार के वितरण में लगातार उतार-चढ़ाव होता रहता है। इससे यह आवश्यक हो जाता है कि यदि ठोस उत्पादन में सीमेंट को परिवर्तित करने के लिए फ्लाई ऐश का उपयोग इष्टतम विधि से किया जाता है। तब इसे यांत्रिक वायु वर्गीकरण जैसे लाभकारी विधियों का उपयोग करके संसाधित किया जाता है। किन्तु यदि ठोस उत्पादन में रेत को परिवर्तित करने के लिए फ्लाई ऐश के उपयोग भराव के रूप में किया जाता है। तब उच्च एलओआई के साथ असंशोधित फ्लाई ऐश का भी उपयोग किया जा सकता है। अतः चल रहे गुणवत्ता सत्यापन विशेष रूप से महत्वपूर्ण होते है। यह मुख्य रूप से भारतीय मानक ब्यूरो चिह्न या दुबई नगर पालिका के डीसीएल चिह्न जैसे गुणवत्ता नियंत्रण मुहरों द्वारा व्यक्त किया जाता है।
श्रेणी एफ
दृढ़, पुराने एन्थ्रेसाइट और बिटुमिनस कोयले के दहन होने से सामान्यतः श्रेणी एफ फ्लाई ऐश का उत्पादन होता है। यह फ्लाई ऐश प्रकृति में पॉज़ोलानिक है, और इसमें 7% से कम चूना (खनिज) (CaO) होता है। पॉज़ोलैनिक गुणों से युक्त श्रेणी एफ फ्लाई ऐश के कांच सदृश सिलिका और एल्यूमिना को सीमेंटिंग क्रेता की आवश्यकता होती है। जैसे कि पोर्टलैंड सीमेंट, क्विकलाइम, या हाइड्रेटेड लाइम-मिश्रित जल के साथ प्रतिक्रिया करने और सीमेंट युक्त यौगिकों का उत्पादन करने के लिए वैकल्पिक रूप से श्रेणी एफ ऐश में सोडियम सिलिकेट (जल का गिलास) जैसे रासायनिक सक्रियकर्ता को जोड़ने से जियोपॉलिमर बन सकता है।
श्रेणी सी
नए लिग्नाइट या उप-बिटुमिनस कोयले के दहन होने से उत्पन्न फ्लाई ऐश में पॉज़ोलैनिक गुण होने के अतिरिक्त, कुछ स्व-सीमेंटिंग गुण भी होते हैं। जल की उपस्थिति में, श्रेणी सी फ्लाई ऐश कठोर हो जाती है और समय के साथ मजबूत हो जाती है। श्रेणी सी फ्लाई ऐश में सामान्यतः 20% से अधिक चूना (सीएओ) होता है। श्रेणी एफ के विपरीत, स्व-सीमेंटिंग श्रेणी सी फ्लाई ऐश को सक्रियकर्ता की आवश्यकता नहीं होती है। क्षार और सल्फेट (SO
4) श्रेणी सी फ्लाई ऐश में सामग्री सामान्यतः अधिक होती है।
कम से कम अमेरिकी निर्माता ने फ्लाई ऐश ईंट की घोषणा की है। जिसमें 50% तक श्रेणी सी फ्लाई ऐश है। परीक्षण से पता चलता है कि ईंटें पारंपरिक मिट्टी की ईंटों के लिए एएसटीएम सी 216 में सूचीबद्ध प्रदर्शन मानकों को पूर्ण करती हैं या उससे अधिक हैं। यह एएसटीएम सी 55, ठोस इमारत ईंट के लिए मानक विशिष्टता में ठोस ईंट के लिए स्वीकार्य संकोचन सीमा के अंदर भी है। यह अनुमान लगाया गया है कि फ्लाई ऐश ईंटों में उपयोग की जाने वाली उत्पादन विधि चिनाई निर्माण की सन्निहित ऊर्जा को 90% तक कम कर देती है।[9] अतः ईंटें और पेवर्स (पक्की सड़क करनेवाला कांट्रेक्टर) 2009 के अंत से पूर्व व्यावसायिक मात्रा में उपलब्ध होने की उम्मीद थी।[10]
निपटान और बाजार स्रोत
