सीमेंट उत्पादन प्रक्रिया कैसे होती है और इसके पर्यावरणीय प्रभाव क्या हैं?
सीमेंट समकालीन समाज के लिए मौलिक है, लेकिन इसके पर्यावरणीय प्रभाव क्या हैं और उन्हें कैसे कम किया जा सकता है?
सीमेंट को एक ऐसा संसाधन माना जा सकता है जिसने इंजीनियरिंग के इतिहास में क्रांति ला दी और जिस तरह से शहरों का विकास शुरू हुआ। निवास, वर्ग, भवन, स्टेडियम और व्यावहारिक रूप से किसी भी प्रकार का निर्माण इस पदार्थ पर उनकी मूल सामग्री में से एक के रूप में निर्भर करता है। लेकिन क्या आपने कभी सोचा है कि सीमेंट उत्पादन प्रक्रिया कैसे काम करती है और इसके प्रभावों को कैसे कम किया जाए?
सीमेंट निर्माण सरल नहीं है और इसके लिए बहुत अधिक ऊर्जा और विभिन्न तंत्रों की आवश्यकता होती है। बाध्यकारी एजेंट के रूप में प्रयुक्त, इसकी संरचना में मौजूद मुख्य कच्चे माल चूना पत्थर और मिट्टी हैं। दोनों पाए गए, अभी भी अधिक मात्रा में हैं, और प्रकृति से निकाले गए हैं।
इस प्रकार, यह माना जा सकता है कि इसके उत्पादन के लिए निर्धारित स्थल दो प्रमुख गतिविधियों द्वारा गठित हैं: चूना पत्थर खनन और सीमेंट निर्माण। औद्योगिक क्षेत्र में भारी कच्चे माल के परिवहन की सुविधा के लिए कारखाने की सुविधाएं आमतौर पर चूना पत्थर निष्कर्षण स्थलों के करीब होती हैं।
चूना पत्थर रॉक खनन गतिविधि बड़े खुले गड्ढे वाली मशीनीकृत खदानों में की जाती है। और, निकाले जाने के बाद, चट्टानों को अलग किया जाता है और पर्याप्त कण आकार के लिए विस्फोटकों के साथ कम किया जाता है।
विनिर्माण कदम
अधिकांश ब्राजील के उद्योगों में लागू सीमेंट उत्पादन की तकनीकी प्रक्रिया को शुष्क प्रक्रिया के रूप में जाना जाता है और इसमें मुख्य रूप से निम्नलिखित चरण शामिल हैं:
- कच्चे माल को पीसना और समरूप बनाना (कच्चा आटा प्राप्त करना)
- रोटरी भट्टों (क्लिंकर उत्पादन) में कच्चे आटे का क्लिंकराइजेशन और बाद में क्लिंकर कूलिंग
- सीमेंट प्राप्त करने के लिए जिप्सम के लिए क्लिंकर पीसना और जोड़ना
- अंतिम उत्पाद प्राप्त करना और शिपिंग करना
सबसे पहले, कच्चे माल - चूना पत्थर (94%), मिट्टी (4%) और थोड़ी मात्रा में लोहे और एल्यूमीनियम ऑक्साइड (2%) - को पीसकर एक महीन पाउडर (कच्चा आटा) प्राप्त होने तक मिलाया जाता है। इस सामग्री को फिर एक रोटरी भट्ठा में पेश किया जाता है जहां हवा के विस्फोटों से अचानक ठंडा होने से पहले इसे 1500 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक गर्म किया जाता है। इस प्रकार क्लिंकर का उत्पादन किया जाता है, सीमेंट के निर्माण के लिए आवश्यक मूल सामग्री। प्राप्त सामग्री (क्लिंकर) को जिप्सम (जिप्सम) और अन्य परिवर्धन (जैसे चूना पत्थर, पॉज़ोलन या स्लैग) के साथ मिश्रित किया जाता है, जिससे विभिन्न प्रकार के सीमेंट को जन्म दिया जाता है, जिसे अंततः बेचा जाता है ताकि उन्हें बेचा जा सके।
इस प्रक्रिया में ऊर्जा की उच्च खपत की आवश्यकता होती है, या तो तापीय ऊर्जा (गर्मी) के रूप में, क्लिंकर के उत्पादन के लिए रोटरी भट्टों को गर्म करने के लिए उपयोग किए जाने वाले ईंधन के माध्यम से, या विद्युत ऊर्जा के रूप में, मशीनों को स्थानांतरित करने के लिए पूरी औद्योगिक प्रक्रिया में खपत होती है , रोटरी भट्टों और मिलों को चालू करें। हालाँकि, इस खपत का अधिकांश हिस्सा ईंधन के जलने के दौरान तापीय ऊर्जा के उपयोग से संबंधित है।
ईंधन जो ओवन को खिलाते हैं, ज्यादातर मामलों में, गैर-नवीकरणीय स्रोतों जैसे तेल और कोयले से होते हैं। सबसे अधिक उपयोग किए जाने वाले ईंधनों में से कुछ ठोस हैं, जैसे कि पेट्रोलियम कोक और गैसोलीन, और कुछ गैसीय, जैसे प्राकृतिक गैस और अन्य कोयला डेरिवेटिव।
सीमेंट उद्योग में पेट्रोलियम कोक ऊर्जा का मुख्य स्रोत है, क्लिंकर रोटरी भट्ठा में उपयोग किया जाने वाला मुख्य ईंधन है। यह मुख्य रूप से कार्बन (90 से 95%) से युक्त एक काले और चमकदार दानेदार सामग्री है, लेकिन इसमें आमतौर पर एक अभिव्यंजक सल्फर सामग्री (लगभग 5%) भी होती है। इस ईंधन का बहुत अधिक उपयोग होने का कारण इसकी कम अधिग्रहण लागत से जुड़े उच्च कैलोरी मान के कारण है।
