लाल मिट्टी: Difference between revisions

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[[File:Bützflethermoor Rotschlammdeponie Luftaufnahmen 2012-05-by-RaBoe-478-1.jpg|thumb|upright=1.25|[[ स्टेडियम ]] ([[जर्मनी]]) के पास लाल मिट्टी]]
[[File:Bützflethermoor Rotschlammdeponie Luftaufnahmen 2012-05-by-RaBoe-478-1.jpg|thumb|upright=1.25|[[ स्टेडियम ]] ([[जर्मनी]]) के पास लाल मिट्टी]]
[[File:Bauxite bedarieux herault.jpg|thumb|upright=1.25|[[ बाक्साइट ]], एक एल्यूमीनियम अयस्क (हेरॉल्ट विभाग, [[फ्रांस]])। लाल रंग लोहे के आक्साइड के कारण होता है जो लाल मिट्टी का मुख्य भाग बनाते हैं।]]'''लाल मिट्टी''', जिसे अब '''बॉक्साइट अवशेष''' कहा जाता है, एक औद्योगिक अपशिष्ट है जो [[बायर प्रक्रिया]] का उपयोग करके बॉक्साइट के एल्यूमिनियम [[ऑक्साइड]] में प्रसंस्करण के समय उत्पन्न होता है। यह लोहे के आक्साइड सहित विभिन्न ऑक्साइड यौगिकों से बना है जो इसे लाल रंग देते हैं। विश्व स्तर पर उत्पादित 95% से अधिक एल्यूमिना बायर प्रक्रिया के माध्यम से होता है; उत्पादित प्रत्येक टन एल्युमिना के लिए लगभग 1 से 1.5 टन लाल मिट्टी का भी उत्पादन होता है। 2020 में एल्युमिना का वार्षिक उत्पादन 133 मिलियन टन से अधिक था, जिसके परिणामस्वरूप 175 मिलियन टन से अधिक लाल मिट्टी का उत्पादन हुआ था।<ref>[http://www.world-aluminium.org/statistics/alumina-production/ Annual statistics collected and published by World Aluminium].</ref>
[[File:Bauxite bedarieux herault.jpg|thumb|upright=1.25|[[ बाक्साइट ]], एक एल्यूमीनियम अयस्क (हेरॉल्ट विभाग, [[फ्रांस]])। लाल रंग लोहे के आक्साइड के कारण होता है जो लाल मिट्टी का मुख्य भाग बनाते हैं।]]'''लाल मिट्टी''', जिसे अब '''बॉक्साइट अवशेष''' कहा जाता है, एक औद्योगिक अपशिष्ट है जो [[बायर प्रक्रिया]] का उपयोग करके बॉक्साइट के एल्यूमिनियम [[ऑक्साइड]] में प्रसंस्करण के समय उत्पन्न होता है। यह लोहे के आक्साइड सहित विभिन्न ऑक्साइड यौगिकों से बना है जो इसे लाल रंग देते हैं। विश्व स्तर पर उत्पादित 95% से अधिक एल्यूमिना बायर प्रक्रिया के माध्यम से होता है; उत्पादित प्रत्येक टन एल्युमिना के लिए लगभग 1 से 1.5 टन लाल मिट्टी का भी उत्पादन होता है। 2020 में एल्युमिना का वार्षिक उत्पादन 133 मिलियन टन से अधिक था, जिसके परिणामस्वरूप 175 मिलियन टन से अधिक लाल मिट्टी का उत्पादन हुआ था।<ref>[http://www.world-aluminium.org/statistics/alumina-production/ Annual statistics collected and published by World Aluminium].</ref>
इस उच्च स्तर के उत्पादन और सामग्री की उच्च [[क्षारीयता]] के कारण, यदि ठीक से संग्रहीत नहीं किया जाता है, तो यह एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरा पैदा कर सकता है। परिणामस्वरूप, [[सीमेंट]] और [[ठोस|कंक्रीट]] के लिए उपयोगी सामग्री बनाने के लिए सुरक्षित भंडारण के लिए उत्तम विधि खोजने और इससे निपटने के लिए महत्वपूर्ण प्रयास किए जा रहे हैं, जैसे कि अपशिष्ट मूल्यवर्धन।<ref name="Evans">Evans, K., "The History, Challenges and new developments in the management and use of Bauxite Residue", ''J. Sustain Metall.'' May 2016. {{doi|10.1007/s40831-016-00060-x}}.</ref>
इस उच्च स्तर के उत्पादन और सामग्री की उच्च [[क्षारीयता]] के कारण, यदि ठीक से संग्रहीत नहीं किया जाता है, तो यह एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरा उत्पन्न कर सकता है। परिणामस्वरूप, [[सीमेंट]] और [[ठोस|कंक्रीट]] के लिए उपयोगी सामग्री बनाने के लिए सुरक्षित भंडारण के लिए उत्तम विधि खोजने और इससे निपटने के लिए महत्वपूर्ण प्रयास किए जा रहे हैं, जैसे कि अपशिष्ट मूल्यवर्धन।<ref name="Evans">Evans, K., "The History, Challenges and new developments in the management and use of Bauxite Residue", ''J. Sustain Metall.'' May 2016. {{doi|10.1007/s40831-016-00060-x}}.</ref>


कम सामान्यतः, इस सामग्री को '''बॉक्साइट अवशेष''', '''लाल कीचड़''', या '''एल्यूमिना रिफाइनरी''' अवशेषों के रूप में भी जाना जाता है।
कम सामान्यतः, इस सामग्री को '''बॉक्साइट अवशेष''', '''लाल कीचड़''', या '''एल्यूमिना रिफाइनरी''' अवशेषों के रूप में भी जाना जाता है।
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संसार में 60 से अधिक निर्माण कार्य बॉक्साइट अयस्क से एल्युमिना बनाने के लिए बायर प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। बॉक्साइट अयस्क का खनन सामान्यत: [[ओपन कास्ट माइन]] में किया जाता है, और प्रसंस्करण के लिए एल्यूमिना रिफाइनरी में स्थानांतरित किया जाता है। उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करके एल्यूमिना निकाला जाता है। बॉक्साइट (अवशेष) के अघुलनशील भाग को हटा दिया जाता है, जिससे [[सोडियम एलुमिनेट]] का एक घोल बनता है, जो तब एक [[एल्यूमीनियम हाइड्रोक्साइड]] क्रिस्टल के साथ [[बीज क्रिस्टल]] होता है और उसे ठंडा होने दिया जाता है जिससे शेष एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड घोल से अवक्षेपित हो जाता है। एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड में से कुछ का उपयोग अगले बैच को बीजने के लिए किया जाता है, जबकि शेष एल्यूमीनियम ऑक्साइड (एल्यूमिना) का उत्पादन करने के लिए रोटरी भट्टों या द्रव फ्लैश कैल्सिनर्स में 1000 °C से अधिक पर [[ कैलसिनिंग | कैलसिनिंग]] (गर्म) किया जाता है।
संसार में 60 से अधिक निर्माण कार्य बॉक्साइट अयस्क से एल्युमिना बनाने के लिए बायर प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। बॉक्साइट अयस्क का खनन सामान्यत: [[ओपन कास्ट माइन]] में किया जाता है, और प्रसंस्करण के लिए एल्यूमिना रिफाइनरी में स्थानांतरित किया जाता है। उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करके एल्यूमिना निकाला जाता है। बॉक्साइट (अवशेष) के अघुलनशील भाग को हटा दिया जाता है, जिससे [[सोडियम एलुमिनेट]] का एक घोल बनता है, जो तब एक [[एल्यूमीनियम हाइड्रोक्साइड]] क्रिस्टल के साथ [[बीज क्रिस्टल]] होता है और उसे ठंडा होने दिया जाता है जिससे शेष एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड घोल से अवक्षेपित हो जाता है। एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड में से कुछ का उपयोग अगले बैच को बीजने के लिए किया जाता है, जबकि शेष एल्यूमीनियम ऑक्साइड (एल्यूमिना) का उत्पादन करने के लिए रोटरी भट्टों या द्रव फ्लैश कैल्सिनर्स में 1000 °C से अधिक पर [[ कैलसिनिंग | कैलसिनिंग]] (गर्म) किया जाता है।