अतीत में, कोयले के दहन से उत्पन्न फ्लाई ऐश को केवल संक्रामक गैसों में मिला दिया जाता था और वातावरण में फैला दिया जाता था। इसने पर्यावरण और स्वास्थ्य संबंधी चिंताओं को उत्पन्न किया जाता है। जिसने भारी औद्योगिक देशों में कानूनों को प्रेरित किया जाता है। जिसने फ्लाई ऐश उत्सर्जन को उत्पादित राख के 1% से भी कम कर दिया है। दुनिया भर में, कोयला विद्युत स्टेशनों से उत्पादित फ्लाई ऐश का 65% से अधिक लैंडफिल और राख तालाब में निपटाया जाता है।
ऐश जिसे बाहर जमा किया जाता है। अंततः भूमिगत जल जलभृतों में विषैले यौगिकों को लीच कर सकती है। इस कारण से, फ्लाई ऐश निपटान के बारे में वर्तमान तर्क विशेष रूप से पंक्तिबद्ध लैंडफिल बनाने के इर्द-गिर्द घूर्णन करता है। जो रासायनिक यौगिकों को भूजल और स्थानीय पारिस्थितिक तंत्र में निक्षालित होने से रोकते हैं।
चूंकि संयुक्त राज्य अमेरिका में विभिन्न दशकों तक कोयला प्रमुख ऊर्जा स्रोत था। विद्युत कंपनियां अधिकांशतः अपने कोयला संयंत्र महानगरीय क्षेत्रों के समीप स्थित करती थीं। पर्यावरणीय विवादों को जोड़ते हुए, कोयला संयंत्रों को अपने बॉयलरों को संचालित करने के लिए महत्वपूर्ण मात्रा में जल की आवश्यकता होती है। अतः प्रमुख कोयला संयंत्र (और पश्चात् में उनके फ्लाई ऐश भंडारण प्याला) महानगरीय क्षेत्रों के समीप और नदियों और झीलों के समीप स्थित होते हैं। जो अधिकांशतः शहरों के आस-पास पीने की आपूर्ति के रूप में उपयोग किए जाते हैं। उन फ्लाई ऐश प्यालों में से विभिन्न अरेखीय थे और आस-पास की नदियों और झीलों से फैलने और बाढ़ का भी बड़ा खतरा था। उदाहरण के लिए, उत्तरी कैरोलिना में ड्यूक ऊर्जा अपने कोयले की राख के भंडारण से संबंधित विभिन्न बड़े मुकदमों में सम्मिलित रही है और जल के प्याले में राख के रिसाव में फैल गई है।[11][12][13]
लैंडफिल की बढ़ती लागत और सतत विकास में वर्तमान रुचि के कारण हाल के वर्षों में फ्लाई ऐश का पुनर्चक्रण बढ़ती हुई चिंता बन गया है। As of 2017[update], अमेरिका में कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों ने 38.2 million short tons (34.7×106 t) फ्लाई ऐश उत्पादन की सूचना दी थी। जिनमें से 24.1 million short tons (21.9×106 t) का विभिन्न अनुप्रयोगों में पुन: उपयोग किया गया था।[14] फ्लाई ऐश को पुनर्चक्रित करने के पर्यावरणीय लाभों में सम्मिलित हैं। खदान सामग्री की मांग को कम किया जाता है। जिसके लिए पोर्टलैंड सीमेंट जैसी सामग्री के लिए उत्खनन और अल्पमूल्य प्रतिस्थापन की आवश्यकता होती थी।
पुन: उपयोग
अर्थव्यवस्था के विभिन्न क्षेत्रों, उद्योग, बुनियादी ढाँचे और कृषि में फ्लाई ऐश के उपयोग का कोई अमेरिकी सरकारी पंजीकरण (लेबलिंग) नहीं है। फ्लाई ऐश उपयोग सर्वेक्षण डेटा जिसे अपूर्ण माना जाता है। अमेरिकन कोल ऐश एसोसिएशन द्वारा प्रतिवर्ष प्रकाशित किया जाता है।[15]