इन पारंपरिक ईंधनों के अलावा, औद्योगिक और बायोमास अवशेष और रिजेक्ट, चारकोल और कृषि अवशेषों का उपयोग ओवन को खिलाने के लिए भी किया जा सकता है।
पर्यावरणीय प्रभावों
सीमेंट संयंत्र पर्यावरण को प्रदूषित करते हैं और प्रासंगिक पर्यावरणीय प्रभावों के लिए जिम्मेदार हैं।
और, हालांकि इस सामग्री की निर्माण प्रक्रिया सीधे ठोस अपशिष्ट का उत्पादन नहीं करती है, क्योंकि रोटरी भट्ठा में जलने वाले ईंधन से राख को सामान्य रूप से क्लिंकर में ही शामिल किया जाता है, गैसीय प्रदूषकों और कण सामग्री का एक उच्च उत्सर्जन होता है।
इस प्रकार, मुख्य प्रभाव इस जलने से प्रदूषणकारी गैसों के उत्सर्जन के कारण होते हैं। एक उदाहरण कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) का उच्च उत्सर्जन है, जो मुख्य गैसों में से एक है जो ग्रीनहाउस प्रभाव को असंतुलित करती है।
के मार्गदर्शन में सतत विकास के लिए विश्व व्यापार परिषद (WBCSD - सतत विकास के लिए विश्व व्यापार परिषद), the सीमेंट सतत पहल (सीएसआई - सीमेंट सस्टेनेबिलिटी इनिशिएटिव) ने दुनिया भर में सीमेंट उद्योग के प्रभाव पर एक व्यापक शोध कार्यक्रम शुरू किया और सीमेंट उत्पादन की स्थिरता में सुधार के तरीके खोजने के लिए एक कार्य योजना विकसित करने के लिए काम किया।
सीमेंट संयंत्र कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) के वैश्विक उत्सर्जन के लगभग 5% के लिए जिम्मेदार हैं, जो एक मानवजनित स्रोत से वातावरण में प्रतिवर्ष जारी किया जाता है। यह अनुमान है कि एक टन क्लिंकर के उत्पादन में, एक टन CO2 का उत्पादन होता है, जो एक अध्ययन के अनुसार ग्रीनहाउस प्रभाव में वृद्धि में बड़े हिस्से का योगदान देता है।
सीमेंट निर्माण प्रक्रिया में, सल्फर ऑक्साइड, नाइट्रोजन ऑक्साइड, कार्बन मोनोऑक्साइड और लेड यौगिक भी जारी किए जा सकते हैं, जो सभी प्रदूषक हैं।
इसके अलावा, कच्चे माल के निष्कर्षण के पहले चरण के दौरान, भौतिक प्रभाव भी हो सकते हैं, जैसे चूना पत्थर की खदानों में भूस्खलन और जमीन में उत्पन्न कंपन के कारण कटाव। और नदियों में मिट्टी का निष्कर्षण इन जलकुंडों को गहरा कर सकता है, तलों में पानी की मात्रा को कम कर सकता है और मौजूदा आवासों को परेशान कर सकता है, जिससे कई क्षेत्रों की जैव विविधता कम हो जाती है।
प्रभावों को कम करने के विकल्प
पूर्वानुमान यह है कि आने वाले वर्षों में सीमेंट उत्पादन में वृद्धि जारी रहेगी, जिसके परिणामस्वरूप दुनिया में कुल CO2 उत्सर्जन में वृद्धि होगी। इस परिदृश्य से बचने के लिए, यह आवश्यक है कि उत्पादन प्रक्रिया में परिवर्तन हो, क्योंकि सीमेंट की मांग शायद ही कम होगी।
ऊपर उल्लिखित सीएसआई कार्य योजना सीमेंट उत्पादन में स्थिरता को सक्षम करने के लिए कुछ विकल्पों को सूचीबद्ध करती है:
- उत्सर्जित कार्बन को पकड़ने के लिए औद्योगिक संयंत्रों में परिवर्तन;
- उत्पादन प्रक्रिया में केवल सूखे तरीके का उपयोग करें, कम भट्ठी फ़ीड की आवश्यकता होती है;
- जीवाश्म ईंधन (सह-प्रसंस्करण) का उपयोग करने के बजाय ओवन को खिलाने के लिए औद्योगिक और कृषि अपशिष्ट का पुन: उपयोग;
- इमारतों में, अन्य सामग्रियों द्वारा सीमेंट का आंशिक प्रतिस्थापन;
- सीमेंट फॉर्मूलेशन में बदलाव ताकि इसका उत्पादन कम CO2 छोड़े।
इन दृष्टिकोणों को सामग्री के उत्पादकों द्वारा अपनाने की आवश्यकता होगी। इन प्रथाओं के आधार पर सीमेंट मॉडल चुनना और इस क्षेत्र के लिए स्थायी कानून को विनियमित करने के लिए सरकार और कंपनियों पर दबाव डालना वर्तमान पाठ्यक्रम को बदलने की कोशिश करने के तरीके हैं। जैसा कि पहले ही उल्लेख किया गया है, सीमेंट उस समाज के "निर्माण" के लिए मौलिक है जिसे हम आज जानते हैं। इसलिए, हमें इसका प्रदर्शन नहीं करना चाहिए, बल्कि बड़े पैमाने पर विकल्पों की तलाश करनी चाहिए ताकि इसके प्रभावों को कम किया जा सके और अधिक स्थायी विकल्प विकसित किए जा सकें।
