इस्पात उत्पादन के 8 पर्यावरणीय प्रभाव

विश्व में सबसे व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली निर्माण और इंजीनियरिंग सामग्री स्टील है। भवन और बुनियादी ढांचा क्षेत्र उत्पादित कुल इस्पात के आधे से अधिक की खपत करते हैं। इससे सवाल उठता है: क्या इस्पात उत्पादन के पर्यावरणीय प्रभाव हैं?

स्टील का उपयोग विभिन्न प्रकार की संरचनाओं में बड़े पैमाने पर किया जाएगा, जिसमें सड़क के फर्नीचर, बहुमंजिला इमारतें, घर और पुल शामिल हैं, दोनों संरचनात्मक संरचना और व्यक्तिगत भागों में।

दुनिया भर में स्टील का मूल्य बहुत अधिक है। उत्पादित सभी धातुओं में स्टील का हिस्सा लगभग 95% है और केवल वित्तीय लाभ के अलावा अन्य तरीकों से अर्थव्यवस्थाओं और समाज पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। यह अपनी अनुकूलनशीलता, मजबूती और व्यावहारिकता के कारण वस्तुओं और उपयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के लिए एक महत्वपूर्ण कच्चा माल है।

स्टील क्या है?

स्टील की जांच करने से पहले हमें इसकी परिभाषा की समीक्षा करनी चाहिए पर्यावरण पर प्रभाव. सीधे शब्दों में कहें तो, स्टील एक मिश्र धातु है जिसमें मुख्य रूप से लोहा, कार्बन और मैंगनीज के साथ-साथ सिलिकॉन, सल्फर और ऑक्सीजन की थोड़ी मात्रा होती है।

इस मिश्र धातु में क्रमशः 2% और 1% कार्बन और मैंगनीज होता है। हालाँकि, निम्न, मध्यम और उच्च-कार्बन स्टील बनाए जाते हैं, और व्यावसायिक-गुणवत्ता वाले स्टील में आमतौर पर इन घटकों की सांद्रता काफी कम होती है।

स्टील की ताकत और कठोरता कार्बन से प्राप्त होती है, जो सामग्री को अधिक भंगुर और कम काम करने योग्य बनाती है। इसलिए, यह सुनिश्चित करना कि स्टील अपने इच्छित उपयोग के लिए उचित ग्रेड का है, कार्बन सामग्री के सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता है। अधिकांश स्टील में 0.35% कार्बन होता है, जबकि बहुत कम में 1.85% होता है।

इस मिश्रण में अतिरिक्त सामग्री मिलाकर स्टील को उचित प्रदर्शन गुण दिए जा सकते हैं। उदाहरण के लिए, क्रोमियम मिलाने से स्टेनलेस स्टील का उत्पादन होता है।

इस्पात उत्पादन के पर्यावरणीय प्रभाव

लौह अयस्क को स्टील में बदलने की प्रक्रिया शुरू होती है खनन, या, सीधे शब्दों में कहें तो, यह प्रक्रिया का पहला चरण है। ब्लास्टिंग आदि की प्रक्रिया कोयला अत्यधिक प्रदूषणकारी है. यह पीएम, भगोड़ी धूल और सल्फर ऑक्साइड सहित कई प्रदूषक उत्सर्जित करता है।

• कोक तंदूर
• आग की भट्टी
• कार्बन डाइऑक्साइड
• नाइट्रोजन ऑक्साइड
• सल्फर डाइऑक्साइड
• धूल
• जैविक प्रदूषक
• पानी

1. कोक ओवन

कोयले से चलने वाले ओवन से निकलने वाले प्रदूषकों में कोयला टार, वीओसी, आर्सेनिक, बेरिलियम, क्रोमियम और अन्य सामग्रियां शामिल हैं। वे जहरीले होते हैं और संभवतः कैंसरयुक्त भी।

2. आग की भट्टी

ब्लास्ट फर्नेस में तरल लोहा बनाने के लिए लौह अयस्क को पिघलाया जाता है। बेसिक ऑक्सीजन मेथड इस तकनीक का नाम है। पिग आयरन, जिसे कच्चे लोहे के रूप में भी जाना जाता है, का उत्पादन भट्ठी में धात्विक अयस्क, कोक और चूना पत्थर जैसे फ़्लक्सिंग एजेंटों के मिश्रण को खिलाकर किया जाता है। पिग आयरन को फिर स्टील में संसाधित किया जाता है।

