কয়লার বর্জ্য থেকে কাওলিন উৎপাদনের প্রযুক্তি ও নতুন প্রক্রিয়াগুলো কী কী?

Kaolin is a type of non-metallic mineral, mainly composed of kaolinite clay minerals, with the chemical formula Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O. According to geological origin, kaolin can be divided into primary kaolin and secondary kaolin. Based on industrial applications, it can be categorized as hard kaolin and soft kaolin. Among them, coal-series kaolin is a typical hard kaolin and is mainly used as a raw material for producing calcined kaolin. Soft kaolin mainly refers to secondary, sedimentary kaolin, which is mainly used in ceramics, paper, and coatings. Sandy kaolin, which contains a large amount of quartz sand, is used in different fields depending on its purity after sand removal.

প্রক্রিয়াকরণ পদ্ধতি অনুসারে, কাওলিনকে ধৌত কাওলিন, দগ্ধ কাওলিন এবং পরিবর্তিত কাওলিনে ভাগ করা যায়।.

এর অনন্য ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যের কারণে, সিরামিক, কাগজ, আবরণ, রাবার, প্লাস্টিক, তাপসহনশীল পদার্থ, দৈনন্দিন রাসায়নিক, কৃষি উপকরণ, ফাইবারগ্লাস, অনুঘটক এবং ঔষধশিল্প সহ বিভিন্ন ক্ষেত্রে কাওলিন ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।.

কয়লার বর্জ্য হলো কয়লা উত্তোলন ও ধৌতকরণের সময় উৎপন্ন একটি কঠিন বর্জ্য। এটি কয়লাবাহী পাললিক শিলাস্তরের একটি সংশ্লিষ্ট খনিজ, যার খনিজ গঠন প্রধানত কওলিনাইট এবং কোয়ার্টজ দ্বারা গঠিত। সাধারণত, এতে কওলিনাইটের পরিমাণ প্রায় ৭০১টিপি৩টি থাকে, যা একে কয়লা-শ্রেণির কওলিনে পরিণত করে। কয়লার বর্জ্য কওলিনজাত পণ্য, বিশেষ করে উচ্চ-মানের ক্যালসাইন্ড কওলিন পণ্য উৎপাদনে ব্যবহার করা যেতে পারে।.

কয়লার বর্জ্য দীর্ঘদিন ধরে বিপুল পরিমাণে শিল্পবর্জ্য হিসেবে স্তূপীকৃত হয়ে আসছে, যা জমি দখল করছে এবং পরিবেশ দূষিত করছে। কয়লার বর্জ্যকে উচ্চমানের কওলিন পণ্যে রূপান্তরিত করা হলে তা কেবল এর দ্বারা সৃষ্ট পরিবেশগত সমস্যারই সমাধান করে না, বরং কওলিনের বাজার চাহিদাও পূরণ করে, যা পরিবেশগত ও অর্থনৈতিক উভয় প্রকার সুবিধাই বয়ে আনে।.

কয়লার গ্যাং থেকে কাওলিন উৎপাদনের বর্তমান প্রযুক্তি

চীনে প্রচুর পরিমাণে কয়লার বর্জ্য সম্পদ রয়েছে, কিন্তু এতে লোহা, টাইটানিয়াম অপদ্রব্য এবং জৈব কার্বনের উপস্থিতি কওলিন উৎপাদনে এর অগ্রগতিকে সীমিত করেছে। সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, কয়লার বর্জ্য থেকে কওলিন উৎপাদনে উল্লেখযোগ্য অগ্রগতি সাধিত হয়েছে। প্রধান উৎপাদন প্রক্রিয়াগুলোর মধ্যে রয়েছে আকরিকের পরিশোধন, বিশুদ্ধকরণ, স্তরবিচ্ছিন্নকরণ, অতিসূক্ষ্ম চূর্ণীকরণ, ভস্মীকরণ এবং পৃষ্ঠতল পরিবর্তন।.

