प्रगलन
प्रगलन एक वांछित आधार धातु उत्पाद निकालने के लिए अयस्क में गर्मी और एक रासायनिक कम करने वाले एजेंट को लागू करने की एक प्रक्रिया है।[1] यह निष्कर्षण धातु विज्ञान का एक रूप है जिसका उपयोग कई धातुओं को प्राप्त करने के लिए किया जाता है जैसे लोहा बनाना, तांबा निष्कर्षण, चांदी खनन#अयस्क प्रसंस्करण, सीसा गलाना और जस्ता गलाना। गलाने में अयस्क को विघटित करने के लिए गर्मी और एक रासायनिक कम करने वाले एजेंट का उपयोग किया जाता है, जिससे गैस या लावा के रूप में अन्य तत्व निकल जाते हैं और धातु पीछे रह जाती है। कम करने वाला एजेंट आमतौर पर कार्बन का एक जीवाश्म ईंधन स्रोत होता है, जैसे कि कोक (ईंधन) के अधूरे दहन से कार्बन मोनोआक्साइड - या, पहले के समय में, लकड़ी का कोयला का।[2] अयस्क में ऑक्सीजन उच्च तापमान पर कार्बन से बंधती है, जैसे कार्बन डाईऑक्साइड में बंध की रासायनिक ऊर्जा (CO2) अयस्क में बंधों की तुलना में कम है।
सल्फाइड अयस्कों जैसे कि आमतौर पर तांबा, जस्ता या सीसा प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है, सल्फाइड को ऑक्साइड में परिवर्तित करने के लिए गलाने से पहले भुना (धातुकर्म) किया जाता है, जो धातु में अधिक आसानी से कम हो जाते हैं। भूनने से अयस्क को हवा से ऑक्सीजन की उपस्थिति में गर्म किया जाता है, अयस्क का ऑक्सीकरण होता है और सल्फर को सल्फर डाइऑक्साइड गैस के रूप में मुक्त किया जाता है।
कच्चा लोहा का उत्पादन करने के लिए गलाने का कार्य मुख्य रूप से वात भट्टी में होता है, जिसे इस्पात में परिवर्तित किया जाता है।
अल्युमीनियम की इलेक्ट्रोलीज़ कमी के लिए संयंत्रों को एल्यूमीनियम गलाने के रूप में जाना जाता है।
प्रक्रिया
प्रगलन में धातु को उसके अयस्क से पिघलाने से कहीं अधिक शामिल है। अधिकांश अयस्क धातु और अन्य तत्वों के रासायनिक यौगिक होते हैं, जैसे ऑक्सीजन (ऑक्साइड के रूप में), सल्फर (सल्फाइड के रूप में), या कार्बन और ऑक्सीजन एक साथ (कार्बोनेट के रूप में)। धातु निकालने के लिए, श्रमिकों को इन यौगिकों को रासायनिक प्रतिक्रिया से गुजरना होगा। इसलिए, गलाने में उपयुक्त कमी (रसायन विज्ञान) का उपयोग शामिल होता है जो धातु को मुक्त करने के लिए उन ऑक्सीकरण (रसायन विज्ञान) तत्वों के साथ जुड़ता है।
भुनना
सल्फाइड और कार्बोनेट के मामले में, रोस्टिंग (धातु विज्ञान) नामक एक प्रक्रिया अवांछित कार्बन या सल्फर को हटा देती है, जिससे एक ऑक्साइड निकल जाता है, जिसे सीधे कम किया जा सकता है। भूनने का काम आमतौर पर ऑक्सीकरण वाले वातावरण में किया जाता है। कुछ व्यावहारिक उदाहरण:
- मैलाकाइट, तांबे का एक सामान्य अयस्क मुख्य रूप से ताँबा कार्बोनेट हाइड्रॉक्साइड Cu है2(सी.ओ3)(ओह)2.[3] यह खनिज 2CuO, CO में थर्मल अपघटन से गुजरता है2, और वह2O[4] 250°C और 350°C के बीच कई चरणों में। कार्बन डाइऑक्साइड और पानी को वायुमंडल में निष्कासित कर दिया जाता है, जिससे कॉपर (II) ऑक्साइड निकल जाता है, जिसे सीधे कॉपर में अपचयित किया जा सकता है, जैसा कि न्यूनीकरण शीर्षक वाले निम्नलिखित अनुभाग में वर्णित है।
- सीसे का कच्ची धात, सीसे का सबसे आम खनिज, मुख्य रूप से लेड सल्फाइड (PbS) है। सल्फाइड को सल्फाइट (PbSO) में ऑक्सीकृत किया जाता है3), जो थर्मल रूप से लेड ऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड गैस (PbO और SO) में विघटित हो जाता है2). सल्फर डाइऑक्साइड को निष्कासित कर दिया जाता है (पिछले उदाहरण में कार्बन डाइऑक्साइड की तरह), और लेड ऑक्साइड को नीचे दिए अनुसार कम किया जाता है।
कमी
गलाने में कमी अंतिम, उच्च तापमान वाला चरण है, जिसमें ऑक्साइड मौलिक धातु बन जाता है। एक कम करने वाला वातावरण (अक्सर कार्बन मोनोऑक्साइड द्वारा प्रदान किया जाता है, जो हवा की कमी वाली भट्ठी में अधूरे दहन से बनता है) कच्चे धातु से अंतिम ऑक्सीजन परमाणुओं को खींचता है। कार्बन स्रोत अयस्क से ऑक्सीजन निकालने के लिए एक रासायनिक अभिकारक के रूप में कार्य करता है, जिससे उत्पाद के रूप में शुद्ध धातु रासायनिक तत्व प्राप्त होता है। कार्बन स्रोत का ऑक्सीकरण दो चरणों में होता है। सबसे पहले, कार्बन (C) ऑक्सीजन (O) के साथ दहन करता है2) हवा में कार्बन मोनोऑक्साइड (सीओ) का उत्पादन करने के लिए। दूसरा, कार्बन मोनोऑक्साइड अयस्क के साथ प्रतिक्रिया करता है (जैसे Fe2O3) और इसके ऑक्सीजन परमाणुओं में से एक को हटा देता है, कार्बन डाइऑक्साइड छोड़ता है (CO2). कार्बन मोनोऑक्साइड के साथ क्रमिक अंतःक्रिया के बाद, अयस्क में मौजूद सारी ऑक्सीजन हटा दी जाएगी, जिससे कच्चा धातु तत्व (जैसे Fe) निकल जाएगा।[5] चूंकि अधिकांश अयस्क अशुद्ध होते हैं, इसलिए स्लैग के रूप में साथ आने वाले रॉक गैंग को हटाने के लिए अक्सर फ्लक्स (धातु विज्ञान), जैसे चूना पत्थर (या डोलोमाइट (खनिज)) का उपयोग करना आवश्यक होता है। यह पकाना प्रतिक्रिया कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जित करती है।
आवश्यक तापमान निरपेक्ष रूप से और आधार धातु के पिघलने बिंदु दोनों के संदर्भ में भिन्न होता है। उदाहरण:
- लौह ऑक्साइड लगभग 1250°C (2282°F या 1523.15 K) पर धात्विक लोहा बन जाता है, जो कि लोहे के पिघलने बिंदु 1538°C (2800.4°F या 1811.15 K) से लगभग 300 डिग्री कम है।[6]
- मर्क्यूरिक ऑक्साइड 550 डिग्री सेल्सियस (1022 डिग्री फारेनहाइट या 823.15 K) के करीब वाष्पशील पारा बन जाता है, जो पारा के पिघलने बिंदु -38 डिग्री सेल्सियस (-36.4 डिग्री फारेनहाइट या 235.15 K) से लगभग 600 डिग्री ऊपर होता है।[7]
फ्लक्स
