फ्लाई ऐश: Difference between revisions

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== विनियमन ==
== विनियमन ==


=== संयुक्त राज्य ===
=== संयुक्त राज्य अमेरिका ===
'''2008 किंग्स्टन फॉसिल प्लांट''' कोल फ्लाई ऐश स्लरी स्पिल के बाद, EPA ने ऐसे नियम विकसित करना प्रारंभ किया जो राष्ट्रव्यापी सभी राख तालाबों पर लागू होंगे। EPA ने 2015 में CCR नियम प्रकाशित किया।<ref name="CCR 2015"/>2015 सीसीआर विनियमन में कुछ प्रावधानों को मुकदमेबाजी में चुनौती दी गई थी, और कोलंबिया सर्किट के जिला के लिए अपील की संयुक्त राज्य न्यायालय ने आगे नियम बनाने के लिए विनियमन के कुछ हिस्सों को ईपीए को भेज दिया।<ref>{{cite web |last1=Green |first1=Douglas H. |last2=Houlihan |first2=Michael |title=डीसी सर्किट कोर्ट ने सीसीआर समय सीमा विस्तार को ईपीए को भेजा|url=https://www.americanbar.org/groups/environment_energy_resources/publications/st/20190424-dc-circuit-court-remands-ccr-deadline-extension-to-epa/ |date=2019-04-24 |website=Environment, Energy, and Resources Section |publisher=American Bar Association |location=Washington, DC}}</ref>
सन्न 2008 में किंग्स्टन फॉसिल प्लांट कोल फ्लाई ऐश स्लरी स्पिल के पश्चात्, ईपीए ने ऐसे नियम विकसित करना प्रारंभ किया था। जो राष्ट्रव्यापी सभी राख तालाबों पर प्रयुक्त होंगे। ईपीए ने 2015 में CCR नियम प्रकाशित किया।<ref name="CCR 2015"/>2015 सीसीआर विनियमन में कुछ प्रावधानों को मुकदमेबाजी में चुनौती दी गई थी, और कोलंबिया सर्किट के जिला के लिए अपील की संयुक्त राज्य न्यायालय ने आगे नियम बनाने के लिए विनियमन के कुछ हिस्सों को ईपीए को भेज दिया।<ref>{{cite web |last1=Green |first1=Douglas H. |last2=Houlihan |first2=Michael |title=डीसी सर्किट कोर्ट ने सीसीआर समय सीमा विस्तार को ईपीए को भेजा|url=https://www.americanbar.org/groups/environment_energy_resources/publications/st/20190424-dc-circuit-court-remands-ccr-deadline-extension-to-epa/ |date=2019-04-24 |website=Environment, Energy, and Resources Section |publisher=American Bar Association |location=Washington, DC}}</ref>


EPA ने 14 अगस्त, 2019 को प्रस्तावित नियम प्रकाशित किया, जो स्थान-आधारित मानदंडों का उपयोग करेगा, अतिरिक्त संख्यात्मक सीमा (अर्थात् बाड़े या गड्ढों आकार) के अतिरिक्त ऑपरेटर को न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव प्रदर्शित करने की आवश्यकता होगी जिससे कि साइट संचालन में रह सके।<ref>EPA. "Hazardous and Solid Waste Management System: Disposal of Coal Combustion Residuals from Electric Utilities; Enhancing Public Access to Information; Reconsideration of Beneficial Use Criteria and Piles; Proposed Rule." ''Federal Register,'' {{usfr|84|40353}}. 2019-08-14.</ref>