ईएएफ (इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस) तकनीक एक विकल्प है जो पिग आयरन के बजाय स्क्रैप स्टील को उच्च तापमान पर पिघलाती है। दोनों प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप हाइड्रोकार्बन, कार्बन मोनोऑक्साइड, पीएम, एनओ2 और एसओ2 जैसे प्रदूषकों का उत्पादन होता है।

3. कार्बन डाइऑक्साइड

कार्बन डाइऑक्साइड (CO2) मात्रात्मक रूप से सबसे अधिक है इस्पात सुविधाओं से हवाई उत्सर्जन. अयस्क से उत्पादित स्टील की मात्रा में भिन्नता का कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन पर प्रभाव पड़ता है क्योंकि ब्लास्ट फर्नेस और स्पंज आयरन संयंत्र लौह अयस्क को कम करते हैं, जो उत्सर्जन का प्राथमिक स्रोत है।

उदाहरण के लिए, ताप उपचार और पुनः तापन के लिए भट्टियों में जीवाश्म ईंधन का उपयोग भी उत्सर्जन पैदा करता है।

इस्पात उद्योग द्वारा उपयोग की जाने वाली कुल ऊर्जा का लगभग आधा हिस्सा ब्लास्ट फर्नेस और स्पंज आयरन संयंत्रों (प्रक्रिया कोयला और अन्य ऊर्जा प्रकार) में कम करने वाले एजेंट के रूप में उपयोग किए जाने वाले कोयले से आता है। इस्पात क्षेत्र से लगभग 90% कार्बन डाइऑक्साइड उत्सर्जन कोयले से होता है।

4. नाइट्रोजन ऑक्साइड

नाइट्रोजन ऑक्साइड (एनओएक्स) उत्सर्जन ज्यादातर कोकिंग प्लांट, इलेक्ट्रिक आर्क फर्नेस, रीहीटिंग और हीट ट्रीटमेंट फर्नेस, नाइट्रिक एसिड पिकलिंग और परिवहन में होता है।

लौह और इस्पात उद्योगों में आवश्यक उच्च तापमान के कारण, ईंधन दहन प्रक्रियाओं के दौरान नाइट्रोजन ऑक्साइड के उत्पादन को रोकना मुश्किल है क्योंकि नाइट्रोजन हवा में मौजूद है।

5. सल्फर डाइऑक्साइड

सल्फर डाइऑक्साइड (SO2) उत्सर्जन का तेल के जलने से गहरा संबंध है, मुख्य रूप से कोक निर्माण और दोबारा गर्म करने वाली भट्टियों में।

6. धूल

अधिकांश इस्पात उद्योग परिचालन के परिणामस्वरूप धूल का निर्माण होता है, विशेष रूप से ब्लास्ट फर्नेस और कोकिंग सुविधाओं से जुड़े कार्यों में। वेंटिलेशन सिस्टम, फिल्टर और डस्टिंग प्रौद्योगिकियों के विकास से धूल उत्सर्जन में उल्लेखनीय कमी आई है।

सामान्यतया, स्थापित फिल्टर 99 प्रतिशत से अधिक धूल के कणों को खत्म कर सकते हैं जो निकाली गई भट्टी गैसों में मौजूद होते हैं।

धूल की धातु सामग्री - जस्ता, निकल, क्रोमियम और मोलिब्डेनम - को हटा दिया जाता है, संभाला जाता है और अनिवार्य रूप से पुनर्नवीनीकरण किया जाता है, जिससे यह एक मूल्यवान उपोत्पाद में बदल जाता है।

80 के बाद से वास्तविक और विशिष्ट धूल उत्सर्जन में लगभग 1992% की कमी आई है। काई पर कई दशकों में किए गए अध्ययनों से पता चला है कि मुख्य रूप से धूल के साथ धातु उत्सर्जन में कमी आई है।