कोयले की राख के उपयोग में सम्मिलित हैं। (लगभग घटते महत्व के क्रम में),
- ठोस उत्पादन, पोर्टलैंड सीमेंट, रेत के लिए विकल्प सामग्री के रूप में।
- आरसी संरचनाओं में जंग नियंत्रण।[16]
- फ्लाई-ऐश छर्रों जो ठोस मिश्रण में सामान्य समुच्चय को प्रतिस्थापित कर सकते हैं।
- तटबंध (परिवहन) और अन्य संरचनात्मक भराव (सामान्यतः सड़क निर्माण के लिए)।
- ग्राउट और फ्लोएबल उत्पादन भरते हैं।
- अपशिष्ट स्थिरीकरण और जमना
- क्लिंकर (सीमेंट) उत्पादन (मिट्टी के विकल्प के रूप में)।
- मेरा पुनर्ग्रहण।
- मिट्टी का स्थिरीकरण।
- आधार पाठ्यक्रम निर्माण।
- समग्र (समग्र) स्थानापन्न सामग्री के रूप में (उदाहरण के लिए ईंट उत्पादन के लिए)।
- डामर ठोस में खनिज भराव।
- कृषि उपयोग: मिट्टी में संशोधन, उर्वरक, पशु चारा, स्टॉक फीड यार्ड में मिट्टी स्थिरीकरण, और कृषि भागदारी।
- बर्फ पिघलाने के लिए नदियों पर ढीला आवेदन।[17]
- बर्फ नियंत्रण के लिए सड़कों और पार्किंग स्थल पर ढीला आवेदन।[18]
अन्य अनुप्रयोगों में सौंदर्य प्रसाधन, टूथपेस्ट, किचन काउंटर शीर्ष सम्मिलित हैं।[19] फर्श और छत की टाइलें, बॉलिंग गेंद, फ्लोटेशन (तैरने की क्रिया) डिवाइस, प्लास्टर, बर्तन, टूल हैंडल, पिक्चर फ्रेम, ऑटो बॉडी और नाव का हल, सेलुलर ठोस, जियोपॉलिमर, छत टाइल , रूफिंग ग्रैन्यूल, अलंकार, चिमनी मेंटल, अंगार , पीवीसी पाइप, संरचनात्मक अछूता पैनल, हाउस साइडिंग और ट्रिम, रनिंग ट्रैक, ब्लास्टिंग ग्रिट, पुनर्नवीनीकरण प्लास्टिक की लकड़ी, यूटिलिटी पोल और क्रॉसआर्म्स, रेलवे स्लीपर, हाईवे शोर बाधा, समुद्री ढेर, दरवाजे, खिड़की के फ्रेम, मचान, साइन पोस्ट, क्रिप्ट, कॉलम, रेलरोड टाई, विनाइल फ्लोरिंग, पेविंग स्टोन्स, शॉवर स्टॉल, गेराज दरवाजे, पार्क बेंच, लैंडस्केप टिम्बर्स, प्लांटर्स, पैलेट ब्लॉक्स, मोल्डिंग, मेल बॉक्स, कृत्रिम चट्टान , बाइंडिंग क्रेता, पेंट और अंडरकोटिंग, धातु कास्टिंग , और लकड़ी और प्लास्टिक उत्पादों में भराव उपस्थित होता है।[20][21]
पोर्टलैंड सीमेंट
इसके पॉज़ोलैनिक गुणों के कारण, फ्लाई ऐश का उपयोग ठोस में पोर्टलैंड सीमेंट के प्रतिस्थापन के रूप में किया जाता है।[22] फ्लाई ऐश के उपयोग को पॉज़ोलानिक संघटक के रूप में सन्न 1914 की शुरुआत में मान्यता दी गई थी। चूंकि इसके उपयोग का सबसे पहला उल्लेखनीय अध्ययन सन्न 1937 में हुआ था।[23] रोमन एक्वाडक्ट या पेंथियन, रोम में रोम जैसी रोमन संरचनाओं ने ज्वालामुखीय राख या पॉज़ोलन (जो राख उड़ाने के समान गुण रखते हैं।) को उनके ठोस में पॉज़ोलन के रूप में उपयोग किया था।[24] चूंकि पॉज़ोलन ठोस की बल और स्थायित्व में अधिक सुधार करता है। राख का उपयोग उनके संरक्षण में महत्वपूर्ण कारक है।