ईपीए ने 14 अगस्त, 2019 को प्रस्तावित नियम प्रकाशित किया, जो स्थान-आधारित मानदंडों का उपयोग करेगा, अतिरिक्त संख्यात्मक सीमा (अर्थात् बाड़े या गड्ढों आकार) के अतिरिक्त ऑपरेटर को न्यूनतम पर्यावरणीय प्रभाव प्रदर्शित करने की आवश्यकता होगी जिससे कि साइट संचालन में रह सके।<ref>EPA. "Hazardous and Solid Waste Management System: Disposal of Coal Combustion Residuals from Electric Utilities; Enhancing Public Access to Information; Reconsideration of Beneficial Use Criteria and Piles; Proposed Rule." ''Federal Register,'' {{usfr|84|40353}}. 2019-08-14.</ref>
कोर्ट रिमांड के उत्तर में, EPA ने 28 अगस्त, 2020 को अपना CCR भाग A अंतिम नियम प्रकाशित किया, जिसमें सभी अनलाइन राख तालाबों को लाइनर्स के साथ फिर से जोड़ने या 11 अप्रैल, 2021 तक बंद करने की आवश्यकता थी। कुछ सुविधाएं अतिरिक्त समय प्राप्त करने के लिए लागू हो सकती हैं—2028 तक— ऐश अपशिष्टों के सतही अवरोधों को बंद करने से पहले उनके प्रबंधन के लिए विकल्प खोजने के लिए।<ref>{{cite magazine |title=EPA कुछ खतरनाक कोयले की राख के तालाबों को लंबे समय तक खुला रहने देता है|url=https://www.usnews.com/news/politics/articles/2020-10-16/epa-letting-some-hazardous-coal-ash-ponds-stay-open-longer |date=2020-10-16 |magazine=U.S. News}}</ref><ref>EPA. "Hazardous and Solid Waste Management System: Disposal of Coal Combustion Residuals From Electric Utilities; A Holistic Approach to Closure Part A: Deadline To Initiate Closure." {{usfr|85|53516}}. 2020-08-28.</ref><ref>{{cite web |title=Revisions to the Coal Combustion Residuals (CCR) Closure Regulations; Fact sheet |url=https://www.epa.gov/coalash/fact-sheet-revisions-several-coal-ash-closure-requirements-and-provisions-enhance-public |date=July 2020 |publisher=EPA}}</ref> ईपीए ने 12 नवंबर, 2020 को अपना सीसीआर पार्ट बी नियम प्रकाशित किया, जो कुछ सुविधाओं को वैकल्पिक लाइनर का उपयोग करने की अनुमति देता है, जो इस प्रदर्शन पर आधारित है कि मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण प्रभावित नहीं होगा।<ref>EPA (2020-11-12). "Hazardous and Solid Waste Management System: Disposal of CCR; A Holistic Approach to Closure Part B: Alternate Demonstration for Unlined Surface Impoundments." Final rule. {{usfr|85|72506}}</ref> सीसीआर विनियम पर आगे का मुकदमा 2021 तक लंबित है।<ref>{{cite news |last=Smoot |first=D.E. |title=समूह कोयला राख नियम के रोलबैक को चुनौती देते हैं|url=https://www.muskogeephoenix.com/news/groups-challenge-rollback-of-coal-ash-rule/article_3114a09f-400f-55d8-8d3d-5d56e5120986.html |date=2020-12-11 |work=Muskogee Phoenix |location=Muskogee, OK}}</ref>
कोर्ट रिमांड के उत्तर में, ईपीए ने 28 अगस्त, 2020 को अपना CCR भाग A अंतिम नियम प्रकाशित किया, जिसमें सभी अनलाइन राख तालाबों को लाइनर्स के साथ फिर से जोड़ने या 11 अप्रैल, 2021 तक बंद करने की आवश्यकता थी। कुछ सुविधाएं अतिरिक्त समय प्राप्त करने के लिए प्रयुक्त हो सकती हैं—2028 तक— ऐश अपशिष्टों के सतही अवरोधों को बंद करने से पहले उनके प्रबंधन के लिए विकल्प खोजने के लिए।