उपयोग किए जाने वाले बॉक्साइट की एल्यूमिना सामग्री सामान्य रूप से 42 और 50% के बीच होती है, किन्तु एल्यूमिना सामग्री की विस्तृत श्रृंखला वाले अयस्कों का उपयोग किया जा सकता है। एल्युमिनियम यौगिक [[gibbsite|जिब्जाइट]] (Al(OH)<sub>3</sub>), [[boehmite|बोहमाइट]] (γ-AlO(OH)) या [[ प्रवासी | डायस्पोर]] (α-AlO(OH)) के रूप में उपस्थित हो सकता है। अवशेषों में हमेशा [[लौह ऑक्साइड]] की उच्च सांद्रता होती है जो उत्पाद को एक विशिष्ट लाल रंग देती है। प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले सोडियम हाइड्रॉक्साइड की एक छोटी अवशिष्ट मात्रा अवशेषों के साथ रहती है, जिससे सामग्री में उच्च पीएच / क्षारीयता सामान्य रूप से > 12 होती है। प्रक्रिया को जितना संभव हो उतना कुशल बनाने और उत्पादन लागत को कम करने के लिए अवशेषों से जितना संभव हो उतना सोडियम हाइड्रॉक्साइड को रीसायकल करने के लिए ठोस / तरल पृथक्करण प्रक्रिया में विभिन्न चरणों की प्रारंभ की जाती है। यह अवशेषों की अंतिम क्षारीयता को भी कम करता है जिससे इसे संभालना और स्टोर करना आसान और सुरक्षित हो जाता है।
उपयोग किए जाने वाले बॉक्साइट की एल्यूमिना सामग्री सामान्य रूप से 42 और 50% के बीच होती है, किन्तु एल्यूमिना सामग्री की विस्तृत श्रृंखला वाले अयस्कों का उपयोग किया जा सकता है। एल्युमिनियम यौगिक [[gibbsite|जिब्जाइट]] (Al(OH)<sub>3</sub>), [[boehmite|बोहमाइट]] (γ-AlO(OH)) या [[ प्रवासी | डायस्पोर]] (α-AlO(OH)) के रूप में उपस्थित हो सकता है। अवशेषों में सदैव [[लौह ऑक्साइड]] की उच्च सांद्रता होती है जो उत्पाद को एक विशिष्ट लाल रंग देती है। प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले सोडियम हाइड्रॉक्साइड की एक छोटी अवशिष्ट मात्रा अवशेषों के साथ रहती है, जिससे सामग्री में उच्च पीएच / क्षारीयता सामान्य रूप से > 12 होती है। प्रक्रिया को जितना संभव हो उतना कुशल बनाने और उत्पादन निवेश को कम करने के लिए अवशेषों से जितना संभव हो उतना सोडियम हाइड्रॉक्साइड को रीसायकल करने के लिए ठोस / तरल पृथक्करण प्रक्रिया में विभिन्न चरणों की प्रारंभ की जाती है। यह अवशेषों की अंतिम क्षारीयता को भी कम करता है जिससे इसे संभालना और स्टोर करना आसान और सुरक्षित हो जाता है।


== रचना ==
== रचना ==
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| [[Kaolinite|काओलिनाइट]] || Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>⋅2SiO<sub>2</sub>⋅2H<sub>2</sub>O || 0–5%
| [[Kaolinite|काओलिनाइट]] || Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>⋅2SiO<sub>2</sub>⋅2H<sub>2</sub>O || 0–5%
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सामान्य तौर पर, अवशेषों की संरचना गैर-एल्यूमीनियम घटकों को दर्शाती है, सिलिकॉन घटक क्रिस्टलीय सिलिका (क्वार्ट्ज) के भाग के अपवाद के साथ प्रतिक्रिया नहीं होगी, किन्तु उपस्थित कुछ सिलिका को अधिकांश प्रतिक्रियाशील सिलिका कहा जाता है जो निष्कर्षण शर्तों के तहत प्रतिक्रिया करेगा और सोडियम एल्युमीनियम सिलिकेट और साथ ही अन्य संबंधित यौगिक बनाते हैं।
सामान्यतः, अवशेषों की संरचना गैर-एल्यूमीनियम घटकों को दर्शाती है, सिलिकॉन घटक क्रिस्टलीय सिलिका (क्वार्ट्ज) के भाग के अपवाद के साथ प्रतिक्रिया नहीं होगी, किन्तु उपस्थित कुछ सिलिका को अधिकांश प्रतिक्रियाशील सिलिका कहा जाता है जो निष्कर्षण शर्तों के अनुसार  प्रतिक्रिया करेगा और सोडियम एल्युमीनियम सिलिकेट और साथ ही अन्य संबंधित यौगिक बनाते हैं।


=== पर्यावरण के खतरे ===
=== पर्यावरण के खतरे ===
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== अवशेष भंडारण क्षेत्र ==
== अवशेष भंडारण क्षेत्र ==
मूल संयंत्रों के निर्माण के बाद से अवशेषों के भंडारण के विधियों में काफी बदलाव आया है। प्रारंभिक वर्षों में अभ्यास घोल को पंप करने के लिए था, लगभग 20% ठोस पदार्थों को लैगून या तालाबों में कभी-कभी पूर्व बॉक्साइट खानों या घटिया खदानों में बनाया जाता था। अन्य स्थितियों में, बांधों या तटबंधों के साथ अवरोधों का निर्माण किया गया था, जबकि कुछ कार्यों के लिए घाटियों को बांध दिया गया था और अवशेष इन होल्डिंग क्षेत्रों में जमा किए गए थे।<ref name="LightMetals">{{cite book|last1=Evans|first1=Ken|last2=Nordheim|first2=Eirik|last3=Tsesmelis|first3=Katy|title=हल्की धातुएँ|date=2012|publisher=John Wiley & Sons, Ltd|isbn=9781118359259|pages=61–66|language=en|chapter=Bauxite Residue Management|doi=10.1002/9781118359259.ch11}}</ref>
मूल संयंत्रों के निर्माण के बाद से अवशेषों के भंडारण के विधियों में अधिक बदलाव आया है। प्रारंभिक वर्षों में अभ्यास घोल को पंप करने के लिए था, लगभग 20% ठोस पदार्थों को लैगून या तालाबों में कभी-कभी पूर्व बॉक्साइट खानों या घटिया खदानों में बनाया जाता था। अन्य स्थितियों में, बांधों या तटबंधों के साथ अवरोधों का निर्माण किया गया था, जबकि कुछ कार्यों के लिए घाटियों को बांध दिया गया था और अवशेष इन होल्डिंग क्षेत्रों में जमा किए गए थे।<ref name="LightMetals">{{cite book|last1=Evans|first1=Ken|last2=Nordheim|first2=Eirik|last3=Tsesmelis|first3=Katy|title=हल्की धातुएँ|date=2012|publisher=John Wiley & Sons, Ltd|isbn=9781118359259|pages=61–66|language=en|chapter=Bauxite Residue Management|doi=10.1002/9781118359259.ch11}}</ref>