फ़्लक्स वे सामग्रियां हैं जिन्हें गलाने के दौरान वांछित प्रतिक्रियाओं को उत्प्रेरित करने और अवांछित अशुद्धियों या प्रतिक्रिया उत्पादों से रासायनिक रूप से जोड़ने के लिए अयस्क में जोड़ा जाता है। चूने (सामग्री) के रूप में कैल्शियम कार्बोनेट या कैल्शियम ऑक्साइड का उपयोग अक्सर इस उद्देश्य के लिए किया जाता है, क्योंकि वे सल्फर, फास्फोरस और सिलिकॉन अशुद्धियों के साथ प्रतिक्रिया करते हैं ताकि उन्हें आसानी से अलग किया जा सके और स्लैग के रूप में त्याग दिया जा सके। फ्लक्स चिपचिपाहट को नियंत्रित करने और अवांछित एसिड को बेअसर करने का काम भी कर सकते हैं।
कटौती चरण पूरा होने के बाद फ्लक्स और स्लैग एक द्वितीयक सेवा प्रदान कर सकते हैं; वे शुद्ध धातु पर एक पिघला हुआ आवरण प्रदान करते हैं, ऑक्सीजन के साथ संपर्क को रोकते हैं जबकि आसानी से ऑक्सीकरण करने के लिए पर्याप्त गर्म होते हैं। यह धातु में अशुद्धियाँ बनने से रोकता है।
सल्फाइड अयस्क
आधार धातुओं के अयस्क प्रायः सल्फाइड होते हैं। हाल की शताब्दियों में, चार्ज को ईंधन से अलग रखने के लिए प्रतिध्वनि भट्टियों का उपयोग किया गया है। परंपरागत रूप से, उनका उपयोग गलाने के पहले चरण के लिए किया जाता था: दो तरल पदार्थ बनाना, एक ऑक्साइड स्लैग जिसमें अधिकांश अशुद्धियाँ होती हैं, और दूसरा सल्फाइड मैट (धातुकर्म) जिसमें मूल्यवान धातु सल्फाइड और कुछ अशुद्धियाँ होती हैं। ऐसी रिवर्बरेटरी भट्टियां आज लगभग 40 मीटर लंबी, 3 मीटर ऊंची और 10 मीटर चौड़ी हैं। शुष्क सल्फाइड सांद्रता को पिघलाने के लिए ईंधन को एक सिरे पर जलाया जाता है (आमतौर पर आंशिक रूप से भूनने के बाद) जिसे भट्ठी की छत में खुले स्थानों से डाला जाता है। स्लैग भारी मैट पर तैरता है और हटा दिया जाता है और त्याग दिया जाता है या पुनर्नवीनीकरण किया जाता है। फिर सल्फाइड मैट को कनवर्टर (धातुकर्म) में भेजा जाता है। प्रक्रिया का सटीक विवरण अयस्क निकाय के खनिज विज्ञान के आधार पर एक भट्टी से दूसरे भट्टी में भिन्न होता है।
जबकि प्रतिध्वनि भट्टियां बहुत कम तांबे वाले स्लैग का उत्पादन करती थीं, वे अपेक्षाकृत ऊर्जा अक्षम थीं और सल्फर डाइऑक्साइड की कम सांद्रता को बंद कर देती थीं जिसे पकड़ना मुश्किल था; तांबा गलाने की प्रौद्योगिकियों की एक नई पीढ़ी ने उनका स्थान ले लिया है।[9] हाल की भट्टियां बाथ स्मेल्टिंग, टॉप-जेटिंग लांस स्मेल्टिंग, फ्लैश स्मेल्टिंग और ब्लास्ट फर्नेस का उपयोग करती हैं। स्नान स्मेल्टर के कुछ उदाहरणों में नोरंडा भट्टी, इसमेल्ट भट्टी, टेनिएंट रिएक्टर, वुनुकोव स्मेल्टर और एसकेएस तकनीक शामिल हैं। टॉप-जेटिंग लांस स्मेल्टर में मित्सुबिशी स्मेल्टिंग रिएक्टर शामिल है। विश्व के तांबा स्मेल्टरों में फ़्लैश स्मेल्टरों की हिस्सेदारी 50% से अधिक है। गलाने की प्रक्रियाओं की कई और किस्में हैं, जिनमें किवसेट, ऑसमेल्ट, तमानो, ईएएफ और बीएफ शामिल हैं।
इतिहास
