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जलवायु परिवर्तन 2019: खदान स्थल पुनर्वास के लिए कोयला दहन उप-उत्पादों का पुनर्चक्रण - मेहदी आज़ादी - क्वींसलैंड विश्वविद्यालय

मेहदी आज़ादी

खदानों के पुनर्वास और बंद होने में अक्सर खदानों के अपशिष्ट (खराब, अस्वीकृत, अवशेष) की उपस्थिति के कारण बाधा आती है, जिसमें अवांछनीय रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं जो एसिड और धातुयुक्त जल निकासी , स्वतःस्फूर्त दहन , लवणता , धूल उत्पादन और कटाव के जोखिम को बढ़ाते हैं। साथ ही , बिजलीघरों से निकलने वाले विभिन्न प्रकार के कोयला दहन उप - उत्पादों में अद्वितीय रासायनिक और भौतिक गुण होते हैं जैसे क्षारीय प्रकृति, पॉज़ोलानिक बंधन प्रभाव, उच्च जल धारण क्षमता और कण आकार वितरण जो खदान पुनर्वास के लिए फायदेमंद हो सकते हैं । कोयले से चलने वाले कई बिजलीघर खदानों के बहुत करीब स्थित हैं। कोयला खदानों और बिजलीघरों की अपेक्षाकृत कम दूरी कोयले के परिवहन की लागत को कम करती है । यह पुनर्वास अनुप्रयोगों के लिए कम लागत पर कोयले की राख को वापस खदानों में ले जाने का अवसर भी प्रदान करता है , जिसमें i) प्रतिक्रियाशील सामग्रियों का आवरण और कोटिंग ( खदानों से अम्लीय जल निकासी और स्वतःस्फूर्त दहन को रोकने के लिए ), ii) कुछ महंगे मृदा सुधार रसायनों को बदलना , iii) अंतिम रिक्तियों और भूमिगत कार्यों को वापस भरना और स्थिर करना , और iv) दूषित जल का उपचार शामिल है। हमारे शोध का उद्देश्य खदान अपशिष्टों की भौतिक और भू-रासायनिक स्थिरता में सुधार लाने तथा खदान बंद होने के बाद किसी भी अवशिष्ट जोखिम को कम करने के लिए प्रौद्योगिकी की प्रभावशीलता का आकलन करना , उन परिदृश्यों का परीक्षण करके जिनमें कोयला राख का पुनः उपयोग किया जाता है।

कुछ परिस्थितियों में और कुछ अनुप्रयोगों में कोयला-चालित बिजली संयंत्रों से उत्पन्न कोयला दहन उप-उत्पादों (CCB) को प्राकृतिक सामग्रियों के विकल्प के रूप में माना जाता था। यह समीक्षा खनन स्थलों के लिए CCB के उपयोग पर केंद्रित थी। CCB के क्षारीय pH को एसिड माइन ड्रेनेज और उसके परिणामस्वरूप धातुओं के अवक्षेपण में एक निष्प्रभावी भूमिका निभाते हुए दिखाया गया है, मुख्य रूप से धातु हाइड्रॉक्साइड के रूप में, घोल से। कोयला दहन उप-उत्पादों का उपयोग मिट्टी की बहाली के लिए भी किया गया है, जो दर्शाता है कि क्षरित मिट्टी के एक या अधिक भौतिक, रासायनिक और जैविक गुणों में सुधार हुआ है, जिसके परिणामस्वरूप पुनर्वनीकरण के परिणाम बेहतर हुए हैं। इसके अलावा, फ्लाई ऐश का उपयोग संभावित रूप से खतरनाक खदान अपशिष्ट को समाहित करने और अलग करने के लिए बनाए गए इंजीनियर कवर में एक सामग्री के रूप में किया गया है। खदान शून्य बैकफ़िलिंग के लिए CCB के उपयोग को थोक में CCB के उपयोग के अवसर के रूप में देखा गया। इन सामग्रियों के साथ भूमिगत खदान वैक्यूम की बैकफ़िलिंग एसिड माइन ड्रेनेज को कम करने, भूमि के धंसने के जोखिम को कम करने और खदान में आग लगने की संभावना को कम करने और नियंत्रित करने की क्षमता प्रदान करती है। हालांकि सीसीबी के सक्रिय उपयोग से शेष पर्यावरणीय बोझ को समाप्त या न्यूनतम किया जा सकता है, यदि ऐसी अन्यथा 'अपशिष्ट' सामग्रियों का पृथक भंडारण या निपटान आवश्यक हो, लेकिन सीसीबी के इन उपयोगों के परिणामस्वरूप प्रतिकूल दुष्प्रभाव हो सकते हैं, जैसे हानिकारक तत्वों का रिसाव।