लाल मिट्टी को नदियों के मुहानों या समुद्र में पाइपलाइनों या नावों के माध्यम से बहाया जाना एक आम बात थी, अन्य स्थितियों में अवशेषों को समुद्र में भेज दिया जाता था और गहरे समुद्र की खाइयों में कई किलोमीटर दूर बहा दिया जाता था। 2016 से, समुद्र, ज्वारनदमुख और नदियों में सभी प्रकार के निस्तारण को रोक दिया गया था।<ref name="Klauber2011">{{cite journal|last1=Power|first1=G.|last2=Gräfe|first2=M.|last3=Klauber|first3=C.|title=Bauxite residue issues: I. Current management, disposal and storage practices|journal=Hydrometallurgy|date=June 2011|volume=108|issue=1–2|pages=33–45|doi=10.1016/j.hydromet.2011.02.006}}</ref>
लाल मिट्टी को नदियों के मुहानों या समुद्र में पाइपलाइनों या नावों के माध्यम से बहाया जाना एक आम बात थी, अन्य स्थितियों में अवशेषों को समुद्र में भेज दिया जाता था और गहरे समुद्र की खाइयों में कई किलोमीटर दूर बहा दिया जाता था। 2016 से, समुद्र, ज्वारनदमुख और नदियों में सभी प्रकार के निस्तारण को रोक दिया गया था।<ref name="Klauber2011">{{cite journal|last1=Power|first1=G.|last2=Gräfe|first2=M.|last3=Klauber|first3=C.|title=Bauxite residue issues: I. Current management, disposal and storage practices|journal=Hydrometallurgy|date=June 2011|volume=108|issue=1–2|pages=33–45|doi=10.1016/j.hydromet.2011.02.006}}</ref>
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जैसे-जैसे अवशेषों का भंडारण स्थान समाप्त होता गया और गीले भंडारण पर चिंता बढ़ती गई, 1980 के दशक के मध्य से शुष्क ढेर को तेजी से अपनाया जाने लगा।<ref>B. G. Purnell, “Mud Disposal at the Burntisland Alumina Plant”. Light Metals, 157–159. (1986).</ref><ref>H. H. Pohland and A. J. Tielens, “Design and Operation on Non-decanted Red Mud Ponds in Ludwigshafen”, Proc. Int. Conf. Bauxite Tailings, Kingston, Jamaica (1986).</ref><ref>E. I. Robinsky, “Current Status of the Sloped Thickened Tailings Disposal System”, Proc. Int. Conf. Bauxite Tailings, Kingston, Jamaica (1986).</ref><ref>J. L. Chandler, “The Stacking and Solar Drying Process for disposal of bauxite tailings in Jamaica”, Proc. Int. Conf. Bauxite Tailings, Kingston, Jamaica (1986).</ref> इस विधि में, अवशेषों को एक उच्च घनत्व घोल (48-55% ठोस या अधिक) में गाढ़ा किया जाता है, और फिर इस प्रकार जमा किया जाता है कि यह समेकित और सूख जाता है।<ref name="BestPractice">{{cite web|title=Bauxite Residue Management: Best Practice|url=http://bauxite.world-aluminium.org/fileadmin/_migrated/content_uploads/Bauxite_Residue_Management_-_Best_Practice__English_.pdf|publisher=World Aluminum|access-date=5 January 2019}}</ref>
जैसे-जैसे अवशेषों का भंडारण स्थान समाप्त होता गया और गीले भंडारण पर चिंता बढ़ती गई, 1980 के दशक के मध्य से शुष्क ढेर को तेजी से अपनाया जाने लगा।<ref>B. G. Purnell, “Mud Disposal at the Burntisland Alumina Plant”. Light Metals, 157–159. (1986).</ref><ref>H. H. Pohland and A. J. Tielens, “Design and Operation on Non-decanted Red Mud Ponds in Ludwigshafen”, Proc. Int. Conf. Bauxite Tailings, Kingston, Jamaica (1986).</ref><ref>E. I. Robinsky, “Current Status of the Sloped Thickened Tailings Disposal System”, Proc. Int. Conf. Bauxite Tailings, Kingston, Jamaica (1986).</ref><ref>J. L. Chandler, “The Stacking and Solar Drying Process for disposal of bauxite tailings in Jamaica”, Proc. Int. Conf. Bauxite Tailings, Kingston, Jamaica (1986).</ref> इस विधि में, अवशेषों को एक उच्च घनत्व घोल (48-55% ठोस या अधिक) में गाढ़ा किया जाता है, और फिर इस प्रकार जमा किया जाता है कि यह समेकित और सूख जाता है।<ref name="BestPractice">{{cite web|title=Bauxite Residue Management: Best Practice|url=http://bauxite.world-aluminium.org/fileadmin/_migrated/content_uploads/Bauxite_Residue_Management_-_Best_Practice__English_.pdf|publisher=World Aluminum|access-date=5 January 2019}}</ref>


एक तेजी से लोकप्रिय उपचार प्रक्रिया निस्पंदन है जिससे एक [[फिल्टर केक]] (आमतौर पर 23-27% नमी होती है) का उत्पादन होता है। इस केक को अर्ध-सूखे सामग्री के रूप में ले जाने और संग्रहीत करने से पहले क्षारीयता को कम करने के लिए पानी या भाप से धोया जा सकता है।<ref>K. S. Sutherland, "Solid/Liquid Separation Equipment", Wiley-VCH, Weinheim (2005).</ref> इस रूप में उत्पादित अवशेष पुन: उपयोग के लिए आदर्श है क्योंकि इसमें क्षारीयता कम होती है, परिवहन के लिए सस्ता होता है, और इसे संभालना और संसाधित करना आसान होता है। सुरक्षित भंडारण सुनिश्चित करने के लिए एक अन्य विकल्प [[ एम्फ़िरोल | एम्फ़िरोल]] का उपयोग एक बार जमा की गई सामग्री को डीवाटर करने के लिए करना है और फिर कार्बोनेशन में तेजी लाने के लिए हैरो जैसे खेती के उपकरण का उपयोग करके 'कंडीशन्ड' करना है और इस तरह क्षारीयता को कम करना है। प्रेस फिल्ट्रेशन और 'कंडीशनिंग' के बाद उत्पादित बॉक्साइट अवशेषों को ईयू वेस्ट फ्रेमवर्क डायरेक्टिव के तहत गैर-खतरनाक के रूप में वर्गीकृत किया गया है।
एक तेजी से लोकप्रिय उपचार प्रक्रिया निस्पंदन है जिससे एक [[फिल्टर केक]] (सामान्यतः 23-27% नमी होती है) का उत्पादन होता है। इस केक को अर्ध-सूखे सामग्री के रूप में ले जाने और संग्रहीत करने से पहले क्षारीयता को कम करने के लिए पानी या भाप से धोया जा सकता है।<ref>K. S. Sutherland, "Solid/Liquid Separation Equipment", Wiley-VCH, Weinheim (2005).</ref> इस रूप में उत्पादित अवशेष पुन: उपयोग के लिए आदर्श है क्योंकि इसमें क्षारीयता कम होती है, परिवहन के लिए सस्ता होता है, और इसे संभालना और संसाधित करना आसान होता है। सुरक्षित भंडारण सुनिश्चित करने के लिए एक अन्य विकल्प [[ एम्फ़िरोल | एम्फ़िरोल]] का उपयोग एक बार जमा की गई सामग्री को डीवाटर करने के लिए करना है और फिर कार्बोनेशन में तेजी लाने के लिए हैरो जैसे खेती के उपकरण का उपयोग करके 'कंडीशन्ड' करना है और इस तरह क्षारीयता को कम करना है। प्रेस फिल्ट्रेशन और 'कंडीशनिंग' के बाद उत्पादित बॉक्साइट अवशेषों को ईयू वेस्ट फ्रेमवर्क डायरेक्टिव के अनुसार  गैर-खतरनाक के रूप में वर्गीकृत किया गया है।