प्राचीन काल की धातुओं में से केवल सोना ही प्राकृतिक वातावरण में नियमित रूप से अपने मूल रूप में पाया जाता है। अन्य - तांबा, सीसा, चांदी, विश्वास , लोहा और पारा (तत्व) - मुख्य रूप से खनिजों के रूप में पाए जाते हैं, हालांकि तांबा कभी-कभी व्यावसायिक रूप से महत्वपूर्ण मात्रा में अपने मूल तांबे में पाया जाता है। ये खनिज मुख्य रूप से कार्बोनेट, सल्फाइड या धातु के ऑक्साइड होते हैं, जो सिलिका और अल्युमिना जैसे अन्य घटकों के साथ मिश्रित होते हैं। हवा में कार्बोनेट और सल्फाइड खनिजों को भूनने (धातुकर्म) से वे ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं। बदले में, ऑक्साइड को गलाकर धातु में बदल दिया जाता है। कार्बन मोनोऑक्साइड गलाने के लिए पसंद का कम करने वाला एजेंट था (और है)। यह हीटिंग प्रक्रिया के दौरान आसानी से उत्पादित होता है, और गैस के रूप में अयस्क के साथ घनिष्ठ संपर्क में आता है।
पुरानी दुनिया में, मनुष्यों ने 8000 साल से भी पहले, प्रागैतिहासिक काल में धातुओं को गलाना सीखा था। उपयोगी धातुओं की खोज और उपयोग - पहले तांबा और कांस्य, फिर कुछ सहस्राब्दियों बाद लोहे - का मानव समाज पर बहुत बड़ा प्रभाव पड़ा। प्रभाव अभी तक व्यापक था कि विद्वान परंपरागत रूप से प्राचीन इतिहास को पाषाण युग, कांस्य युग और लौह युग में विभाजित करते हैं।
अमेरिका की में, पेरू में केंद्रीय एंडीज़ की पूर्व-इंका सभ्यताओं ने 16 वीं शताब्दी में पहले यूरोपीय लोगों के आने से कम से कम छह शताब्दियों पहले तांबे और चांदी को गलाने में महारत हासिल कर नेतृत्व करना थी, जबकि हथियारों के उपयोग के लिए लोहे जैसी धातुओं को गलाने में कभी महारत हासिल नहीं हुई थी। शिल्प।[10]
टिन और सीसा
पुरानी दुनिया में, सबसे पहले गलाई गई धातुएँ टिन और सीसा थीं। सबसे पहले ज्ञात ढलाई सीसा मोती अनातोलिया (टर्की ) में कैटालहोयुक साइट में पाए गए थे, और लगभग 6500 ईसा पूर्व के हैं,[11] लेकिन धातु के बारे में पहले भी पता रहा होगा।[citation needed]
चूंकि यह खोज लेखन के आविष्कार से कई सहस्राब्दियों पहले हुई थी, इसलिए इसका कोई लिखित रिकॉर्ड नहीं है कि यह कैसे बनाया गया था। हालाँकि, अयस्कों को लकड़ी की आग में रखकर टिन और सीसे को गलाया जा सकता है, जिससे यह संभावना बनी रहती है कि यह खोज दुर्घटनावश हुई हो।[citation needed]हालाँकि हाल की छात्रवृत्ति ने इस खोज को प्रश्नांकित कर दिया है।[12] सीसा एक सामान्य धातु है, लेकिन इसकी खोज का प्राचीन विश्व में अपेक्षाकृत कम प्रभाव पड़ा। यह संरचनात्मक तत्वों या हथियारों के लिए उपयोग करने के लिए बहुत नरम है, हालांकि अन्य धातुओं के सापेक्ष इसका उच्च घनत्व इसे गोफन (हथियार)हथियार) प्रोजेक्टाइल के लिए आदर्श बनाता है। हालाँकि, चूँकि इसे ढालना और आकार देना आसान था, इसलिए प्राचीन ग्रीस और प्राचीन रोम की शास्त्रीय दुनिया में श्रमिकों ने पाइप और पानी को संग्रहीत करने के लिए इसका बड़े पैमाने पर उपयोग किया। उन्होंने इसका उपयोग पत्थर की इमारतों में मोर्टार (चिनाई) के रूप में भी किया।[13][14] टिन सीसे की तुलना में बहुत कम आम था और केवल थोड़ा सा ही कठोर होता है, और अपने आप में इसका प्रभाव और भी कम होता है।