১. আকরিকের সমৃদ্ধকরণ ও পরিশোধন

আকরিকের সমৃদ্ধকরণ ও বিশুদ্ধকরণ প্রক্রিয়ায় হাতে করে বা যান্ত্রিকভাবে কয়লার বর্জ্য থেকে অন্যান্য বর্জ্য এবং লৌহ-সমৃদ্ধ খনিজ (যেমন পাইরাইট) অপসারণ করা হয়। এক্ষেত্রে সাধারণত হেভি মিডিয়া সেপারেশন এবং ফটোইলেকট্রিক সর্টিং-এর মতো কৌশল ব্যবহার করা হয়। এরপর লোহা, টাইটানিয়াম ও কোয়ার্টজের মতো অপদ্রব্য দূর করার জন্য আরও চূর্ণকরণ, পেষণ এবং শক্তিশালী চৌম্বকীয় পৃথকীকরণ প্রয়োগ করা হয়, যার ফলে কাঁচামালের বিশুদ্ধতা বৃদ্ধি পায়।.

২. স্তরবিচ্ছিন্নতা

কয়লার বর্জ্যে থাকা কওলিনাইট স্ফটিকের স্তরযুক্ত গঠন এবং তাদের দুর্বল আন্তঃস্তরীয় বলের সুবিধা নিয়ে ডিলামিনেশন প্রক্রিয়া সম্পন্ন করা হয়। কওলিনাইটকে অতি-পাতলা ও সূক্ষ্ম ফ্লেকে পৃথক করার জন্য ভৌত বা রাসায়নিক পদ্ধতি ব্যবহার করা হয়। বর্তমানে প্রচলিত পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে গ্রাইন্ডিং-ডিলামিনেশন, উচ্চ-গতির জেট পদ্ধতি এবং রাসায়নিক ডিলামিনেশন। গ্রাইন্ডিংয়ের সময় রাসায়নিক পদার্থ যোগ করলে সম্মিলিত রাসায়নিক ও যান্ত্রিক শক্তি আন্তঃস্তরীয় বলকে অতিক্রম করে রঙিন অপদ্রব্য অপসারণ করতে পারে। পরবর্তীকালে অধঃক্ষেপণ, সেন্ট্রিফিউগেশন, চৌম্বকীয় পৃথকীকরণ বা ব্লিচিং কওলিনের শুভ্রতা ও সূক্ষ্মতা বৃদ্ধি করে।.

3. অতি সূক্ষ্ম নাকাল

কওলিনের অতিসূক্ষ্ম চূর্ণীকরণ হলো গভীর প্রক্রিয়াকরণ এবং সংযোজিত মূল্য বৃদ্ধির একটি গুরুত্বপূর্ণ ধাপ। এর উদ্দেশ্য হলো কওলিনের কণার আকৃতি ও আকারের বিন্যাসকে ভৌতভাবে পরিবর্তন করা, যা এর ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যসমূহকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে বা নতুন বৈশিষ্ট্য প্রদান করে। এটি কওলিনকে উচ্চমানের প্রয়োগের চাহিদা মেটাতে সক্ষম করে তোলে। পাউডারের সূক্ষ্মতা নিশ্চিত করার জন্য সাধারণত বল মিল, রেমন্ড মিল, ইউরোপীয়-শৈলীর মিল এবং জেট মিলের মতো সরঞ্জাম ব্যবহার করা হয়, যা সাধারণত ডিসপারশন, ডি-অ্যাগ্লোমারেশন এবং ক্লাসিফিকেশন সিস্টেমের সাথে যুক্ত থাকে।.

৪. ক্যালসিনেশন

ক্যালসিনেশন হলো কয়লার বর্জ্য গুঁড়াকে, পরিশোধন, স্তরায়ণ এবং পেষণের পর, নির্দিষ্ট তাপমাত্রায় তাপ দেওয়া। এর উদ্দেশ্য হলো কওলিনের শুভ্রতা বাড়ানোর জন্য জৈব কার্বন ও অন্যান্য খনিজ অপসারণ করা, ছিদ্রের পরিমাণ ও রাসায়নিক সক্রিয়তা বাড়ানোর জন্য কওলিনাইট থেকে পানি ও হাইড্রোক্সিল গ্রুপ অপসারণ করা এবং ভৌত বৈশিষ্ট্য উন্নত করা। ফলস্বরূপ প্রাপ্ত ক্যালসাইন্ড কওলিন বিভিন্ন ক্ষেত্রে সরাসরি ব্যবহার করা যেতে পারে অথবা পৃষ্ঠতল পরিবর্তন এবং যৌগিক কৌশলের মাধ্যমে আরও প্রক্রিয়াজাত করা যেতে পারে।.