2013 में [[वेदांत एल्युमिनियम]], लिमिटेड ने [[भारत]] के [[ओडिशा]] में अपनी लांजीगढ़ रिफाइनरी में एक लाल मिट्टी पाउडर-उत्पादक इकाई प्रारंभ की, जो इसे प्रमुख पर्यावरणीय खतरों से निपटने वाले एल्यूमिना उद्योग में अपनी तरह का पहला बताते हैं।<ref>{{Cite news|title=वेदांता ने ओडिशा में रेड मड पाउडर प्लांट शुरू किया|url=http://www.thehindubusinessline.com/companies/vedanta-commissions-red-mud-power-plant-in-odisha/article5367292.ece|newspaper=Business Line|date=19 November 2013}}</ref>
2013 में [[वेदांत एल्युमिनियम]], लिमिटेड ने [[भारत]] के [[ओडिशा]] में अपनी लांजीगढ़ रिफाइनरी में एक लाल मिट्टी पाउडर-उत्पादक इकाई प्रारंभ की, जो इसे प्रमुख पर्यावरणीय खतरों से निपटने वाले एल्यूमिना उद्योग में अपनी तरह का पहला बताते हैं।<ref>{{Cite news|title=वेदांता ने ओडिशा में रेड मड पाउडर प्लांट शुरू किया|url=http://www.thehindubusinessline.com/companies/vedanta-commissions-red-mud-power-plant-in-odisha/article5367292.ece|newspaper=Business Line|date=19 November 2013}}</ref>
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== प्रयोग ==
== प्रयोग ==
चूंकि बायर प्रक्रिया को पहली बार 1894 में औद्योगिक रूप से अपनाया गया था, शेष आक्साइड के मूल्य को मान्यता दी गई है। प्रमुख घटकों - विशेष रूप से लौह आक्साइड को पुनर्प्राप्त करने का प्रयास किया गया है। बॉक्साइट खनन प्रारंभ होने के बाद से, अवशेषों के उपयोग की खोज के लिए बड़ी मात्रा में अनुसंधान प्रयास समर्पित किए गए हैं। कई अध्ययनों को अब यूरोपीय संघ द्वारा [[क्षितिज यूरोप]] कार्यक्रम के तहत वित्तपोषित किया जा रहा है।{{Citation needed|reason=What studies? Related how?|date=February 2021}} लाल मिट्टी के उपयोगों को विकसित करने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं।<ref>{{Cite journal |last1=Kumar |first1=Sanjay |last2=Kumar |first2=Rakesh |last3=Bandopadhyay |first3=Amitava |date=2006-10-01 |title=धातुकर्म और संबद्ध उद्योगों से कचरे के उपयोग के लिए नवीन तरीके|journal=Resources, Conservation and Recycling |volume=48 |issue=4 |pages=301–314 |doi=10.1016/j.resconrec.2006.03.003}}</ref> सीमेंट के उत्पादन<ref>Y. Pontikes and G. N. Angelopoulos "Bauxite residue in Cement and cementious materials", Resourc. Conserv. Recyl. 73, 53-63 (2013).</ref> सड़क निर्माण<ref name="RedSand">W.K.Biswas and D. J. Cooling, "Sustainability Assessment of Red Sand as a substitute for Virgin Sand and Crushed Limestone", J. of Ind. Ecology, 17(5) 756-762 (2013).</ref> और लोहे के स्रोत के रूप में सालाना अनुमानित 3 से 4 मिलियन टन का उपयोग किया जाता है।<ref name="hand"/><ref name="waste" /><ref name="indust">{{cite book|chapter-url=https://books.google.com/books?id=zNicdkuulE4C&pg=PA258|pages=258–259|chapter=Bauxite|title=Industrial minerals & rocks: commodities, markets, and uses|isbn=978-0-87335-233-8|author=<nowiki>Society for Mining, Metallurgy, Exploration U.S</nowiki>|date=2006-03-05}}</ref> संभावित अनुप्रयोगों में कम लागत वाले कंक्रीट का उत्पादन, [[फास्फोरस चक्र]] में सुधार के लिए रेतीली मिट्टी में आवेदन,<ref name="IAI_2016">{{cite web|title=बॉक्साइट अवशेष प्रबंधन|url=http://bauxite.world-aluminium.org/refining/bauxite-residue-management.html|website=bauxite.world-aluminium.org|publisher=The International Aluminium Institute|access-date=9 August 2016}}</ref><ref name="Si2013">{{cite journal|last1=Si|first1=Chunhua|last2=Ma|first2=Yingqun|last3=Lin|first3=Chuxia|title=Red mud as a carbon sink: Variability, affecting factors and environmental significance|journal=Journal of Hazardous Materials|date=2013|volume=244-245|pages=54–59|doi=10.1016/j.jhazmat.2012.11.024|pmid=23246940}}</ref> [[मिट्टी की अम्लता]] में सुधार, [[लैंडफिल]] कैपिंग और [[कार्बन पृथक्करण]] सम्मिलित हैं।<ref>Liu, W., Yang, J., Xiao, B., "Review on treatment and utilization of bauxite residues in China", Int. J. Miner. Process. 2009, 93, 220. {{doi|10.1016/j.minpro.2009.08.005}}</ref>
चूंकि बायर प्रक्रिया को पहली बार 1894 में औद्योगिक रूप से अपनाया गया था, शेष आक्साइड के मूल्य को मान्यता दी गई है। प्रमुख घटकों - विशेष रूप से लौह आक्साइड को पुनर्प्राप्त करने का प्रयास किया गया है। बॉक्साइट खनन प्रारंभ होने के बाद से, अवशेषों के उपयोग की खोज के लिए बड़ी मात्रा में अनुसंधान प्रयास समर्पित किए गए हैं। कई अध्ययनों को अब यूरोपीय संघ द्वारा [[क्षितिज यूरोप]] कार्यक्रम के अनुसार  वित्तपोषित किया जा रहा है।{{Citation needed|reason=What studies? Related how?|date=February 2021}} लाल मिट्टी के उपयोगों को विकसित करने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं।<ref>{{Cite journal |last1=Kumar |first1=Sanjay |last2=Kumar |first2=Rakesh |last3=Bandopadhyay |first3=Amitava |date=2006-10-01 |title=धातुकर्म और संबद्ध उद्योगों से कचरे के उपयोग के लिए नवीन तरीके|journal=Resources, Conservation and Recycling |volume=48 |issue=4 |pages=301–314 |doi=10.1016/j.resconrec.2006.03.003}}</ref> सीमेंट के उत्पादन<ref>Y. Pontikes and G. N. Angelopoulos "Bauxite residue in Cement and cementious materials", Resourc. Conserv. Recyl. 73, 53-63 (2013).</ref> सड़क निर्माण<ref name="RedSand">W.K.Biswas and D. J. Cooling, "Sustainability Assessment of Red Sand as a substitute for Virgin Sand and Crushed Limestone", J. of Ind. Ecology, 17(5) 756-762 (2013).</ref> और लोहे के स्रोत के रूप में सालाना अनुमानित 3 से 4 मिलियन टन का उपयोग किया जाता है।<ref name="hand"/><ref name="waste" /><ref name="indust">{{cite book|chapter-url=https://books.google.com/books?id=zNicdkuulE4C&pg=PA258|pages=258–259|chapter=Bauxite|title=Industrial minerals & rocks: commodities, markets, and uses|isbn=978-0-87335-233-8|author=<nowiki>Society for Mining, Metallurgy, Exploration U.S</nowiki>|date=2006-03-05}}</ref> संभावित अनुप्रयोगों में कम निवेश वाले कंक्रीट का उत्पादन, [[फास्फोरस चक्र]] में सुधार के लिए रेतीली मिट्टी में आवेदन,<ref name="IAI_2016">{{cite web|title=बॉक्साइट अवशेष प्रबंधन|url=http://bauxite.world-aluminium.org/refining/bauxite-residue-management.html|website=bauxite.world-aluminium.org|publisher=The International Aluminium Institute|access-date=9 August 2016}}</ref><ref name="Si2013">{{cite journal|last1=Si|first1=Chunhua|last2=Ma|first2=Yingqun|last3=Lin|first3=Chuxia|title=Red mud as a carbon sink: Variability, affecting factors and environmental significance|journal=Journal of Hazardous Materials|date=2013|volume=244-245|pages=54–59|doi=10.1016/j.jhazmat.2012.11.024|pmid=23246940}}</ref> [[मिट्टी की अम्लता]] में सुधार, [[लैंडफिल]] कैपिंग और [[कार्बन पृथक्करण]] सम्मिलित हैं।<ref>Liu, W., Yang, J., Xiao, B., "Review on treatment and utilization of bauxite residues in China", Int. J. Miner. Process. 2009, 93, 220. {{doi|10.1016/j.minpro.2009.08.005}}</ref>


[[पोर्टलैंड सीमेंट]] [[सीमेंट क्लिंकर]], पूरक सीमेंट सामग्री/मिश्रित सीमेंट और विशेष [[कैल्शियम एल्युमिनेट सीमेंट्स]] (सीएसी) और कैल्शियम सल्फो-एल्यूमिनेट (सीएसए) सीमेंट में बॉक्साइट अवशेषों के वर्तमान उपयोग का वर्णन करने वाली समीक्षाओं पर बड़े पैमाने पर शोध और दस्तावेजीकरण किया गया है।<ref>{{cite web|url=http://bauxite.world-aluminium.org/refining/bauxite-residue-utilisation/|title=Mining and Refining – Bauxite Residue Utilisation|website=bauxite.world-aluminium.org|access-date=2019-10-04}}</ref>
[[पोर्टलैंड सीमेंट]] [[सीमेंट क्लिंकर]], पूरक सीमेंट सामग्री/मिश्रित सीमेंट और विशेष [[कैल्शियम एल्युमिनेट सीमेंट्स]] (सीएसी) और कैल्शियम सल्फो-एल्यूमिनेट (सीएसए) सीमेंट में बॉक्साइट अवशेषों के वर्तमान उपयोग का वर्णन करने वाली समीक्षाओं पर बड़े पैमाने पर शोध और दस्तावेजीकरण किया गया है।<ref>{{cite web|url=http://bauxite.world-aluminium.org/refining/bauxite-residue-utilisation/|title=Mining and Refining – Bauxite Residue Utilisation|website=bauxite.world-aluminium.org|access-date=2019-10-04}}</ref>
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नवंबर 2020 में, द रिएक्टिव: इंडस्ट्रियल रेसिड्यू एक्टिवेशन फॉर सस्टेनेबल सीमेंट प्रोडक्शन रिसर्च परियोजना लॉन्च किया गया था, इसे ईयू द्वारा वित्त पोषित किया जा रहा है। दुनिया की सबसे बड़ी सीमेंट कंपनियों में से एक, [[होल्सिम]] ने 12 यूरोपीय देशों में 20 भागीदारों के सहयोग से महत्वाकांक्षी 4 वर्षीय पुनः सक्रिय परियोजना (reactiveproject.eu) लॉन्च किया। रिएक्टिव परियोजना एल्यूमिना उत्पादन उद्योग और सीमेंट उत्पादन उद्योग के उप-उत्पाद को जोड़ने वाली एक नई टिकाऊ सहजीवी मूल्य श्रृंखला बनाएगा। नई पुनः सक्रिय प्रौद्योगिकियों के माध्यम से उन्हें जोड़ने के लिए पुनः सक्रिय संशोधन में एल्युमिना उत्पादन और श्रृंखला के सीमेंट उत्पादन पक्ष दोनों में संशोधन किया जाएगा। उत्तरार्द्ध औद्योगिक अवशेषों के गुणों को संशोधित करेगा, इसे नए, कम कार्बन डाइऑक्साइड {{CO2}} पदचिह्न, सीमेंट उत्पाद के लिए उपयुक्त एक प्रतिक्रियाशील सामग्री (पोज़ोलैनिक गतिविधि या हाइड्रोलिक गतिविधि के साथ) में बदल देगा। इस तरह पुनः सक्रिय दोनों औद्योगिक क्षेत्रों (क्रमशः कचरे और CO<sub>2</sub> उत्सर्जन को कम करने) के लिए एक जीत-जीत परिदृश्य का प्रस्ताव करता है।
नवंबर 2020 में, द रिएक्टिव: इंडस्ट्रियल रेसिड्यू एक्टिवेशन फॉर सस्टेनेबल सीमेंट प्रोडक्शन रिसर्च परियोजना लॉन्च किया गया था, इसे ईयू द्वारा वित्त पोषित किया जा रहा है। दुनिया की सबसे बड़ी सीमेंट कंपनियों में से एक, [[होल्सिम]] ने 12 यूरोपीय देशों में 20 भागीदारों के सहयोग से महत्वाकांक्षी 4 वर्षीय पुनः सक्रिय परियोजना (reactiveproject.eu) लॉन्च किया। रिएक्टिव परियोजना एल्यूमिना उत्पादन उद्योग और सीमेंट उत्पादन उद्योग के उप-उत्पाद को जोड़ने वाली एक नई टिकाऊ सहजीवी मूल्य श्रृंखला बनाएगा। नई पुनः सक्रिय प्रौद्योगिकियों के माध्यम से उन्हें जोड़ने के लिए पुनः सक्रिय संशोधन में एल्युमिना उत्पादन और श्रृंखला के सीमेंट उत्पादन पक्ष दोनों में संशोधन किया जाएगा। उत्तरार्द्ध औद्योगिक अवशेषों के गुणों को संशोधित करेगा, इसे नए, कम कार्बन डाइऑक्साइड {{CO2}} पदचिह्न, सीमेंट उत्पाद के लिए उपयुक्त एक प्रतिक्रियाशील सामग्री (पोज़ोलैनिक गतिविधि या हाइड्रोलिक गतिविधि के साथ) में बदल देगा। इस तरह पुनः सक्रिय दोनों औद्योगिक क्षेत्रों (क्रमशः कचरे और CO<sub>2</sub> उत्सर्जन को कम करने) के लिए एक जीत-जीत परिदृश्य का प्रस्ताव करता है।