तांबा और कांसा
टिन और सीसे के बाद, गलाई गई अगली धातु तांबा प्रतीत होती है। यह खोज कैसे हुई इस पर बहस चल रही है। कैम्पफ़ायर में आवश्यक तापमान से लगभग 200°C कम तापमान होता है, इसलिए कुछ लोगों का मानना है कि तांबे को पहली बार पिघलाने का काम मिट्टी के बर्तनों की भट्टियों में हुआ होगा।[15] (एंडीज़ में तांबा गलाने का विकास, जिसके बारे में माना जाता है कि यह पुरानी दुनिया से स्वतंत्र रूप से हुआ था, उसी तरह से हुआ होगा।[10]
तांबा गलाने का सबसे पहला वर्तमान साक्ष्य, 5500 ईसा पूर्व और 5000 ईसा पूर्व के बीच का, प्लॉक्निक और बेलोवोड, सर्बिया में पाया गया है।[16][17] तुर्की में पाया गया गदा का सिर 5000 ईसा पूर्व का है, जिसे कभी सबसे पुराना साक्ष्य माना जाता था, अब हथौड़े से ठोका हुआ, देशी तांबे का प्रतीत होता है।[18] तांबे को टिन और/या हरताल के साथ सही अनुपात में मिलाने से कांस्य बनता है, एक मिश्र धातु जो तांबे की तुलना में काफी कठिन होती है। पहला आर्सेनिक कांस्य|तांबा/आर्सेनिक कांस्य 5वीं सहस्राब्दी ईसा पूर्व|4200 ईसा पूर्व एशिया छोटा से प्राप्त हुआ। इंका कांस्य मिश्रधातुएँ भी इसी प्रकार की थीं। तांबे के अयस्कों में अक्सर आर्सेनिक एक अशुद्धि होती है, इसलिए यह खोज दुर्घटनावश हो सकती है। अंततः, गलाने के दौरान जानबूझकर आर्सेनिक युक्त खनिजों को जोड़ा गया।[citation needed]
कठोर और अधिक टिकाऊ कॉपर-टिन कांस्य का विकास लगभग 3500 ईसा पूर्व एशिया माइनर में भी हुआ था।[19] लोहारों ने तांबा/टिन कांसे का उत्पादन कैसे सीखा यह अज्ञात है। इस तरह का पहला कांस्य टिन-दूषित तांबे के अयस्कों से एक भाग्यशाली दुर्घटना हो सकता है। हालाँकि, 2000 ईसा पूर्व तक, लोग कांस्य का उत्पादन करने के उद्देश्य से टिन का खनन कर रहे थे - जो उल्लेखनीय है क्योंकि टिन एक अर्ध-दुर्लभ धातु है, और यहां तक कि एक समृद्ध कैसिटेराइट अयस्क में केवल 5% टिन होता है। हालाँकि, शुरुआती लोगों ने टिन के बारे में सीखा, 2000 ईसा पूर्व तक वे समझ गए कि कांस्य बनाने के लिए इसका उपयोग कैसे किया जाए।[citation needed]