इस प्रकार, उदाहरण के लिए, खदानों की बैकफ़िलिंग में उनके उपयोग के मामले में, संभावित पर्यावरणीय प्रभावों का मूल्यांकन किया जाना चाहिए और परीक्षण चरण के दौरान अन्य चर के संदर्भ में निगरानी की जानी चाहिए और ऐसी सामग्रियों से फिर से भरने से पहले बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाना चाहिए। CCB के व्यावहारिक उपयोग और उनके संभावित पर्यावरणीय और स्वास्थ्य प्रभावों पर अभी भी अच्छी तरह से शोध की गई जानकारी का अभाव है, और प्रभावी दिशा-निर्देश और नियम भी खदान पुनर्वास उद्देश्यों के लिए उनके उपयोग में सीमित कारक हैं। अधिकांश देशों में सरकारी नियम CCB को अपशिष्ट मानते हैं, लेकिन खतरनाक अपशिष्ट नहीं। हालाँकि, खदान पुनर्वास और खदान बंद करने से संबंधित कई भूमिकाओं और कार्यों में CCB की उच्च क्षमता को देखते हुए, अधिक व्यावहारिक शोध और अधिक सरकारी सहभागिता की आवश्यकता है। दुनिया की बिजली की जरूरतों के लिए बिजली पैदा करने के लिए कोयले के निरंतर उपयोग के साथ, आने वाले दशकों के दौरान कोयला दहन उप-उत्पाद (CCP) अधिक मात्रा में उत्पादित किए जाएंगे। वर्तमान में यूएसए में संचालित 600 कोयला-आधारित बिजली संयंत्रों से लगभग 130 मिलियन टन CCP का उत्पादन सालाना होता है, जिसका अनुमान दुनिया भर में 500 मिलियन टन है। सीसीपी के पाँच मुख्य प्रकार मौजूद हैं: बॉटम ऐश; बॉयलर स्लैग; फ्लाई ऐश; द्रवीकृत बिस्तर राख; फ़्लू गैस डीसल्फ़राइज़ेशन राख। बॉटम ऐश आम तौर पर निपटान की समस्या नहीं बनती है क्योंकि इसका इस्तेमाल निर्माण परियोजनाओं के लिए समग्र भराव सामग्री, निर्माण सामग्री (दीवार बोर्ड और सूखी दीवार) में भराव और सड़कों के लिए ठोस पदार्थों को डी-आइसिंग करने के लिए बड़े पैमाने पर किया जाता है। बॉयलर स्लैग का इस्तेमाल बॉटम ऐश के समान उद्देश्यों के लिए किया जाता है, लेकिन इसका इस्तेमाल सैंड ब्लास्टिंग के लिए एक ग्लासी ग्रिट सामग्री के रूप में किया जा सकता है। फ्लाई ऐश 70% उत्पादित उप-उत्पादों का निर्माण करती है और ये राख बॉयलर के प्रकार और पावर प्लांट में इस्तेमाल की जाने वाली उत्सर्जन नियंत्रण प्रणाली के आधार पर पावर प्लांट में कई तरीकों से बनाई जाती हैं। ये महीन बनावट वाली राख सामग्री पारंपरिक कोयला-चालित बॉयलर से सूखी फ्लाई ऐश हो सकती है, फ़्लू-गैस डीसल्फ़राइज़ेशन या अन्य संग्रह उपकरणों (बैग हाउस या स्क्रबर फ़िल्टर) में एकत्र की गई सूखी राख हो सकती है, या उन्हें फ्लाई ऐश घोल बनाने वाली गीली स्क्रबर प्रणालियों में एकत्र किया जा सकता है।

खदान के खाली स्थानों को भरने के लिए सीसीबी के उपयोग को थोक में सीसीबी के उपयोग के अवसर के रूप में देखा गया है। भूमिगत खदान के खाली स्थानों को ऐसी सामग्रियों से भरने से अम्लीय खदान जल निकासी को कम करने, भूमि के धंसने के जोखिम को कम करने और खदान में आग लगने की संभावना को कम करने और निगरानी करने की क्षमता है। जबकि सीसीबी का सक्रिय उपयोग शेष पर्यावरणीय बोझ को समाप्त या कम कर सकता है यदि इन अन्यथा 'अपशिष्ट' सामग्रियों का अलग भंडारण या निपटान आवश्यक है, तो हानिकारक तत्वों के रिसाव जैसे प्रतिकूल दुष्प्रभाव हो सकते हैं। इस प्रकार, उदाहरण के लिए, खदान की बैकफ़िलिंग में उनके उपयोग के मामले में, संभावित पर्यावरणीय प्रभावों का मूल्यांकन और निगरानी परीक्षण चरण के दौरान अन्य चर के संदर्भ में की जानी चाहिए और ऐसी सामग्रियों से फिर से भरने से पहले बड़े पैमाने पर उपयोग किया जाना चाहिए। सीसीबी के व्यावहारिक उपयोग और उनके संभावित पर्यावरणीय और स्वास्थ्य प्रभावों पर अभी भी अच्छी तरह से शोध की गई जानकारी की कमी है, और खदान स्थल पुनर्वास उद्देश्यों के लिए उनके उपयोग में, प्रभावी दिशानिर्देश और विनियम भी सीमित कारक हैं। अधिकांश देशों में सरकारी विनियम सीसीबी को अपशिष्ट मानते हैं लेकिन खतरनाक अपशिष्ट नहीं। हालांकि, खदान पुनर्वास और खदान बंद करने से संबंधित अनेक भूमिकाओं और कार्यों में सीसीबी की उच्च क्षमता को देखते हुए, अधिक व्यावहारिक अनुसंधान और अधिक सरकारी सहभागिता की आवश्यकता है।