फ्लोरेकेमी जीएमबीएच ने बॉक्साइट अवशेषों से एक नया लौ-प्रतिरोधी योजक विकसित किया है, उत्पाद को अल्फेरॉक (आर) ट्रेडमार्क के साथ एमकेआरएस (संशोधित री-कार्बोनाइज्ड लाल मिट्टी) कहा जाता है और पॉलिमर की एक विस्तृत श्रृंखला (पीसीटी डब्ल्यूओ2014/000014) में संभावित प्रयोज्यता है। इसके विशेष लाभों में से एक बहुत व्यापक तापमान रेंज, 220 - 350 डिग्री सेल्सियस पर संचालित करने की क्षमता है, जो वैकल्पिक शून्य हलोजन अकार्बनिक ज्वाला मंदक जैसे एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड, बोहेमाइट या [[मैग्नेशियम हायड्रॉक्साइड]] है। पॉलिमर सिस्टम के अतिरिक्त जहां एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड या मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जा सकता है, यह 60% तक लोडिंग पर ईपीएस और पीयूआर फोम जैसे फोमयुक्त पॉलिमर में भी प्रभावी पाया गया है।
फ्लोरेकेमी जीएमबीएच ने बॉक्साइट अवशेषों से एक नया लौ-प्रतिरोधी योजक विकसित किया है, उत्पाद को अल्फेरॉक (आर) ट्रेडमार्क के साथ एमकेआरएस (संशोधित री-कार्बोनाइज्ड लाल मिट्टी) कहा जाता है और पॉलिमर की एक विस्तृत श्रृंखला (पीसीटी डब्ल्यूओ2014/000014) में संभावित प्रयोज्यता है। इसके विशेष लाभों में से एक बहुत व्यापक तापमान रेंज, 220 - 350 डिग्री सेल्सियस पर संचालित करने की क्षमता है, जो वैकल्पिक शून्य हलोजन अकार्बनिक ज्वाला मंदक जैसे एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड, बोहेमाइट या [[मैग्नेशियम हायड्रॉक्साइड]] है। पॉलिमर प्रणाली के अतिरिक्त जहां एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड या मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जा सकता है, यह 60% तक लोडिंग पर ईपीएस और पीयूआर फोम जैसे फोमयुक्त पॉलिमर में भी प्रभावी पाया गया है।


एक उपयुक्त कॉम्पैक्ट ठोस रूप में, लगभग [[घनत्व]] के साथ {{nowrap|3.93 g/cm{{sup|3}}}}, बॉक्साइट अवशेषों के [[पकाना]] द्वारा उत्पादित ALFERROCK को तापीय ऊर्जा भंडारण माध्यम (डब्ल्यूओ2017/157664) के रूप में बहुत प्रभावी पाया गया है। सामग्री को बिना खराब हुए बार-बार गर्म और ठंडा किया जा सकता है और इसकी सीमा में एक विशिष्ट [[तापीय क्षमता]] होती है {{nowrap|0.6 – 0.8 kJ/(kg·K)}} 20 डिग्री सेल्सियस पर और {{nowrap|0.9 – 1.3 kJ/(kg·K)}} 726 डिग्री सेल्सियस पर; यह सामग्री को सौर ऊर्जा, [[पवन चक्की]] और हाइड्रो-इलेक्ट्रिक सिस्टम के लाभों को अधिकतम करने के लिए [[ऊर्जा भंडारण]] उपकरण में प्रभावी ढंग से काम करने में सक्षम बनाता है।
एक उपयुक्त कॉम्पैक्ट ठोस रूप में, लगभग [[घनत्व]] के साथ {{nowrap|3.93 g/cm{{sup|3}}}}, बॉक्साइट अवशेषों के [[पकाना]] द्वारा उत्पादित ALFERROCK को तापीय ऊर्जा भंडारण माध्यम (डब्ल्यूओ2017/157664) के रूप में बहुत प्रभावी पाया गया है। सामग्री को बिना खराब हुए बार-बार गर्म और ठंडा किया जा सकता है और इसकी सीमा में एक विशिष्ट [[तापीय क्षमता]] होती है {{nowrap|0.6 – 0.8 kJ/(kg·K)}} 20 डिग्री सेल्सियस पर और {{nowrap|0.9 – 1.3 kJ/(kg·K)}} 726 डिग्री सेल्सियस पर; यह सामग्री को सौर ऊर्जा, [[पवन चक्की]] और हाइड्रो-इलेक्ट्रिक प्रणाली के लाभों को अधिकतम करने के लिए [[ऊर्जा भंडारण]] उपकरण में प्रभावी ढंग से काम करने में सक्षम बनाता है।


== यह भी देखें ==
== यह भी देखें ==
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== स्रोत ==
== स्रोत ==
* {{Cite journal|last1=Babel|first1=S.|last2=Kurniawan|first2=TA.|title=दूषित पानी से भारी धातुओं के अवशोषण के लिए कम लागत वाले अवशोषक: एक समीक्षा|journal=J Hazard Mater|volume=97|issue=1–3|pages=219–43|date=Feb 2003|doi=10.1016/S0304-3894(02)00263-7|pmid=12573840}}
* {{Cite journal|last1=Babel|first1=S.|last2=Kurniawan|first2=TA.|title=दूषित पानी से भारी धातुओं के अवशोषण के लिए कम लागत वाले अवशोषक: एक समीक्षा|journal=J Hazard Mater|volume=97|issue=1–3|pages=219–43|date=Feb 2003|doi=10.1016/S0304-3894(02)00263-7|pmid=12573840}}
* कूपर एमबी, "ऑस्ट्रेलियाई उद्योगों में स्वाभाविक रूप से होने वाली रेडियोधर्मी सामग्री (एनओआरएम), ऑस्ट्रेलियाई विकिरण स्वास्थ्य और सुरक्षा सलाहकार परिषद (2005) के लिए तैयार EnviroRad रिपोर्ट ईआरएस-006"।
* कूपर एमबी, "ऑस्ट्रेलियाई उद्योगों में स्वाभाविक रूप से होने वाली रेडियोधर्मी सामग्री (एनओआरएम), ऑस्ट्रेलियाई विकिरण स्वास्थ्य और सुरक्षा सलाहकार परिषद (2005) के लिए तैयार EnviroRad सूची ईआरएस-006"।
* अग्रवाल, के.के. साहू, बी.डी. पाण्डेय, भारत में अलौह उद्योगों में ठोस अपशिष्ट प्रबंधन, संसाधन, संरक्षण और पुनर्चक्रण 42 (2004), 99-120।
* अग्रवाल, के.के. साहू, बी.डी. पाण्डेय, भारत में अलौह उद्योगों में ठोस अपशिष्ट प्रबंधन, संसाधन, संरक्षण और पुनर्चक्रण 42 (2004), 99-120।
* जोंगयोंग ह्युना, शिगेहिसा एंडोहा, कोरू मसुदा, हीयुंग शिनब, हितोशी ओह्या, सूक्ष्म कण पृथक्करण द्वारा बॉक्साइट अवशेषों में क्लोरीन की कमी, इंट। जे माइनर। प्रक्रिया।, 76, 1–2, (2005), 13–20।
* जोंगयोंग ह्युना, शिगेहिसा एंडोहा, कोरू मसुदा, हीयुंग शिनब, हितोशी ओह्या, सूक्ष्म कण पृथक्करण द्वारा बॉक्साइट अवशेषों में क्लोरीन की कमी, इंट। जे माइनर। प्रक्रिया।, 76, 1–2, (2005), 13–20।