तांबे और कांस्य निर्माण की खोज का पुरानी दुनिया के इतिहास पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा। हथियार बनाने के लिए धातुएँ इतनी कठोर थीं कि वे लकड़ी, हड्डी या पत्थर के समकक्षों की तुलना में भारी, मजबूत और प्रभाव क्षति के प्रति अधिक प्रतिरोधी थीं। कई सहस्राब्दियों तक, कांस्य तलवारों, खंजर, युद्ध कुल्हाड़ियों और भाले और तीर जैसे हथियारों के साथ-साथ ढाल, हेलमेट, ग्रिव्स ्स (धातु शिन गार्ड), और अन्य शारीरिक कवच जैसे सुरक्षात्मक गियर के लिए पसंद की सामग्री थी। कांस्य ने औजारों और घरेलू बर्तनों में पत्थर, लकड़ी और कार्बनिक पदार्थों की जगह ले ली - जैसे कि छेनी, आरी, कुल्हाड़ी, कील (फास्टनर), ब्लेड कैंची, चाकू, सिलाई सुई और नत्थी करना , जग (कंटेनर), खाना पकाने के बर्तन और कड़ाही। , दर्पण, और घोड़े के हार्नेस।[citation needed] टिन और तांबे ने व्यापार नेटवर्क की स्थापना में भी योगदान दिया जो यूरोप और एशिया के बड़े क्षेत्रों तक फैला हुआ था और व्यक्तियों और राष्ट्रों के बीच धन के वितरण पर बड़ा प्रभाव पड़ा।[citation needed]
प्रारंभिक लौह प्रगलन
लोहा बनाने का सबसे पहला प्रमाण कामान-कालेहोयुक में प्रोटो-हित्ती परतों में उचित मात्रा में कार्बन मिश्रण के साथ लोहे के टुकड़ों की एक छोटी संख्या पाई गई है और यह 2200-2000 ईसा पूर्व के हैं।[20] सॉकोवा-सीगोलोवा (2001) से पता चलता है कि लोहे के उपकरण 1800 ईसा पूर्व के आसपास बहुत सीमित मात्रा में मध्य अनातोलिया में बनाए गए थे और हित्तियों#न्यू किंगडम (~ 1400-1200 ईसा पूर्व) के दौरान, सामान्य लोगों द्वारा नहीं, बल्कि अभिजात वर्ग द्वारा उपयोग में थे।[21] पुरातत्वविदों को तीसरे मध्यवर्ती काल और मिस्र के तेईसवें राजवंश (लगभग 1100-750 ईसा पूर्व) के बीच, प्राचीन मिस्र में लोहे के काम करने के संकेत मिले हैं। हालाँकि, महत्वपूर्ण बात यह है कि उन्हें किसी भी (पूर्व-आधुनिक) काल में लौह अयस्क गलाने का कोई सबूत नहीं मिला है। इसके अलावा, जटिल प्रीहीटिंग सिद्धांतों के आधार पर, कार्बन स्टील के बहुत शुरुआती उदाहरण लगभग 2000 साल पहले (पहली शताब्दी ईस्वी के आसपास) उत्तर पश्चिम तंजानिया में उत्पादन में थे। ये खोजें धातु विज्ञान के इतिहास के लिए महत्वपूर्ण हैं।[22] यूरोप और अफ्रीका में अधिकांश शुरुआती प्रक्रियाओं में लौह अयस्क को ब्लूमरी में गलाना शामिल था, जहां तापमान इतना कम रखा जाता था कि लोहा पिघले नहीं। इससे लोहे का एक स्पंजी द्रव्यमान उत्पन्न होता है जिसे ब्लूम कहा जाता है, जिसे गढ़ा लोहा बनाने के लिए हथौड़े से दबाया जाना चाहिए। लोहे के ब्लूमरी गलाने का अब तक का सबसे पहला प्रमाण हम्मेह को बताओ ह, जॉर्डन ([1]) में पाया गया है, और यह 930 ईसा पूर्व (C14 डेटिंग) का है।
बाद में लोहा गलाना
मध्ययुगीन काल से, ब्लूमरीज़ में प्रत्यक्ष कमी के स्थान पर एक अप्रत्यक्ष प्रक्रिया शुरू हुई। इसमें पिग आयरन बनाने के लिए ब्लास्ट फर्नेस का उपयोग किया जाता था, जिसे फिर जाली बार आयरन बनाने के लिए एक और प्रक्रिया से गुजरना पड़ता था। दूसरे चरण की प्रक्रियाओं में फाइनरी फोर्ज में फाइनिंग शामिल है। 13वीं शताब्दी में उच्च मध्य युग के दौरान चीन द्वारा ब्लास्ट फर्नेस की शुरुआत की गई थी, जो कि क्विन राजवंश के दौरान 200 ईसा पूर्व से ही इसका उपयोग कर रहा था। [2] पुडलिंग (धातुकर्म) था औद्योगिक क्रांति में भी प्रस्तुत किया गया।