5. পৃষ্ঠ পরিবর্তন

প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তা অনুসারে ভৌত, যান্ত্রিক বা রাসায়নিক পদ্ধতির মাধ্যমে কাওলিনের গুঁড়োর পৃষ্ঠকে প্রক্রিয়াজাত করাকে পৃষ্ঠ পরিবর্তন বলা হয়। এর লক্ষ্য হলো নতুন উপকরণ ও প্রযুক্তির চাহিদা মেটাতে এর ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য পরিবর্তন করা। সাধারণত ব্যবহৃত উপাদানগুলোর মধ্যে সিলেন এবং টাইটানেট কাপলিং এজেন্ট অন্তর্ভুক্ত। পরিবর্তিত কাওলিন প্লাস্টিক, রাবার এবং আবরণে ব্যবহৃত হয়।

বর্তমানে, কয়লার বর্জ্য থেকে কওলিন উৎপাদনে নিম্নলিখিত সীমাবদ্ধতাগুলো রয়েছে:

কয়লার বর্জ্য পদার্থের জন্য উচ্চ রাসায়নিক গঠনের প্রয়োজনীয়তা রয়েছে, যার জন্য কাঁচামাল হিসেবে কম-লোহা এবং কম-টাইটানিয়ামযুক্ত কয়লার বর্জ্য পদার্থ দরকার।.
তীব্র অ্যাসিড লিচিং অশুদ্ধি অপসারণে উন্নতি ঘটাতে পারলেও, এর ফলে প্রচুর পরিমাণে অম্লীয় বর্জ্য জল উৎপন্ন হয়, যা পরিবেশের উপর গুরুতর বোঝা চাপায়।.
উচ্চ প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজনীয়তা; অনুপযুক্ত ক্যালসিনেশন তাপমাত্রা বা সময়কালের ফলে পণ্য অতিরিক্ত বা অপর্যাপ্তভাবে ক্যালসিনেটেড হতে পারে, যা এর শুভ্রতা এবং সক্রিয়তাকে প্রভাবিত করে।.

কয়লার গ্যাং থেকে কাওলিন উৎপাদনের নতুন প্রক্রিয়া

To address the limitations of traditional coal gangue kaolin production in China, researchers have developed a new process aimed at producing environmentally friendly, low-consumption kaolin with a whiteness >90%, particle size <2 µm, and passing rate >90%—referred to as the “Double-90” high-quality calcined kaolin. The process uses ultrafine grinding + spray drying + rotary kiln calcination, and co-produces construction sand and polyaluminum ferric chloride. The process is as follows:

প্রাথমিক চূর্ণ করা কয়লার বর্জ্য বাছাইয়ের জন্য পাঠানো হয়। বর্জ্য ও পাইরাইট অপসারণের জন্য হস্তচালিত বাছাই, ভারী মাধ্যম পৃথকীকরণ এবং আলোক-বৈদ্যুতিক পৃথকীকরণ—এই পদ্ধতিগুলো সম্মিলিতভাবে ব্যবহার করা হয়। পৃথক করা বর্জ্যকে আরও প্রক্রিয়াজাত করে নির্মাণ বালিতে পরিণত করা হয়।.
কয়লার বর্জ্য থেকে বর্জ্য ও পাইরাইট অপসারণ করে সেটিকে পেষণের জন্য পাঠানো হয়। চূর্ণ, পেষণ এবং স্লারি তৈরির পর, উপাদানটিকে সূক্ষ্ম এবং মোটা স্লারিতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়। মোটা স্লারিকে অতিসূক্ষ্ম পেষণের জন্য ফেরত পাঠানো হয় এবং সূক্ষ্ম স্লারিকে আরও অতিসূক্ষ্ম পেষণ করা হয়।.
অতিসূক্ষ্ম চূর্ণ কয়লার বর্জ্য মিশ্রণকে লোহা অপসারণের জন্য পাঠানো হয়। সামান্য পরিমাণ লোহা ও টাইটানিয়াম অপসারণের জন্য অজৈব অ্যাসিড ব্যবহার করা হয় এবং এর সাথে অল্প পরিমাণে অ্যালুমিনিয়ামও দ্রবীভূত হয়ে যায়।.
লোহা অপসারণ করা স্লারিকে ফিল্টার, পাল্প এবং ডিসপার্স করা হয়। এতে সাদা করার উপাদান যোগ করা হয় এবং এরপর স্প্রে ড্রাইংয়ের মাধ্যমে কয়লার গ্যাং পাউডার তৈরি করা হয়। তারপর এই পাউডারকে রোটারি কিলন বা সাসপেনশন ক্যালসিনেশন পদ্ধতিতে ক্যালসাইন করে প্রয়োজনীয় শুভ্রতা ও সূক্ষ্মতা সম্পন্ন “ডাবল-৯০” কওলিন উৎপাদন করা হয়।.
লোহা অপসারণ থেকে প্রাপ্ত পরিস্রুত তরলে অ্যালুমিনিয়াম লবণ এবং অল্প পরিমাণে লোহার লবণ থাকে। এটিকে সূক্ষ্মভাবে পেষণের জন্য ফিড স্লারি হিসেবে পুনর্ব্যবহার করা হয়। যখন অ্যালুমিনিয়াম এবং লোহার ঘনত্ব প্রয়োজনীয় মাত্রায় পৌঁছায়, তখন এটিকে অধঃক্ষেপণ ও পরিস্রাবণের মধ্য দিয়ে নিয়ে অ্যালুমিনিয়াম ও লোহার একটি মিশ্র হাইড্রোক্সাইডে প্রক্রিয়াজাত করা হয়। এই মিশ্র হাইড্রোক্সাইডকে পরবর্তীতে অ্যাসিড দিয়ে নিষ্কাশন, পলিমারাইজেশন এবং শুকানোর মাধ্যমে কঠিন পলিঅ্যালুমিনিয়াম ফেরিক ক্লোরাইড উৎপাদন করা হয়।.

এই প্রক্রিয়ায় কোনো বর্জ্য অবশেষ বা দূষিত পানি উৎপন্ন হয় না।.

উপসংহার

কয়লার বর্জ্য থেকে কাওলিন উৎপাদন করা হলো এই সম্পদকে কাজে লাগানোর একটি পরিপক্ক ও কার্যকর উপায়। কাওলিন উৎপাদনের কাঁচামাল হিসেবে কয়লার বর্জ্য ব্যবহার শুধু সম্পদ ব্যবহারের পথই প্রসারিত করে না, বরং কয়লা-উৎপাদনকারী অঞ্চলগুলোতে শিল্প রূপান্তরের জন্য একটি নতুন পথও খুলে দেয়। এটি জাতীয় অর্থনৈতিক নির্মাণে কাওলিন সম্পদের চাহিদাও পূরণ করে।.

বিশেষ করে, শূন্য নির্গমনযুক্ত নতুন কয়লা বর্জ্য-ভিত্তিক কওলিন প্রক্রিয়াটি চমৎকার পরিবেশগত, অর্থনৈতিক এবং সামাজিক সুবিধা প্রদান করে। এর প্রচার ও প্রয়োগ চীনের কয়লা বর্জ্য সম্পদ ব্যবহার শিল্পের উন্নয়নের জন্য আরও ব্যাপক সম্ভাবনা উন্মোচন করবে।.

"পড়ার জন্য ধন্যবাদ। আশা করি আমার লেখাটি আপনার কাজে লাগবে। অনুগ্রহ করে নিচে একটি মন্তব্য করুন। আরও যেকোনো প্রশ্নের জন্য আপনি Zelda অনলাইন গ্রাহক প্রতিনিধির সাথেও যোগাযোগ করতে পারেন।"
— পোস্ট করেছেন এমিলি চেন