Revision as of 13:10, 26 March 2023

For टैनिन ड्रिलिंग मिट्टी में प्रयोग किया जाता है, see क्यूब्राचो का पेड़.
स्टेडियम (जर्मनी) के पास लाल मिट्टी
बाक्साइट , एक एल्यूमीनियम अयस्क (हेरॉल्ट विभाग, फ्रांस)। लाल रंग लोहे के आक्साइड के कारण होता है जो लाल मिट्टी का मुख्य भाग बनाते हैं।

लाल मिट्टी, जिसे अब बॉक्साइट अवशेष कहा जाता है, एक औद्योगिक अपशिष्ट है जो बायर प्रक्रिया का उपयोग करके बॉक्साइट के एल्यूमिनियम ऑक्साइड में प्रसंस्करण के समय उत्पन्न होता है। यह लोहे के आक्साइड सहित विभिन्न ऑक्साइड यौगिकों से बना है जो इसे लाल रंग देते हैं। विश्व स्तर पर उत्पादित 95% से अधिक एल्यूमिना बायर प्रक्रिया के माध्यम से होता है; उत्पादित प्रत्येक टन एल्युमिना के लिए लगभग 1 से 1.5 टन लाल मिट्टी का भी उत्पादन होता है। 2020 में एल्युमिना का वार्षिक उत्पादन 133 मिलियन टन से अधिक था, जिसके परिणामस्वरूप 175 मिलियन टन से अधिक लाल मिट्टी का उत्पादन हुआ था।[1]

इस उच्च स्तर के उत्पादन और सामग्री की उच्च क्षारीयता के कारण, यदि ठीक से संग्रहीत नहीं किया जाता है, तो यह एक महत्वपूर्ण पर्यावरणीय खतरा उत्पन्न कर सकता है। परिणामस्वरूप, सीमेंट और कंक्रीट के लिए उपयोगी सामग्री बनाने के लिए सुरक्षित भंडारण के लिए उत्तम विधि खोजने और इससे निपटने के लिए महत्वपूर्ण प्रयास किए जा रहे हैं, जैसे कि अपशिष्ट मूल्यवर्धन।[2]

कम सामान्यतः, इस सामग्री को बॉक्साइट अवशेष, लाल कीचड़, या एल्यूमिना रिफाइनरी अवशेषों के रूप में भी जाना जाता है।

उत्पादन

लाल मिट्टी बायर प्रक्रिया का एक अलग-उत्पादन है, जो एल्युमिना के रास्ते में बॉक्साइट को संशोधन करने का प्रमुख साधन है। परिणामी एल्यूमिना हॉल-हेरॉल्ट प्रक्रिया द्वारा एल्यूमीनियम के उत्पादन के लिए कच्चा माल है।[3] एक विशिष्ट बॉक्साइट संयंत्र एल्यूमिना की तुलना में एक से दो गुना अधिक लाल मिट्टी का उत्पादन करता है। यह अनुपात संशोधन प्रक्रिया और निष्कर्षण स्थितियों में प्रयुक्त बॉक्साइट के प्रकार पर निर्भर है।[4]

संसार में 60 से अधिक निर्माण कार्य बॉक्साइट अयस्क से एल्युमिना बनाने के लिए बायर प्रक्रिया का उपयोग करते हैं। बॉक्साइट अयस्क का खनन सामान्यत: ओपन कास्ट माइन में किया जाता है, और प्रसंस्करण के लिए एल्यूमिना रिफाइनरी में स्थानांतरित किया जाता है। उच्च तापमान और दबाव की स्थिति में सोडियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग करके एल्यूमिना निकाला जाता है। बॉक्साइट (अवशेष) के अघुलनशील भाग को हटा दिया जाता है, जिससे सोडियम एलुमिनेट का एक घोल बनता है, जो तब एक एल्यूमीनियम हाइड्रोक्साइड क्रिस्टल के साथ बीज क्रिस्टल होता है और उसे ठंडा होने दिया जाता है जिससे शेष एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड घोल से अवक्षेपित हो जाता है। एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड में से कुछ का उपयोग अगले बैच को बीजने के लिए किया जाता है, जबकि शेष एल्यूमीनियम ऑक्साइड (एल्यूमिना) का उत्पादन करने के लिए रोटरी भट्टों या द्रव फ्लैश कैल्सिनर्स में 1000 °C से अधिक पर कैलसिनिंग (गर्म) किया जाता है।

उपयोग किए जाने वाले बॉक्साइट की एल्यूमिना सामग्री सामान्य रूप से 42 और 50% के बीच होती है, किन्तु एल्यूमिना सामग्री की विस्तृत श्रृंखला वाले अयस्कों का उपयोग किया जा सकता है। एल्युमिनियम यौगिक जिब्जाइट (Al(OH)3), बोहमाइट (γ-AlO(OH)) या डायस्पोर (α-AlO(OH)) के रूप में उपस्थित हो सकता है। अवशेषों में सदैव लौह ऑक्साइड की उच्च सांद्रता होती है जो उत्पाद को एक विशिष्ट लाल रंग देती है। प्रक्रिया में उपयोग किए जाने वाले सोडियम हाइड्रॉक्साइड की एक छोटी अवशिष्ट मात्रा अवशेषों के साथ रहती है, जिससे सामग्री में उच्च पीएच / क्षारीयता सामान्य रूप से > 12 होती है। प्रक्रिया को जितना संभव हो उतना कुशल बनाने और उत्पादन निवेश को कम करने के लिए अवशेषों से जितना संभव हो उतना सोडियम हाइड्रॉक्साइड को रीसायकल करने के लिए ठोस / तरल पृथक्करण प्रक्रिया में विभिन्न चरणों की प्रारंभ की जाती है। यह अवशेषों की अंतिम क्षारीयता को भी कम करता है जिससे इसे संभालना और स्टोर करना आसान और सुरक्षित हो जाता है।

रचना

लाल मिट्टी ठोस और धात्विक ऑक्साइड के मिश्रण से बनी होती है। लाल रंग लोहे के आक्साइड से उत्पन्न होता है, जिसमें द्रव्यमान का 60% तक सम्मिलित हो सकता है। मिट्टी 10 से 13 के बीच पीएच के साथ अत्यधिक आधार (रसायन विज्ञान) है।[3][4][5] लोहे के अतिरिक्त, अन्य प्रमुख घटकों में सिलिका, अनलीचेड अवशिष्ट एल्यूमीनियम यौगिक और टाइटेनियम ऑक्साइड सम्मिलित हैं।[6]

एल्यूमीनियम घटक के निष्कर्षण के बाद अवशेषों के मुख्य घटक अघुलनशील धातु ऑक्साइड हैं। एक विशेष एल्यूमिना रिफाइनरी द्वारा उत्पादित इन आक्साइड का प्रतिशत बॉक्साइट अयस्क की गुणवत्ता और प्रकृति और निष्कर्षण स्थितियों पर निर्भर करता हैं। नीचे दी गई तालिका सामान्य रासायनिक घटकों के लिए संरचना की सीमा दिखाती है, किन्तु मान व्यापक रूप से भिन्न होते हैं:

रासायनिक प्रतिशत रचना
Fe2O3 5–60%
Al2O3 5–30%
TiO2 0–15%
CaO 2–14%
SiO2 3–50%
Na2O 1–10%

खनिज रूप से व्यक्त घटक उपस्थित हैं:

रासायनिक नाम रासायनिक सूत्र प्रतिशत रचना
सोडालाइट 3Na2O⋅3Al2O3⋅6SiO2⋅Na2SO4 4–40%
कैंक्रिनाइट Na3⋅CaAl3⋅Si3⋅O12CO3 0–20%
एल्युमिनस-गोइथाइट (एल्युमिनस लौह ऑक्साइड) α-(Fe,Al)OOH 10–30%
हेमटिट (लौह ऑक्साइड) Fe2O3 10–30%
सिलिका (क्रिस्टलीय और अनाकार) SiO2 5–20%
ट्राइकैल्शियम एलुमिनेट 3CaO⋅Al2O3⋅6H2O 2–20%
बोहमाइट AlO(OH) 0–20%
टाइटेनियम डाइऑक्साइड TiO2 0–10%
पेरोव्स्काइट CaTiO3 0–15%
मस्कोवाइट K2O⋅3Al2O3⋅6SiO2⋅2H2O 0–15%
कैल्शियम कार्बोनेट CaCO3 2–10%
जिब्जाइट Al(OH)3 0–5%
काओलिनाइट Al2O3⋅2SiO2⋅2H2O 0–5%