<ref>{{cite magazine |title=EPA कुछ खतरनाक कोयले की राख के तालाबों को लंबे समय तक खुला रहने देता है|url=https://www.usnews.com/news/politics/articles/2020-10-16/epa-letting-some-hazardous-coal-ash-ponds-stay-open-longer |date=2020-10-16 |magazine=U.S. News}}</ref><ref>EPA. "Hazardous and Solid Waste Management System: Disposal of Coal Combustion Residuals From Electric Utilities; A Holistic Approach to Closure Part A: Deadline To Initiate Closure." {{usfr|85|53516}}. 2020-08-28.</ref><ref>{{cite web |title=Revisions to the Coal Combustion Residuals (CCR) Closure Regulations; Fact sheet |url=https://www.epa.gov/coalash/fact-sheet-revisions-several-coal-ash-closure-requirements-and-provisions-enhance-public |date=July 2020 |publisher=EPA}}</ref> ईपीए ने 12 नवंबर, 2020 को अपना सीसीआर पार्ट बी नियम प्रकाशित किया, जो कुछ सुविधाओं को वैकल्पिक लाइनर का उपयोग करने की अनुमति देता है, जो इस प्रदर्शन पर आधारित है कि मानव स्वास्थ्य और पर्यावरण प्रभावित नहीं होगा।<ref>EPA (2020-11-12). "Hazardous and Solid Waste Management System: Disposal of CCR; A Holistic Approach to Closure Part B: Alternate Demonstration for Unlined Surface Impoundments." Final rule. {{usfr|85|72506}}</ref> सीसीआर विनियम पर आगे का मुकदमा 2021 तक लंबित है।<ref>{{cite news |last=Smoot |first=D.E. |title=समूह कोयला राख नियम के रोलबैक को चुनौती देते हैं|url=https://www.muskogeephoenix.com/news/groups-challenge-rollback-of-coal-ash-rule/article_3114a09f-400f-55d8-8d3d-5d56e5120986.html |date=2020-12-11 |work=Muskogee Phoenix |location=Muskogee, OK}}</ref>


अक्टूबर 2020 में EPA ने अंतिम [[प्रवाह दिशानिर्देश]] नियम प्रकाशित किया जो इसके 2015 के विनियमन के कुछ प्रावधानों को उलट देता है, जिसने राख तालाबों और अन्य विद्युत संयंत्र अपशिष्ट जल से निकलने वाले अपशिष्ट जल में जहरीली धातुओं पर आवश्यकताओं को कड़ा कर दिया था।<ref>{{cite news |last1=Dennis |first1=Brady |last2=Eilperin |first2=Juliet |title=ट्रम्प प्रशासन ने कोयला संयंत्रों से जहरीले अपशिष्ट जल को सीमित करने के उद्देश्य से ओबामा-युग के नियम को वापस ले लिया|url=https://www.washingtonpost.com/climate-environment/2020/08/31/coal-ash-epa-trump |date=2020-08-31 |newspaper=The Washington Post}}</ref><ref>EPA (2020-10-13). "Steam Electric Reconsideration Rule." Final rule. ''Federal Register,'' {{USFR|85|64650}}</ref> मुकदमेबाजी में 2020 के नियम को भी चुनौती दी गई है।<ref>{{cite web |title=विषाक्त जल प्रदूषण रोलबैक के लिए पर्यावरण समूहों ने ट्रम्प प्रशासन के खिलाफ मुकदमा दायर किया|url=https://waterkeeper.org/news/environmental-groups-file-lawsuits-against-trump-administration-for-toxic-water-pollution-rollbacks/ |date=2020-11-02 |publisher=Waterkeeper Alliance |location=New York, NY}}</ref> अगस्त 2021 में EPA ने घोषणा की कि वह 2020 के नियम को संबोधित करने और अपशिष्ट जल की सीमाओं को मजबूत करने के लिए और नियम बना रहा है। एजेंसी 2022 के पतन में प्रस्तावित नियम प्रकाशित करने की योजना बना रही है।<ref>EPA (2021-08-03). "Effluent Limitations Guidelines and Standards for the Steam Electric Power Generating Point Source Category." Notice of rulemaking initiative. ''Federal Register,'' {{USFR|86|41801}}</ref>