दोनों प्रक्रियाएँ अब अप्रचलित हैं, और गढ़ा लोहा अब शायद ही कभी बनाया जाता है। इसके बजाय, माइल्ड स्टील का उत्पादन बेसेमर कनवर्टर से या अन्य माध्यमों से किया जाता है, जिसमें गलाने में कमी लाने वाली प्रक्रियाएं जैसे कोरेक्स प्रक्रिया भी शामिल है।
पर्यावरण और व्यावसायिक स्वास्थ्य प्रभाव
गलाने का पर्यावरण पर गंभीर मानवीय प्रभाव पड़ता है, जिससे अपशिष्ट जल और स्लैग का उत्पादन होता है और तांबा, चांदी, लोहा, कोबाल्ट और सेलेनियम जैसी जहरीली धातुओं को वायुमंडल में छोड़ा जाता है।[23] स्मेल्टर गैसीय सल्फर डाइऑक्साइड भी छोड़ते हैं, जो अम्लीय वर्षा में योगदान देता है, जो मिट्टी और पानी को अम्लीकृत करता है।[24] फ़्लिन फ़्लॉन|फ़्लिन फ़्लॉन, कनाडा में स्मेल्टर 20वीं सदी में उत्तरी अमेरिका में बुध (तत्व) के सबसे बड़े बिंदु स्रोतों में से एक था।[25][26] स्मेल्टर उत्सर्जन में भारी कमी आने के बाद भी, परिदृश्य अस्थिरता (रसायन विज्ञान)|पुनः उत्सर्जन पारे का एक प्रमुख क्षेत्रीय स्रोत बना रहा। वर्षा जल के रूप में लौटने वाले पुनः उत्सर्जन और मिट्टी से धातुओं की लीचिंग (रसायन) दोनों से, झीलों को दशकों तक स्मेल्टर से पारा संदूषण प्राप्त होने की संभावना है।[25]
वायु प्रदूषण
एल्यूमीनियम स्मेल्टरों द्वारा उत्पन्न वायु प्रदूषकों में कार्बोनिल सल्फाइड, हाइड्रोजिन फ्लोराइड , पॉलीसाइक्लिक यौगिक, सीसा, निकल, मैंगनीज, पॉलीक्लोराइनेटेड बाइफिनाइल और मरकरी (तत्व) शामिल हैं।[27] कॉपर स्मेल्टर उत्सर्जन में आर्सेनिक, फीरोज़ा , कैडमियम, क्रोमियम, सीसा, मैंगनीज और निकल शामिल हैं।[28] सीसा प्रद्रावक आमतौर पर आर्सेनिक, सुरमा, कैडमियम और विभिन्न सीसा यौगिकों का उत्सर्जन करते हैं।[29][30][31]
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अपशिष्ट जल
लौह और इस्पात मिलों द्वारा छोड़े गए अपशिष्ट जल प्रदूषकों में बेंजीन, नेफ़थलीन, एन्थ्रेसीन, साइनाइड, अमोनिया, फिनोल और क्रेसोल जैसे गैसीकरण उत्पाद शामिल हैं, साथ ही अधिक जटिल कार्बनिक यौगिकों की एक श्रृंखला भी शामिल है जिन्हें सामूहिक रूप से पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (पीएएच) के रूप में जाना जाता है।[32] उपचार प्रौद्योगिकियों में अपशिष्ट जल का पुनर्चक्रण शामिल है; ठोस पदार्थों को हटाने के लिए निपटान बेसिन , विशुद्धक और निस्पंदन सिस्टम; तेल छानने वाला और निस्पंदन; विघटित धातुओं के लिए रासायनिक अवक्षेपण और निस्पंदन; सोखना#जैविक प्रदूषकों के लिए सक्रिय कार्बन और जैविक ऑक्सीकरण; और वाष्पीकरण.