Phosphogypsum

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केदैनिया, लिथुआनिया के पास स्थित फॉस्फोजिप्सम स्टैक Lua error in package.lua at line 80: module 'strict' not found..

फॉस्फोजिप्सम (पीजी) कैल्शियम सल्फेट हाइड्रेट है जो फॉस्फेट चट्टान से उर्वरक के उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में बनता है। यह मुख्य रूप से जिप्सम (CaSO4एह2ओ). यद्यपि जिप्सम निर्माण उद्योग में व्यापक रूप से उपयोग की जाने वाली सामग्री है, फॉस्फोगाइप्सम का आमतौर पर उपयोग नहीं किया जाता है, लेकिन इसकी कमजोर रेडियोधर्मिता के कारण अनिश्चित काल तक संग्रहीत किया जाता है, जो स्वाभाविक रूप से यूरेनियम (U) और थोरियम (Th), और उनकी बेटी समस्थानिक रेडियम की उपस्थिति के कारण होता है ( रा), रेडॉन (आरएन) और एक विशेष तत्त्व जिस का प्रभाव रेडियो पर पड़ता है (पीओ)। दूसरी ओर इसमें कई मूल्यवान घटक-कैल्शियम सल्फेट और सिलिकॉन, लोहा, टाइटेनियम, मैगनीशियम , अल्युमीनियम और मैंगनीज जैसे तत्व शामिल हैं।[1] हालांकि, फॉस्फोगाइप्सम की लंबी दूरी की भंडारण विवादास्पद है।[2] प्रति टन फॉस्फोरिक एसिड के उत्पादन में लगभग पांच टन फॉस्फोगाइप्सम उत्पन्न होता है। सालाना, दुनिया भर में फॉस्फोगाइप्सम की अनुमानित पीढ़ी 100 से 280 मिलियन मीट्रिक टन है।[3]

बंदरगाह के हिस्से के साथ स्फैक्स के मदीना की 2015 की एक अंतरिक्ष यात्री तस्वीर और 420 हेक्टेयर अनुरोध पुनर्विकास परियोजना के विशिष्ट गोलाकार पृथ्वी कार्य, जिनमें से 260 हेक्टेयर को फॉस्फोजिप्सम जमा करके समुद्र से पुनः प्राप्त भूमि दी गई है।[4]

उत्पादन और गुण

फॉस्फोजिप्सम निम्नलिखित प्रतिक्रिया के अनुसार सल्फ्यूरिक एसिड के साथ फॉस्फेट अयस्क (एपेटाइट) का इलाज करके फॉस्फोरिक एसिड के उत्पादन से एक उप-उत्पाद है:

सीए5(बाद4)3एक्स + 5 एच2इसलिए4 + 10 एच2ओ → 3 एच3बाद4 + 5 (सीएएसओ4 · 2 एच2ओ) + एचएक्स
जहां X में OH, F, Cl, या Br शामिल हो सकते हैं

फास्फोजिप्सम प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले यूरेनियम (5-10 भाग प्रति मिलियन) और थोरियम और उनकी बेटी न्यूक्लाइड्स रेडियम, रेडॉन, पोलोनियम, आदि की उपस्थिति के कारण रेडियोधर्मी है। समुद्री-जमा फॉस्फेट में आमतौर पर आग्नेय फॉस्फेट जमा की तुलना में रेडियोधर्मिता का उच्च स्तर होता है। क्योंकि यूरेनियम समुद्री जल में लगभग 3 भाग प्रति बिलियन (कुल घुलित ठोस पदार्थों का लगभग 85 पीपीबी) मौजूद है। यूरेनियम बाष्पीकरण जमा के निर्माण के दौरान केंद्रित होता है क्योंकि घुलनशीलता के क्रम में आसानी से घुलने वाली सामग्री जैसे कि सोडियम क्लोराइड यूरेनियम या सल्फेट्स जैसे कम घुलनशील पदार्थों की तुलना में अधिक समय तक घुलने वाले ठोस पदार्थों के रूप में घुल जाता है। फॉस्फोगाइप्सम के अन्य घटकों में सिलिका (5-10%), फ्लोराइड (F, ~1%), फास्फोरस (P, ~0.5%), लोहा (Fe, ~0.1%), एल्यूमीनियम (Al, ~0.1%), बेरियम शामिल हैं। (Ba, 50 ppm), लेड (Pb, ~5 ppm), क्रोमियम (Cr, ~3 ppm), सेलेनियम (Se, ~1 ppm), और कैडमियम (Cd, ~0.3 ppm)।[3][5] कच्चे अयस्क से लगभग 90% पो और रा को फॉस्फोजिप्सम में रखा जाता है।[3]इस प्रकार इसे तकनीकी रूप से उन्नत स्वाभाविक रूप से होने वाली रेडियोधर्मी सामग्री (अवधि) माना जा सकता है।