अक्टूबर 2020 में ईपीए ने अंतिम [[प्रवाह दिशानिर्देश]] नियम प्रकाशित किया जो इसके 2015 के विनियमन के कुछ प्रावधानों को उलट देता है, जिसने राख तालाबों और अन्य विद्युत संयंत्र अपशिष्ट जल से निकलने वाले अपशिष्ट जल में जहरीली धातुओं पर आवश्यकताओं को कड़ा कर दिया था।<ref>{{cite news |last1=Dennis |first1=Brady |last2=Eilperin |first2=Juliet |title=ट्रम्प प्रशासन ने कोयला संयंत्रों से जहरीले अपशिष्ट जल को सीमित करने के उद्देश्य से ओबामा-युग के नियम को वापस ले लिया|url=https://www.washingtonpost.com/climate-environment/2020/08/31/coal-ash-epa-trump |date=2020-08-31 |newspaper=The Washington Post}}</ref><ref>EPA (2020-10-13). "Steam Electric Reconsideration Rule." Final rule. ''Federal Register,'' {{USFR|85|64650}}</ref> मुकदमेबाजी में 2020 के नियम को भी चुनौती दी गई है।<ref>{{cite web |title=विषाक्त जल प्रदूषण रोलबैक के लिए पर्यावरण समूहों ने ट्रम्प प्रशासन के खिलाफ मुकदमा दायर किया|url=https://waterkeeper.org/news/environmental-groups-file-lawsuits-against-trump-administration-for-toxic-water-pollution-rollbacks/ |date=2020-11-02 |publisher=Waterkeeper Alliance |location=New York, NY}}</ref> अगस्त 2021 में ईपीए ने घोषणा की कि वह 2020 के नियम को संबोधित करने और अपशिष्ट जल की सीमाओं को मजबूत करने के लिए और नियम बना रहा है। एजेंसी 2022 के पतन में प्रस्तावित नियम प्रकाशित करने की योजना बना रही है।<ref>EPA (2021-08-03). "Effluent Limitations Guidelines and Standards for the Steam Electric Power Generating Point Source Category." Notice of rulemaking initiative. ''Federal Register,'' {{USFR|86|41801}}</ref>
=== भारत ===
=== भारत ===
भारत के पर्यावरण, वन और जलवायु परिवर्तन मंत्रालय ने पहली बार 1999 में राजपत्र अधिसूचना प्रकाशित की जिसमें फ्लाई ऐश के उपयोग को निर्दिष्ट किया गया था और 100% उपयोग सुनिश्चित करके सभी ताप विद्युत संयंत्रों के लिए लक्ष्य तिथि का पालन करना अनिवार्य किया गया था।<ref>Report of the Committee National Green Tribunal (NGT), New Delhi, 2015. 42 pp.</ref> 2003 और 2009 में बाद के संशोधनों ने 2014 के अनुपालन की समय सीमा को स्थानांतरित कर दिया। जैसा कि केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण, नई दिल्ली द्वारा रिपोर्ट किया गया था, 2015 तक, उत्पादित फ्लाई ऐश का केवल 60% उपयोग किया जा रहा था।