सामान्यतः, अवशेषों की संरचना गैर-एल्यूमीनियम घटकों को दर्शाती है, सिलिकॉन घटक क्रिस्टलीय सिलिका (क्वार्ट्ज) के भाग के अपवाद के साथ प्रतिक्रिया नहीं होगी, किन्तु उपस्थित कुछ सिलिका को अधिकांश प्रतिक्रियाशील सिलिका कहा जाता है जो निष्कर्षण शर्तों के अनुसार प्रतिक्रिया करेगा और सोडियम एल्युमीनियम सिलिकेट और साथ ही अन्य संबंधित यौगिक बनाते हैं।

पर्यावरण के खतरे

अपनी क्षारीयता और प्रजातियों के घटकों के कारण लाल मिट्टी का निर्वहन पर्यावरण के लिए खतरनाक हो सकता है।

1972 में, इतालवी कंपनी एडीसन (कंपनी) द्वारा कोर्सिका के तट पर लाल मिट्टी का निर्वहन किया गया था।[7] भूमध्य सागर की स्थिति को नियंत्रित करने वाले अंतरराष्ट्रीय कानून में महत्वपूर्ण है।[8]

अक्टूबर 2010 में, हंगरी में कोलोन्टर के पास एक एल्युमिना संयंत्र से लगभग दस लाख क्यूबिक मीटर लाल मिट्टी का घोल अजका एल्युमिना संयंत्र दुर्घटना में गलती से आसपास के ग्रामीण इलाकों में छोड़ दिया गया था, जिसमें दस लोगों की मौत हो गई थी और एक बड़ा क्षेत्र दूषित हो गया था।[9] कहा जाता है कि मारकल नदी में सारा जीवन लाल मिट्टी द्वारा बुझा दिया गया था, और कुछ ही दिनों में मिट्टी डेन्यूब तक पहुंच गई थी।[10] हंगेरियन सरकार द्वारा €127 million सुधारात्मक प्रयास के बाद फैल के दीर्घकालिक पर्यावरणीय प्रभाव साधारण रहे हैं।[11]


अवशेष भंडारण क्षेत्र

मूल संयंत्रों के निर्माण के बाद से अवशेषों के भंडारण के विधियों में अधिक बदलाव आया है। प्रारंभिक वर्षों में अभ्यास घोल को पंप करने के लिए था, लगभग 20% ठोस पदार्थों को लैगून या तालाबों में कभी-कभी पूर्व बॉक्साइट खानों या घटिया खदानों में बनाया जाता था। अन्य स्थितियों में, बांधों या तटबंधों के साथ अवरोधों का निर्माण किया गया था, जबकि कुछ कार्यों के लिए घाटियों को बांध दिया गया था और अवशेष इन होल्डिंग क्षेत्रों में जमा किए गए थे।[12]

लाल मिट्टी को नदियों के मुहानों या समुद्र में पाइपलाइनों या नावों के माध्यम से बहाया जाना एक आम बात थी, अन्य स्थितियों में अवशेषों को समुद्र में भेज दिया जाता था और गहरे समुद्र की खाइयों में कई किलोमीटर दूर बहा दिया जाता था। 2016 से, समुद्र, ज्वारनदमुख और नदियों में सभी प्रकार के निस्तारण को रोक दिया गया था।[13]

जैसे-जैसे अवशेषों का भंडारण स्थान समाप्त होता गया और गीले भंडारण पर चिंता बढ़ती गई, 1980 के दशक के मध्य से शुष्क ढेर को तेजी से अपनाया जाने लगा।[14][15][16][17] इस विधि में, अवशेषों को एक उच्च घनत्व घोल (48-55% ठोस या अधिक) में गाढ़ा किया जाता है, और फिर इस प्रकार जमा किया जाता है कि यह समेकित और सूख जाता है।[18]

एक तेजी से लोकप्रिय उपचार प्रक्रिया निस्पंदन है जिससे एक फिल्टर केक (सामान्यतः 23-27% नमी होती है) का उत्पादन होता है। इस केक को अर्ध-सूखे सामग्री के रूप में ले जाने और संग्रहीत करने से पहले क्षारीयता को कम करने के लिए पानी या भाप से धोया जा सकता है।[19] इस रूप में उत्पादित अवशेष पुन: उपयोग के लिए आदर्श है क्योंकि इसमें क्षारीयता कम होती है, परिवहन के लिए सस्ता होता है, और इसे संभालना और संसाधित करना आसान होता है। सुरक्षित भंडारण सुनिश्चित करने के लिए एक अन्य विकल्प एम्फ़िरोल का उपयोग एक बार जमा की गई सामग्री को डीवाटर करने के लिए करना है और फिर कार्बोनेशन में तेजी लाने के लिए हैरो जैसे खेती के उपकरण का उपयोग करके 'कंडीशन्ड' करना है और इस तरह क्षारीयता को कम करना है। प्रेस फिल्ट्रेशन और 'कंडीशनिंग' के बाद उत्पादित बॉक्साइट अवशेषों को ईयू वेस्ट फ्रेमवर्क डायरेक्टिव के अनुसार गैर-खतरनाक के रूप में वर्गीकृत किया गया है।

2013 में वेदांत एल्युमिनियम, लिमिटेड ने भारत के ओडिशा में अपनी लांजीगढ़ रिफाइनरी में एक लाल मिट्टी पाउडर-उत्पादक इकाई प्रारंभ की, जो इसे प्रमुख पर्यावरणीय खतरों से निपटने वाले एल्यूमिना उद्योग में अपनी तरह का पहला बताते हैं।[20]


प्रयोग

चूंकि बायर प्रक्रिया को पहली बार 1894 में औद्योगिक रूप से अपनाया गया था, शेष आक्साइड के मूल्य को मान्यता दी गई है। प्रमुख घटकों - विशेष रूप से लौह आक्साइड को पुनर्प्राप्त करने का प्रयास किया गया है। बॉक्साइट खनन प्रारंभ होने के बाद से, अवशेषों के उपयोग की खोज के लिए बड़ी मात्रा में अनुसंधान प्रयास समर्पित किए गए हैं। कई अध्ययनों को अब यूरोपीय संघ द्वारा क्षितिज यूरोप कार्यक्रम के अनुसार वित्तपोषित किया जा रहा है।[citation needed] लाल मिट्टी के उपयोगों को विकसित करने के लिए कई अध्ययन किए गए हैं।[21] सीमेंट के उत्पादन[22] सड़क निर्माण[23] और लोहे के स्रोत के रूप में सालाना अनुमानित 3 से 4 मिलियन टन का उपयोग किया जाता है।[3][4][5] संभावित अनुप्रयोगों में कम निवेश वाले कंक्रीट का उत्पादन, फास्फोरस चक्र में सुधार के लिए रेतीली मिट्टी में आवेदन,[24][25] मिट्टी की अम्लता में सुधार, लैंडफिल कैपिंग और कार्बन पृथक्करण सम्मिलित हैं।[26]

पोर्टलैंड सीमेंट सीमेंट क्लिंकर, पूरक सीमेंट सामग्री/मिश्रित सीमेंट और विशेष कैल्शियम एल्युमिनेट सीमेंट्स (सीएसी) और कैल्शियम सल्फो-एल्यूमिनेट (सीएसए) सीमेंट में बॉक्साइट अवशेषों के वर्तमान उपयोग का वर्णन करने वाली समीक्षाओं पर बड़े पैमाने पर शोध और दस्तावेजीकरण किया गया है।[27]