प्रयोग

फॉस्फोजिप्सम का उपयोग करने के लिए विभिन्न अनुप्रयोगों का प्रस्ताव दिया गया है, जिसमें इसे सामग्री के रूप में उपयोग करना शामिल है:[2]*कृत्रिम चट्टानें और सीप के बिस्तर

टेलर (2009) के अनुसार, विश्व पीजी उत्पादन का 15% तक निर्माण सामग्री बनाने के लिए, मिट्टी के संशोधन के रूप में और पोर्टलैंड सीमेंट के निर्माण में एक सेट नियंत्रक के रूप में उपयोग किया जाता है। बाकी ढेर में रहता है।[3]


संयुक्त राज्य अमेरिका में

एक फॉस्फोजिप्सम स्टैक या जिप स्टैक,[6] फोर्ट मीडे, फ्लोरिडा के पास स्थित है। इनमें फॉस्फेट उर्वरक उद्योग के अपशिष्ट उपोत्पाद होते हैं।

यूनाइडेट स्टेट्स पर्यावरणीय संरक्षण एजेंसी (EPA) ने रेडियम-226 वाले फॉस्फोगाइप्सम के अधिकांश अनुप्रयोगों पर प्रतिबंध लगा दिया है।22610 पिको-क्यूरी (इकाई) /ग्राम (0.4 बेक्वेरल/जी) से अधिक की रा सांद्रता[7] सन 1990 में।[3]नतीजतन, इस सीमा से अधिक होने वाले फॉस्फोगाइप्सम को बड़े ढेर में संग्रहित किया जाता है क्योंकि रेडियम की इतनी कम सांद्रता निकालना या तो संभव नहीं है या जिप्सम या रेडियम के उपयोग के लिए वर्तमान तकनीक के साथ किफायती नहीं है।[citation needed]. की विशिष्ट गतिविधि के माध्यम से क्यूरी की पारंपरिक परिभाषा को देखते हुए 226
Ra, यह सीमा इसके बराबर है 0.01 milligrams (0.00015 gr) रेडियम प्रति मीट्रिक टन या 10 भागों प्रति ट्रिलियन की एकाग्रता। (देखना § Gyp stacks नीचे।)

EPA ने 2020 में ट्रम्प प्रशासन के दौरान सड़क निर्माण के लिए फॉस्फोगाइप्सम के उपयोग को मंजूरी देते हुए कहा कि यह मंजूरी द फर्टिलाइजर इंस्टीट्यूट के अनुरोध पर आई है, जो उर्वरक उद्योग की वकालत करता है।[8] पर्यावरणविदों ने निर्णय का विरोध करते हुए कहा कि इस तरह रेडियोधर्मी सामग्री का उपयोग स्वास्थ्य जोखिम पैदा कर सकता है।[9] 2021 में, EPA ने सड़क निर्माण में फॉस्फोगाइप्सम के उपयोग को अधिकृत करने वाले नियम को वापस ले लिया।[10] कौन-सा - यदि कोई - स्वास्थ्य जोखिम विकिरण की कम खुराक से जुड़ा है जो निर्माण में फॉस्फोगाइप्सम के उपयोग के परिणामस्वरूप हो सकता है, इसकी मात्रा निर्धारित करना कठिन है क्योंकि प्राकृतिक पृष्ठभूमि विकिरण आमतौर पर उन अतिरिक्त स्रोतों की तुलना में उच्च खुराक प्रदान करता है। नीति रैखिक नो थ्रेशोल्ड मॉडल पर आधारित है और इस प्रकार आमतौर पर किसी भी परिहार्य खुराक ALARA को रखने के लिए अनिवार्य है। यह देखते हुए कि शामिल रेडियोन्यूक्लाइड्स अल्फा क्षय हैं, जिसका मुख्य खतरा निगमन (साँस लेना, अंतर्ग्रहण आदि) से आता है, एक अनुपयुक्त ढेर जमा जो पर्यावरण को धूल का उत्सर्जन करता है, वास्तव में टिकाऊ निर्माण सामग्री की तुलना में उच्च अवशोषित खुराक प्रदान कर सकता है जो धूल को नहीं छोड़ते हैं। पर्यावरण।[citation needed]