[33] अन्य प्रकार के स्मेल्टरों द्वारा उत्पन्न प्रदूषक आधार धातु अयस्क के साथ भिन्न होते हैं। उदाहरण के लिए, एल्यूमीनियम स्मेल्टर आमतौर पर फ्लोराइड, बेंजो (ए) पाइरीन, एंटीमनी और निकल, साथ ही एल्यूमीनियम उत्पन्न करते हैं। कॉपर स्मेल्टर आमतौर पर तांबे के अलावा कैडमियम, सीसा, जस्ता, आर्सेनिक और निकल का निर्वहन करते हैं।[34] सीसा स्मेल्टर सीसे के अलावा सुरमा, एस्बेस्टस, कैडमियम, तांबा और जस्ता का भी निर्वहन कर सकते हैं।[35]
स्वास्थ्य पर प्रभाव
प्रगलन उद्योग में काम करने वाले मजदूरों ने बताया है कि श्वसन संबंधी बीमारी उनके काम में अपेक्षित शारीरिक कार्यों को करने की उनकी क्षमता को बाधित कर रही है।[36]
विनियम
संयुक्त राज्य अमेरिका में, पर्यावरण संरक्षण एजेंसी ने स्मेल्टरों के लिए प्रदूषण नियंत्रण नियम प्रकाशित किए हैं।
- स्वच्छ वायु अधिनियम (संयुक्त राज्य अमेरिका) के तहत वायु प्रदूषण मानक[37]
- स्वच्छ जल अधिनियम के तहत जल प्रदूषण मानक (प्रवाह दिशानिर्देश)।[38][39]
आरएमआई अनुरूप स्मेल्टर कार्यक्रम
जैसे-जैसे संघर्षशील खनिजों का उपयोग बढ़ रहा है, समस्या का मुकाबला करने के लिए कई पहल शुरू की गई हैं। वे संघर्ष, मानवाधिकारों के दुरुपयोग, या श्रम शोषण की परिस्थितियों में क्षेत्रों में जिम्मेदार खनिज सोर्सिंग प्रथाओं को प्रोत्साहित करते हैं।
रिस्पॉन्सिबल मिनरल इनिशिएटिव, आरएमआई ने स्मेल्टर के लिए आदर्शों और दिशानिर्देशों का एक सेट विकसित किया है, जिसमें कंफर्मेंट स्मेल्टर प्रोग्राम भी शामिल है। यह कार्यक्रम एक तृतीय-पक्ष ऑडिट और प्रमाणन कार्यक्रम है जो खनिजों की जिम्मेदार सोर्सिंग में स्मेल्टरों के प्रदर्शन का आकलन करता है।[40] यह कार्यक्रम आर्थिक सहयोग और विकास संगठन, ओईसीडी के दिशानिर्देशों का पालन करता है। संघर्ष प्रभावित और उच्च जोखिम वाले क्षेत्रों से खनिजों की जिम्मेदार आपूर्ति श्रृंखलाओं के लिए ओईसीडी उचित परिश्रम मार्गदर्शन में प्रकाशित। ओईसीडी वैश्विक प्रथाओं को बेहतर बनाने के लिए नीतियों पर केंद्रित एक निकाय है।[41] कार्यक्रम का फोकस निम्नलिखित पर स्मेल्टरों का मूल्यांकन करना है:
- सोर्सिंग प्रथाएं: सोर्स किए गए खनिजों का प्रदर्शन सक्रिय संघर्ष, मानवाधिकार मुद्दों या पर्यावरणीय क्षति में योगदान नहीं देता है
- उचित परिश्रम: आपूर्ति श्रृंखला में जोखिमों को कम करने के लिए उचित परिश्रम प्रक्रिया की स्थापना करना
- पारदर्शिता: उनके स्रोत के बारे में जानकारी का पारदर्शी होना
- पर्यावरण और सामाजिक प्रदर्शन: पर्यावरणीय प्रभाव को कम करना और श्रमिकों के अधिकारों का सम्मान करना[42]
आरएमआई मानकों को पूरा करने वाले स्मेल्टर आरएमआई अनुरूप स्मेल्टर और रिफाइनर सूचियों पर मान्यता प्राप्त करते हैं।
यह प्रगलन उद्योग को विनियमित करने वाला एकमात्र कार्यक्रम नहीं है, अतिरिक्त लेखापरीक्षा कार्यक्रमों में शाम