  • सीमेंट निर्माण, कंक्रीट में पूरक सीमेंट सामग्री के रूप में उपयोग। 500,000 से 1,500,000 टन तक।[28][29]
  • अवशेषों में उपस्थित विशिष्ट घटकों की कच्ची सामग्री की वसूली: लोहा, टाइटेनियम, स्टील और आरईई (दुर्लभ-पृथ्वी तत्व) उत्पादन। 400,000 से 1,500,000 टन तक;
  • लैंडफिल कैपिंग/सड़क/मिट्टी सुधार - 200,000 से 500,000 टन;[23]* भवन या निर्माण सामग्री (ईंटें, टाइलें, सिरेमिक आदि) में एक घटक के रूप में उपयोग करें - 100,000 से 300,000 टन;
  • अन्य (दुर्दम्य, अवशोषक, एसिड खान जल निकासी (विरोटेक), उत्प्रेरक इत्यादि) - 100,000 टन।[30]
  • बिल्डिंग पैनल, ईंटें, फोम इंसुलेटिंग ईंटें, टाइलें, बजरी/रेलवे गिट्टी, कैल्शियम और सिलिकॉन उर्वरक, रिफ्यूज टिप कैपिंग/साइट रिस्टोरेशन, लैंथेनाइड्स (दुर्लभ पृथ्वी) रिकवरी, स्कैंडियम रिकवरी, गैलियम रिकवरी, यट्रियम रिकवरी, एसिड का उपचार मेरा जल निकासी, भारी धातुओं, रंजक, फॉस्फेट, फ्लोराइड, जल उपचार रसायन, कांच के पात्र, चीनी मिट्टी की चीज़ें, झाग वाले कांच, पिगमेंट, तेल ड्रिलिंग या गैस निष्कर्षण, पीवीसी के लिए भराव, लकड़ी के विकल्प, जियोपॉलिमर, कटैलिसीस, एल्यूमीनियम की प्लाज्मा स्प्रे कोटिंग और तांबा, उच्च तापमान प्रतिरोधी कोटिंग्स के लिए एल्यूमीनियम टाइटेनेट-मुलाइट कंपोजिट का निर्माण, फ्लू गैस का डीसल्फराइजेशन, आर्सेनिक हटाने, क्रोमियम हटाने।[31]

2015 में, यूरोप में लाल मिट्टी के अपशिष्ट मूल्यांकन को संबोधित करने के लिए यूरोपीय संघ से धन के साथ एक बड़ी पहल प्रारंभ की गई थी। कुछ 15 पीएच.डी. छात्रों को बॉक्साइट अवशेषों के शून्य-अपशिष्ट मूल्य निर्धारण के लिए यूरोपीय प्रशिक्षण नेटवर्क (ETN) के भाग के रूप में भर्ती किया गया था।[32] मुख्य फोकस लोहे, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम और दुर्लभ-पृथ्वी तत्वों (स्कैंडियम समेत) की वसूली होगी, जबकि निर्माण सामग्री में अवशेषों का मूल्यांकन किया जाएगा।

एल्युमिनियम उद्योग, ब्रावो (बॉक्साइट रेसिड्यू और एल्युमिनियम वैलोरिसेशन ऑपरेशंस) से उप-उत्पादों के उपयोग के विकल्पों का पता लगाने के लिए एक यूरोपीय इनोवेशन पार्टनरशिप बनाई गई है। इसने महत्वपूर्ण कच्चे माल को पुनर्प्राप्त करने के लिए सर्वोत्तम उपलब्ध तकनीकों का पता लगाने के लिए शोधकर्ताओं और हितधारकों के साथ उद्योग को एक साथ लाने की मांग की किन्तु आगे नहीं बढ़ा। इसके अतिरिक्त, लगभग 11.5 मिलियन यूरो का ईयू फंडिंग मई 2018 से प्रारंभ होने वाले चार साल के कार्यक्रम के लिए आवंटित किया गया है, जो अन्य कचरे, रिमूवल के साथ बॉक्साइट अवशेषों के उपयोग को देखता है। इस परियोजना का एक विशेष फोकस पिछले प्रयोगशाला अध्ययनों से कुछ रोचक तकनीकों का मूल्यांकन करने के लिए पायलट संयंत्रों की स्थापना है। H2020 परियोजना रिमूवल के भाग के रूप में, ग्रीस के अस्परा स्थानिक क्षेत्र में एक घर बनाने की योजना है जो बॉक्साइट अवशेषों से पूरी तरह से सामग्री से बनाया जाएगा।

अन्य ईयू वित्त पोषित परियोजनाएं जिनमें बॉक्साइट अवशेष और अपशिष्ट वसूली, एनेक्सल (एल्यूमीनियम उद्योग की एनर्जी-एक्सर्जी) [2010-2014], यूरोरे (यूरोपीय दुर्लभ पृथ्वी संसाधन) [2013-2017] और तीन और नवीनतम परियोजनाएं सुनिश्चित (सुनिश्चित) हैं टिकाऊ एल्युमिना उत्पादन) [2017–2021], साइडरविन (सस्टेनेबल इलेक्ट्रो-वाइनिंग ऑफ आयरन) [2017–2022] और स्केल (स्कैंडियम – यूरोप में एल्युमीनियम) [2016–2020] स्कैंडियम की रिकवरी देखने के लिए 7 मिलियन यूरो की परियोजना बॉक्साइट अवशेषों से सम्मिलित है।

2020 में, इंटरनेशनल एल्युमिनियम इंस्टीट्यूट ने सीमेंट और कंक्रीट में बॉक्साइट अवशेषों के उपयोग को अधिकतम करने के लिए एक रोडमैप लॉन्च किया।[33][34]

नवंबर 2020 में, द रिएक्टिव: इंडस्ट्रियल रेसिड्यू एक्टिवेशन फॉर सस्टेनेबल सीमेंट प्रोडक्शन रिसर्च परियोजना लॉन्च किया गया था, इसे ईयू द्वारा वित्त पोषित किया जा रहा है। दुनिया की सबसे बड़ी सीमेंट कंपनियों में से एक, होल्सिम ने 12 यूरोपीय देशों में 20 भागीदारों के सहयोग से महत्वाकांक्षी 4 वर्षीय पुनः सक्रिय परियोजना (reactiveproject.eu) लॉन्च किया। रिएक्टिव परियोजना एल्यूमिना उत्पादन उद्योग और सीमेंट उत्पादन उद्योग के उप-उत्पाद को जोड़ने वाली एक नई टिकाऊ सहजीवी मूल्य श्रृंखला बनाएगा। नई पुनः सक्रिय प्रौद्योगिकियों के माध्यम से उन्हें जोड़ने के लिए पुनः सक्रिय संशोधन में एल्युमिना उत्पादन और श्रृंखला के सीमेंट उत्पादन पक्ष दोनों में संशोधन किया जाएगा। उत्तरार्द्ध औद्योगिक अवशेषों के गुणों को संशोधित करेगा, इसे नए, कम कार्बन डाइऑक्साइड CO2 पदचिह्न, सीमेंट उत्पाद के लिए उपयुक्त एक प्रतिक्रियाशील सामग्री (पोज़ोलैनिक गतिविधि या हाइड्रोलिक गतिविधि के साथ) में बदल देगा। इस तरह पुनः सक्रिय दोनों औद्योगिक क्षेत्रों (क्रमशः कचरे और CO2 उत्सर्जन को कम करने) के लिए एक जीत-जीत परिदृश्य का प्रस्ताव करता है।

फ्लोरेकेमी जीएमबीएच ने बॉक्साइट अवशेषों से एक नया लौ-प्रतिरोधी योजक विकसित किया है, उत्पाद को अल्फेरॉक (आर) ट्रेडमार्क के साथ एमकेआरएस (संशोधित री-कार्बोनाइज्ड लाल मिट्टी) कहा जाता है और पॉलिमर की एक विस्तृत श्रृंखला (पीसीटी डब्ल्यूओ2014/000014) में संभावित प्रयोज्यता है। इसके विशेष लाभों में से एक बहुत व्यापक तापमान रेंज, 220 - 350 डिग्री सेल्सियस पर संचालित करने की क्षमता है, जो वैकल्पिक शून्य हलोजन अकार्बनिक ज्वाला मंदक जैसे एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड, बोहेमाइट या मैग्नेशियम हायड्रॉक्साइड है। पॉलिमर प्रणाली के अतिरिक्त जहां एल्यूमीनियम हाइड्रॉक्साइड या मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड का उपयोग किया जा सकता है, यह 60% तक लोडिंग पर ईपीएस और पीयूआर फोम जैसे फोमयुक्त पॉलिमर में भी प्रभावी पाया गया है।

एक उपयुक्त कॉम्पैक्ट ठोस रूप में, लगभग घनत्व के साथ 3.93 g/cm3, बॉक्साइट अवशेषों के पकाना द्वारा उत्पादित ALFERROCK को तापीय ऊर्जा भंडारण माध्यम (डब्ल्यूओ2017/157664) के रूप में बहुत प्रभावी पाया गया है। सामग्री को बिना खराब हुए बार-बार गर्म और ठंडा किया जा सकता है और इसकी सीमा में एक विशिष्ट तापीय क्षमता होती है 0.6 – 0.8 kJ/(kg·K) 20 डिग्री सेल्सियस पर और 0.9 – 1.3 kJ/(kg·K) 726 डिग्री सेल्सियस पर; यह सामग्री को सौर ऊर्जा, पवन चक्की और हाइड्रो-इलेक्ट्रिक प्रणाली के लाभों को अधिकतम करने के लिए ऊर्जा भंडारण उपकरण में प्रभावी ढंग से काम करने में सक्षम बनाता है।

यह भी देखें

संदर्भ

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स्रोत

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