फ्लोरिडा राज्य में दुनिया की फॉस्फोगाइप्सम उत्पादन क्षमता का लगभग 80% है। मई 2023 में, फ्लोरिडा विधायिका ने एक विधेयक पारित किया जिसमें प्रदर्शन परियोजनाओं सहित सड़क निर्माण में फॉस्फोगाइप्सम के उपयोग का अध्ययन करने के लिए फ्लोरिडा परिवहन विभाग की आवश्यकता थी, हालांकि इसके लिए संघीय अनुमोदन की आवश्यकता होगी।[11]


चीन में

2005 में चीन का फॉस्फेट उर्वरक उत्पादन अमेरिका से अधिक हो गया और इसके साथ अतिरिक्त फॉस्फोजिप्सम की समस्या आ गई। 2018 तक, यांग्त्ज़ी नदी वाटरशेड में अनुपयुक्त भंडारण एक बड़ी समस्या बन गया है, जिसमें पानी की गुणवत्ता मानकों के सभी उल्लंघनों में 56% फॉस्फोरस का योगदान है। फास्फोरस, जो अभी भी फॉस्फोगाइप्सम में रहता है, पानी के निकायों के eutrophication का कारण बन सकता है और इसलिए पानी के शरीर की निचली परतों में अल्गल खिलता है या यहां तक ​​​​कि अनॉक्सी घटनाएँ (मृत क्षेत्र)। 2020 तक भंडारण में फॉस्फोगाइप्सम की कुल मात्रा 600 मिलियन टन से अधिक हो जाती है, जिसमें प्रत्येक वर्ष 75 मिलियन टन का उत्पादन होता है।[12] निर्माण उद्योग 2020 में फॉस्फोगाइप्सम का नंबर एक उपयोगकर्ता है, जिसमें 10.5 Mt का उपयोग कंक्रीट सेट रिटार्डर के रूप में और 3.5 Mt का उपयोग drywall में किया जाता है।[12]इसका उपयोग सल्फेट्स के उत्पादन के लिए रासायनिक फीडस्टॉक के रूप में और नियमित जिप्सम के समान मिट्टी कंडीशनर के रूप में भी किया जाता है।[13] 2020 में कुल खपत 31 मिलियन टन थी, जो संचयन की दर से काफी कम है।[12]चीन की लगातार दो पंचवर्षीय योजनाओं का हिस्सा होने के नाते 2016 से राष्ट्रीय स्तर पर फॉस्फोजिप्सम के उपयोग को बढ़ाने के लिए एक महत्वपूर्ण धक्का दिया गया है।[13]