पोर्टलैंड सीमेंट के आंशिक प्रतिस्थापन के रूप में फ्लाई ऐश का उपयोग विशेष रूप से उपयुक्त है। किन्तु श्रेणी सी फ्लाई ऐश तक सीमित नहीं है। श्रेणी एफ फ्लाई ऐश का ठोस की प्रवेशित वायु सामग्री पर अस्थिर प्रभाव हो सकता है ।जिससे फ्रीज / पिघलने की क्षति के लिए प्रतिरोध कम हो जाता है। फ्लाई ऐश अधिकांशतः पोर्टलैंड सीमेंट के द्रव्यमान से 30% तक परिवर्तित हो जाता है। किन्तु कुछ अनुप्रयोगों में उच्च मात्रा में इसका उपयोग किया जा सकता है। कुछ स्थितियों में, फ्लाई ऐश ठोस की अंतिम बल में जोड़ सकता है और इसके रासायनिक प्रतिरोध और स्थायित्व को बढ़ा सकता है।
फ्लाई ऐश ठोस की कार्य क्षमता में अधिक सुधार कर सकता है। हाल ही में, आंशिक सीमेंट को उच्च मात्रा वाली फ्लाई ऐश (50% सीमेंट प्रतिस्थापन) के साथ परिवर्तित करने के लिए विशेष विधि विकसित की गई है। रोलर-कॉम्पैक्ट ठोस (आरसीसी) [बांध निर्माण में प्रयुक्त] के लिए, महाराष्ट्र, भारत में घाटघर बांध परियोजना में संसाधित फ्लाई ऐश के साथ 70% के प्रतिस्थापन मूल्यों को प्राप्त किया गया है। फ्लाई ऐश कणों के गोलाकार आकार के कारण, यह जल की मांग को कम करते हुए सीमेंट की कार्य क्षमता को बढ़ा सकता है।[25] फ्लाई ऐश के समर्थकों का प्रामाणित है कि पोर्टलैंड सीमेंट को फ्लाई ऐश से बदलने से ठोस के ग्रीनहाउस गैस पदचिह्न कम हो जाते हैं। जिससे कि पोर्टलैंड सीमेंट टन का उत्पादन फ्लाई ऐश से उत्पन्न CO2 की तुलना में लगभग टन CO2 उत्पन्न करता है। नए फ्लाई ऐश का उत्पादन, अर्थात् कोयले के दहन होने से प्रति टन फ्लाई ऐश लगभग 20 से 30 टन CO2 का उत्पादन होता है। चूंकि पोर्टलैंड सीमेंट का विश्वव्यापी उत्पादन सन्न 2010 तक लगभग 2 बिलियन टन तक पहुंचने की उम्मीद है। अतः फ्लाई ऐश द्वारा इस सीमेंट के किसी भी बड़े भाग को परिवर्तित करने से निर्माण से जुड़े कार्बन उत्सर्जन में अधिक कमी आ सकती है। जब तक तुलना फ्लाई ऐश के उत्पादन को लेती है।
तटबंध
इंजीनियरिंग सामग्री के मध्य फ्लाई ऐश के गुण असामान्य हैं। सामान्यतः तटबंध निर्माण के लिए उपयोग की जाने वाली मिट्टी के विपरीत, फ्लाई ऐश में बड़ी एकरूपता गुणांक होती है और इसमें मिट्टी परिभाषा के आकार के कण होते हैं। तटबंधों में फ्लाई ऐश के उपयोग को प्रभावित करने वाले इंजीनियरिंग गुणों में अनाज के आकार का वितरण, प्रॉक्टर संघनन परीक्षण, अपरूपण शक्ति, संपीड्यता, पारगम्यता (द्रव) और पाला गरम होना सम्मिलित हैं।[25]तटबंधों में उपयोग की जाने वाली लगभग सभी प्रकार की फ्लाई ऐश श्रेणी एफ है।
मृदा स्थिरीकरण
मृदा स्थिरीकरण मिट्टी के भौतिक गुणों को बढ़ाने के लिए स्थायी भौतिक और रासायनिक परिवर्तन होता है। स्थिरीकरण मिट्टी की अपरूपण शक्ति को बढ़ा सकता है और मिट्टी के सिकुड़ने-प्रफुल्लित गुणों को नियंत्रित कर सकता है। इस प्रकार फुटपाथ और नींव का समर्थन करने के लिए उप-श्रेणी की भार-वहन क्षमता में सुधार करता है। विस्तृत मिट्टी से दान