<ref>Central Electricity Authority, New Delhi. Report on fly ash generation at coal/lignite based thermal power stations and its utilization in the country for the year 2014-15, Annex II. Oct 2015. https://www.cea.nic.in/reports/others/thermal/tcd/flyash_final_1516.pdf {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201011220535/https://www.cea.nic.in/reports/others/thermal/tcd/flyash_final_1516.pdf |date=2020-10-11 }}</ref> इसका परिणाम 2015 में नवीनतम अधिसूचना में हुआ है, जिसने 31 दिसंबर, 2017 को 100% उपयोग प्राप्त करने के लिए संशोधित समय सीमा के रूप में निर्धारित किया है। लगभग 55.7% फ्लाई ऐश का उपयोग किया जाता है, इसका बड़ा भाग (42.3%) सीमेंट उत्पादन में जाता है, जिससे कि लगभग 0.74% का उपयोग ठोस में योजक के रूप में किया जाता है (तालिका 5 [29] देखें)। भारत में शोधकर्ता 100% उपयोग के लक्ष्य को प्राप्त करने में मदद करने के लिए ठोस और सक्रिय पोज़ोलानिक सीमेंट जैसे जियोपॉलीमर [34] के मिश्रण के रूप में फ्लाई ऐश पर कार्य करके सक्रिय रूप से इस चुनौती का समाधान कर रहे हैं।<ref>Mehta A, and Siddique R., Properties of low-calcium fly ash based geopolymer concrete incorporating OPC as partial replacement of fly ash. Construction and Building Materials 150 (2017) 792–807.</ref> सबसे बड़ी गुंजाइश स्पष्ट रूप से ठोस में सम्मिलित होने वाली फ्लाई ऐश की मात्रा बढ़ाने के क्षेत्र में है। भारत ने 2016 में 280 मिलियन टन सीमेंट का उत्पादन किया। हाउसिंग सेक्टर द्वारा 67% सीमेंट की खपत के साथ, पीपीसी की बढ़ती भागदारी और निम्न से मध्यम शक्ति वाले ठोस दोनों में फ्लाई ऐश को सम्मिलित करने की बहुत बड़ी गुंजाइश है। गलत धारणा है कि भारतीय कोड ठोस और प्रबलित ठोस के लिए आईएस 456:2000 और फ्लाई ऐश के लिए आईएस 3812.1:2013 फ्लाई ऐश के उपयोग को 35% से कम तक सीमित करता है। इसी प्रकार की भ्रांतियां अमेरिका जैसे देशों में भी हैं<ref>Obla, K H. Specifying Fly Ash for Use in Concrete. Concrete in Focus (Spring 2008) 60–66.</ref> किन्तु इसके विपरीत साक्ष्य विभिन्न बड़ी परियोजनाओं में एचवीएफए का उपयोग है जहां दृढ़ गुणवत्ता नियंत्रण के अनुसार डिजाइन मिश्रण का उपयोग किया गया है। यह सुझाव दिया जाता है कि पेपर में प्रस्तुत शोध परिणामों का अधिकतम लाभ उठाने के लिए, स्थानीय फ्लाई ऐश का उपयोग करके भारत में व्यापक उपयोग के लिए अल्ट्रा हाई वॉल्यूम फ्लाई ऐश ठोस (यूएचवीएफए) ठोस को तत्काल विकसित किया जाता है। क्षार सक्रिय पोज़ोलन या जियोपॉलीमर सीमेंट आधारित ठोस को बढ़ावा देने के लिए भी तत्काल कदम उठाने की आवश्यकता है।
भारत के पर्यावरण, वन और जलवायु परिवर्तन मंत्रालय ने पहली बार 1999 में राजपत्र अधिसूचना प्रकाशित की जिसमें फ्लाई ऐश के उपयोग को निर्दिष्ट किया गया था और 100% उपयोग सुनिश्चित करके सभी ताप विद्युत संयंत्रों के लिए लक्ष्य तिथि का पालन करना अनिवार्य किया गया था।<ref>Report of the Committee National Green Tribunal (NGT), New Delhi, 2015. 42 pp.</ref> 2003 और 2009 में बाद के संशोधनों ने 2014 के अनुपालन की समय सीमा को स्थानांतरित कर दिया। जैसा कि केंद्रीय विद्युत प्राधिकरण, नई दिल्ली द्वारा रिपोर्ट किया गया था, 2015 तक, उत्पादित फ्लाई ऐश का केवल 60% उपयोग किया जा रहा था।