उपयोग से पहले दूषित पदार्थों को हटाने के लिए फॉस्फोजिप्सम को पूर्व-प्रसंस्करण की आवश्यकता हो सकती है। फॉस्फोरस (पी) सामग्री की मजबूती को कम करता है और सामग्री की ताकत को कम करता है, जो निर्माण में एक महत्वपूर्ण चिंता का विषय है। फ्लोरीन (एफ) फसलों में जमा हो सकता है। हालांकि चीनी फॉस्फोजिप्सम में आमतौर पर कम जहरीली भारी धातुएं और रेडियोधर्मी तत्व होते हैं[why?][citation needed], कुछ फिर भी निर्माण सामग्री के लिए स्वीकार्य रेडियोधर्मिता सीमा से अधिक हैं, या आर्सेनिक (As), लेड (Pb), कैडमियम (Cd), या मरकरी (Hg) की अस्वीकार्य मात्रा वाली फसलों का उत्पादन करते हैं। आगे उपयोग में आने वाली बाधाओं में भारी धातु को हटाने की लागत और फॉस्फोजिप्सम के स्रोतों के बीच काफी भिन्नता शामिल है।[13]


प्रदूषण और सफाई

फॉस्फोगाइप्सम अपने फॉस्फोरस सामग्री द्वारा यूट्रोफिकेशन के कारण पर्यावरण को प्रदूषित कर सकता है, इसकी जहरीली भारी धातु सामग्री और इसकी रेडियोधर्मिता से। पीजी रेडॉन जारी करता है, जो निर्माण सामग्री के रूप में उपयोग किए जाने पर घर के अंदर जमा हो सकता है। ओपन-एयर स्टोर्स भी श्रमिकों के लिए संभावित खतरनाक स्तर पर रेडॉन जारी करते हैं।[3]रैडॉन एक नोबल गैस है जो हवा से भारी होती है और इस प्रकार खानों या तहखानों जैसे खराब हवादार भूमिगत स्थानों में जमा हो जाती है। प्राकृतिक रूप से पाए जाने वाले रेडॉन को धूम्रपान के बाद फेफड़ों के कैंसर का दूसरा सबसे आम कारण माना जाता है।[14] अधिक महत्वपूर्ण हालांकि पानी की मेज में फॉस्फोगाइप्सम की सामग्री की लीचिंग है और इसके परिणामस्वरूप मिट्टी, इस तथ्य से अधिक है कि पीजी को अक्सर घोल के रूप में ले जाया जाता है।[3]जिपस्टैक्स के अंदर पानी जमा होने से स्टैक की संरचना कमजोर हो सकती है, जो संयुक्त राज्य अमेरिका में कई अलार्म का कारण है।[6]

पीजी प्रदूषण को कम करने का मुख्य तरीका यह है कि इसके पर्यावरण में रिसने से पहले कार्रवाई की जाए। इसका अर्थ विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में पीजी से शुद्ध सामग्री का पुनर्चक्रण हो सकता है (ऊपर देखें)[3]या इसे भंडारण के लिए अधिक स्थिर रूप में परिवर्तित करना। सीमेंट पेस्ट बैकफ़िल खतरनाक खनन अपशिष्ट, जैसे पीजी, को सीमेंट पेस्ट में परिवर्तित करता है, और फिर चट्टानों को खनन करके बनाई गई रिक्तियों को भरने के लिए पेस्ट का उपयोग करता है।[15] पहले से दूषित पानी और मिट्टी को साफ करने के लिए जैविक उपचार का इस्तेमाल किया जा सकता है। माइक्रोबियल भारी धातुओं और रेडियोधर्मी सामग्री [पौधों द्वारा रेडियोधर्मिता हटाने के संबंध में आवश्यक उद्धरण], किसी भी कार्बनिक प्रदूषकों को हटा सकते हैं और सल्फेट सामग्री को कम कर सकते हैं।[16] उपयुक्त मिट्टी के संशोधन और योजक के साथ, पीजी कठोर पौधों के विकास का भी समर्थन कर सकता है, उम्मीद है कि आगे के क्षरण को रोका जा सकेगा।[17]