इस्पात क्षेत्र में, धूल उत्सर्जन को अब कोई महत्वपूर्ण पर्यावरणीय चिंता नहीं माना जाता है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि आधुनिक शुद्धिकरण तकनीक महंगी और ऊर्जा-गहन है, जिसमें धूल से निपटना भी शामिल है।

7. जैविक प्रदूषक

हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन का प्राथमिक स्रोत पेंटिंग और सफाई जैसी प्रक्रियाओं में सॉल्वैंट्स का अनुप्रयोग है। स्क्रैप धातु को पिघलाने के लिए उत्पादन प्रक्रिया में उपयोग की जाने वाली भट्टियाँ हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन का प्राथमिक स्रोत हैं। पिघलने वाली भट्टियों से हाइड्रोकार्बन उत्सर्जन भट्टी के प्रसंस्करण मापदंडों में बदलाव के साथ-साथ, सबसे अधिक संभावना, स्क्रैप की संरचना से जुड़ा हो सकता है।

जब फिल्टर के साथ जोड़ा जाता है, तो कुशल धूल पृथक्करण और ग्रिप गैसों का तापमान प्रबंधन कुछ प्रदूषकों, जैसे डाइऑक्सिन, को कम कर सकता है, जो ज्यादातर धूल के कणों से जुड़े होते हैं। हालाँकि, जैसा कि इस्पात कारखानों के 2005 के माप परिणामों से पता चलता है, डाइऑक्सिन उत्सर्जन का आकलन करना बेहद मुश्किल है।

8. पानी

पानी का प्राथमिक उपयोग शीतलन प्रक्रियाओं में होता है। प्रक्रिया जल का उपयोग स्नेहक के रूप में, सफाई, अचार बनाने और प्रक्रिया गैसों को साफ करने के लिए किया जाता है। स्वच्छता के लिए उपयोग किये जाने वाले पानी का उपयोग भी कम मात्रा में किया जाता है।

जहां समुद्री जल पहुंच योग्य है, वहां हीट एक्सचेंजर्स इसका उपयोग ज्यादातर अप्रत्यक्ष शीतलन के लिए करते हैं। यह इंगित करता है कि तापमान में कुछ डिग्री से अधिक की वृद्धि का पानी के दोबारा छोड़े जाने पर कोई प्रभाव नहीं पड़ेगा। अन्य उदाहरणों में, शीतलन तकनीकें झीलों और जलस्रोतों के सतही जल का उपयोग करती हैं।

सतही जल का उपयोग आमतौर पर इस्पात कारखानों में प्रक्रिया जल के रूप में भी किया जाता है; अवसादन और तेल जल पृथक्करण जैसी सफाई प्रक्रियाओं के बाद, यह 90% से अधिक की रीसाइक्लिंग दर प्राप्त कर सकता है। स्वच्छता के लिए उपयोग किए जाने के अलावा, नगरपालिका जल का उपयोग प्रक्रिया जल के लिए भी मामूली मात्रा में किया जाता है।

निष्कर्ष

जब इस्पात निर्माण के पर्यावरणीय प्रभाव और उत्सर्जन की समस्या को संबोधित करने की बात आती है तो कई इस्पात व्यवसाय वर्तमान में सर्वोत्तम प्रथाओं का पालन नहीं करते हैं। नियमों का पालन करने और इस्पात उद्योग के कारण होने वाले वायु प्रदूषण को कम करने के लिए त्वरित और बड़ी कार्रवाई की आवश्यकता है।

कम करने का एक तरीका औद्योगिक प्रदूषण उपयोग करने के लिए है कार्बन कैप्चर और सीक्वेशन (सीसीएस), जो स्रोत पर औद्योगिक संयंत्रों से कार्बन डाइऑक्साइड को हटा देता है। हालाँकि, सीसीएस एक महंगी और ऊर्जा-गहन प्रक्रिया है जो अत्यधिक हानिकारक भी हो सकती है।

अध्ययनों के अनुसार, जब सीसीएस का उपयोग किया जाता है, तो कोयला आदि जलाने से उत्सर्जन 25% तक बढ़ सकता है। एकमात्र व्यवहार्य विकल्प विशाल क्षेत्रों को कवर करने का कम लागत वाला, अत्यधिक कुशल तरीका है।

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