<ref>Central Electricity Authority, New Delhi. Report on fly ash generation at coal/lignite based thermal power stations and its utilization in the country for the year 2014-15, Annex II. Oct 2015. https://www.cea.nic.in/reports/others/thermal/tcd/flyash_final_1516.pdf {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201011220535/https://www.cea.nic.in/reports/others/thermal/tcd/flyash_final_1516.pdf |date=2020-10-11 }}</ref> इसका परिणाम 2015 में नवीनतम अधिसूचना में हुआ है, जिसने 31 दिसंबर, 2017 को 100% उपयोग प्राप्त करने के लिए संशोधित समय सीमा के रूप में निर्धारित किया है। लगभग 55.7% फ्लाई ऐश का उपयोग किया जाता है, इसका बड़ा भाग (42.3%) सीमेंट उत्पादन में जाता है, जिससे कि लगभग 0.74% का उपयोग ठोस में योजक के रूप में किया जाता है (तालिका 5 [29] देखें)। भारत में शोधकर्ता 100% उपयोग के लक्ष्य को प्राप्त करने में मदद करने के लिए ठोस और सक्रिय पोज़ोलानिक सीमेंट जैसे जियोपॉलीमर [34] के मिश्रण के रूप में फ्लाई ऐश पर कार्य करके सक्रिय रूप से इस चुनौती का समाधान कर रहे हैं।<ref>Mehta A, and Siddique R., Properties of low-calcium fly ash based geopolymer concrete incorporating OPC as partial replacement of fly ash. Construction and Building Materials 150 (2017) 792–807.</ref> सबसे बड़ी गुंजाइश स्पष्ट रूप से ठोस में सम्मिलित होने वाली फ्लाई ऐश की मात्रा बढ़ाने के क्षेत्र में है। भारत ने 2016 में 280 मिलियन टन सीमेंट का उत्पादन किया। हाउसिंग सेक्टर द्वारा 67% सीमेंट की खपत के साथ, पीपीसी की बढ़ती भागदारी और निम्न से मध्यम शक्ति वाले ठोस दोनों में फ्लाई ऐश को सम्मिलित करने की बहुत बड़ी गुंजाइश है। गलत धारणा है कि भारतीय कोड ठोस और प्रबलित ठोस के लिए आईएस 456:2000 और फ्लाई ऐश के लिए आईएस 3812.1:2013 फ्लाई ऐश के उपयोग को 35% से कम तक सीमित करता है। इसी प्रकार की भ्रांतियां अमेरिका जैसे देशों में भी हैं<ref>Obla, K H. Specifying Fly Ash for Use in Concrete. Concrete in Focus (Spring 2008) 60–66.</ref> किन्तु इसके विपरीत साक्ष्य विभिन्न बड़ी परियोजनाओं में एचवीएफए का उपयोग है जहां दृढ़ गुणवत्ता नियंत्रण के अनुसार डिजाइन मिश्रण का उपयोग किया गया है। यह सुझाव दिया जाता है कि पेपर में प्रस्तुत शोध परिणामों का अधिकतम लाभ उठाने के लिए, स्थानीय फ्लाई ऐश का उपयोग करके भारत में व्यापक उपयोग के लिए अल्ट्रा हाई वॉल्यूम फ्लाई ऐश ठोस (यूएचवीएफए) ठोस को तत्काल विकसित किया जाता है। क्षार सक्रिय पोज़ोलन या जियोपॉलीमर सीमेंट आधारित ठोस को बढ़ावा देने के लिए भी तत्काल कदम उठाने की आवश्यकता है।

Revision as of 14:53, 26 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 गड्ढों 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

कोयले के प्रकार से फ्लाई ऐश संरचना
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 गड्ढों 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 गड्ढों 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]

गड्ढों 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, अमेरिका में कोयले से चलने वाले विद्युत संयंत्रों ने 38.2 million short tons (34.7×10^6 t) फ्लाई ऐश उत्पादन की सूचना दी थी। जिनमें से 24.1 million short tons (21.9×10^6 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,