जिप ढेर

अक्सर अशुद्धियों के कारण फॉस्फोगाइप्सम का पुन: उपयोग असंवैधानिक होता है[further explanation needed], खनन कंपनियाँ आमतौर पर कचरे को मानव निर्मित पहाड़ियों में फेंकती हैं जिन्हें फॉस्फोगाइप्सम स्टैक या खदान के पास अपशिष्ट तालाब कहा जाता है। अपशिष्ट तालाब[18] खुली हवा के जलाशय हैं जिनमें विभिन्न प्रकार के औद्योगिक और कृषि अपशिष्ट होते हैं। कम से कम 70 फॉस्फोजिप्सम स्टैक सहित (उर्वरक उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली फॉस्फेट खानों से)।[19] यदि 2021 में फ्लोरिडा में ताम्पा खाड़ी में अपशिष्ट को प्रवाहित करने की अनुमति नहीं दी गई तो एक लीकिंग फॉस्फोगाइप्सम अपशिष्ट तालाब लगभग ढह गया, जो पूरे देश में अपशिष्ट जल तालाबों से जुड़े खतरों और निकट-आपदाओं पर प्रकाश डालता है।[20] सेंट्रल फ्लोरिडा में बड़ी मात्रा में फॉस्फेट जमा है, खासकर अस्थि घाटी क्षेत्र में। मध्य फ्लोरिडा से समुद्री जमा फॉस्फेट अयस्क कमजोर रूप से रेडियोधर्मी है, और इस तरह, फॉस्फोगाइप्सम उप-उत्पाद (जिसमें रेडियोन्यूक्लाइड्स कुछ हद तक केंद्रित हैं) अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए उपयोग किए जाने वाले रेडियोधर्मी हैं। नतीजतन, फ्लोरिडा में 25 स्टैक (22 मध्य फ्लोरिडा में हैं) में लगभग एक अरब टन फॉस्फोगाइप्सम ढेर हैं और हर साल लगभग 30 मिलियन अतिरिक्त टन उत्पन्न होते हैं।[21]


यह भी देखें

  • Gypsum § Refinery waste
  • लाल मिट्टी - एल्यूमीनियम प्रसंस्करण से अत्यधिक क्षारीय अपशिष्ट उत्पाद
  • मेरा अवशेष - खनन के बाद बचे अपशिष्ट उत्पादों का सामान्य मुद्दा
  • एसिड माइन ड्रेनेज - जल ऑक्सीजन और सल्फर यौगिकों के बीच परस्पर क्रियाओं से उत्पन्न अत्यधिक अम्लीय पानी कम करने वाली परिस्थितियों में जमा होता है

संदर्भ

  1. ↑ Chernysh, Yelizaveta; Yakhnenko, Olena; Chubur, Viktoriia; Roubík, Hynek (2021). "Phosphogypsum Recycling: A Review of Environmental Issues, Current Trends, and Prospects". Applied Sciences. 11 (4): 1575. doi:10.3390/app11041575.
  2. ↑ 2.0 2.1 Ayres, R. U., Holmberg, J., Andersson, B., "Materials and the Global environment: Waste Mining in the 21st Century", MRS Bull. 2001, 26, 477. doi:10.1557/mrs2001.119
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 Tayibi, Hanan; Choura, Mohamed; López, Félix A.; Alguacil, Francisco J.; López-Delgado, Aurora (2009). "फॉस्फोजिप्सम का पर्यावरणीय प्रभाव और प्रबंधन". Journal of Environmental Management. 90 (8): 2377–2386. doi:10.1016/j.jenvman.2009.03.007. hdl:10261/45241. PMID 19406560.
  4. ↑ Stéphanie Wenger, « Tunisie : comment Sfax veut récupérer « sa » mer », La Tribune, 29 juillet 2013
  5. ↑ Ramzi Taha; Roger K. Seals; Marty E. Tittlebaum; Willis Thornsberry Jr; James T. Houston. "सड़क निर्माण में उपोत्पाद फॉस्फोजिप्सम का उपयोग" (PDF). Transportation Research Record. No. 1345.
  6. ↑ 6.0 6.1 "टाम्पा बे में फॉस्फोजिप्सम स्टैक की आसन्न विफलता फॉस्फेट उद्योग के जोखिमों को उजागर करती है". Tucson, AZ: Center for Biological Diversity. April 3, 2021.
  7. ↑ United States Environmental Protection Agency (EPA) (1992). "Subpart R - National Emission Standards for Radon Emissions From Phosphogypsum Stacks." Code of Federal Regulations, 40 CFR 61
  8. ↑ "EPA ने सड़क निर्माण में फॉस्फोजिप्सम के उपयोग को मंजूरी दी" (Press release). EPA. 2020-10-14. Archived from the original on 2021-03-18.
  9. ↑ Frazin, Rachel (2020-10-15). "EPA कुछ सड़क निर्माण में रेडियोधर्मी सामग्री के उपयोग की अनुमति देता है". The Hill.
  10. ↑ Budryk, Zack (July 2, 2021). "EPA सड़क निर्माण में रेडियोधर्मी सामग्री के उपयोग की अनुमति देने वाले नियम को वापस लेता है". The Hill. Archived from the original on July 3, 2021. Retrieved July 4, 2021.
  11. ↑ Bill Chappell (May 9, 2023). "फ्लोरिडा के सांसद सड़कों को पक्का करने के लिए रेडियोधर्मी सामग्री का उपयोग करना चाहते हैं". NPR.
  12. ↑ 12.0 12.1 12.2 经济日报 (Economy Daily). 长江边的"渣山"是固废还是璞玉——磷石膏堆存污染及综合利用调查 [Are the "slag mountains" unmovable waste or uncut jade? A survey on the storage, pollution, and use of phosphogypsum]. XinhuaNet.
  13. ↑ 13.0 13.1 13.2 Hebei DONR, Science & Tech External Affairs Office. 磷石膏的综合利用探讨 [On the uses of phosphogypsum]. Ocean Administration, Department of Natural Resources, Hebei Province. Retrieved 10 March 2022.
  14. ↑ Vogeltanz-Holm, N.; Schwartz, G. G. (2018). "Radon and lung cancer: What does the public really know?". Journal of Environmental Radioactivity. 192: 26–31. doi:10.1016/j.jenvrad.2018.05.017. PMID 29883874. S2CID 47009598.
  15. ↑ Liu, Y; Chen, Q; Wang, Y; Zhang, Q; Li, H; Jiang, C; Qi, C (18 November 2021). "In Situ Remediation of Phosphogypsum with Water-Washing Pre-Treatment Using Cemented Paste Backfill: Rheology Behavior and Damage Evolution". Materials. 14 (22): 6993. Bibcode:2021Mate...14.6993L. doi:10.3390/ma14226993. PMC 8618653. PMID 34832394.
  16. ↑ Trifi, Houda; Najjari, Afef; Achouak, Wafa; Barakat, Mohamed; Ghedira, Kais; Mrad, Faten; Saidi, Mouldi; Sghaier, Haïtham (January 2020). "Metataxonomics of Tunisian phosphogypsum based on five bioinformatics pipelines: Insights for bioremediation". Genomics. 112 (1): 981–989. doi:10.1016/j.ygeno.2019.06.014. PMID 31220587.
  17. ↑ Komnitsas, K.; Paspaliaris, I.; Lazar, I.; Petrisor, I.G. (1999). "फॉस्फोगाइप्सम ढेर का उपचार। फील्ड पायलट स्केल एप्लीकेशन". Process Metallurgy. 9: 645–654. doi:10.1016/S1572-4409(99)80154-0. ISBN 9780444501936.
  18. ↑ "Risks of Contamination from Toxic Wastewater Ponds | Hydroviv". www.hydroviv.com. Retrieved 2022-04-22.
  19. ↑ US EPA, OAR (2018-11-28). "उर्वरक उत्पादन से रेडियोधर्मी सामग्री". www.epa.gov. Retrieved 2022-04-22.
  20. ↑ Tabuchi, Hiroko (2021-04-06). "फ्लोरिडा संकट जहरीले तालाबों से एक राष्ट्रव्यापी जोखिम को उजागर करता है". The New York Times. ISSN 0362-4331. Retrieved 2022-04-22.
  21. ↑ Florida Institute of Phosphate Research. "Phosphogypsum and the EPA Ban" Archived February 19, 2015.


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