उर्वरक निर्माण से लेकर अपशिष्ट जल प्रसंस्करण से लेकर रासायनिक संश्लेषण तक, कई औद्योगिक रासायनिक प्रक्रियाओं में सल्फ्यूरिक एसिड एक प्रमुख घटक है।
दुनिया का अधिकांश सल्फर पाइराइट (आयरन सल्फाइड) और अन्य सल्फाइड या डाइसल्फ़ाइड यौगिकों जैसे खनिजों से जमीन में पाया जाता है। हालांकि, पृथ्वी से सीधे निष्कर्षण के बजाय, औद्योगिक रूप से उपयोग किए जाने वाले सल्फर का 80% से अधिक अपशिष्ट उत्पाद है, जिसे सल्फर डाइऑक्साइड उत्सर्जन को रोकने के लिए जीवाश्म ईंधन के शोधन के दौरान हटा दिया जाता है।
जीवाश्म ईंधन उद्योग में स्वच्छ और नवीकरणीय ऊर्जा स्रोतों की प्रवृत्ति के साथ, क्या सल्फ्यूरिक एसिड का भविष्य है जैसा कि हम जानते हैं?
हमारे द्वारा उपयोग किए जाने वाले सल्फर का 85% से अधिक सल्फ्यूरिक एसिड में परिवर्तित हो जाता है, सैकड़ों विभिन्न यौगिकों के प्रसंस्करण और उत्पादन में व्यापक रूप से रसायन उद्योग में उपयोग किया जाने वाला एसिड। यह आणविक सूत्र H . के साथ एक अत्यधिक संक्षारक खनिज अम्ल है2SO4, जिसे 'विट्रियल का तेल' भी कहा जाता है।
यह एक रंगहीन से थोड़ा पीला चिपचिपा तरल है, सभी सांद्रता में पानी में घुलनशील है। कभी-कभी, आपको यह गहरे भूरे रंग का लग सकता है, क्योंकि इसे अक्सर औद्योगिक उत्पादन प्रक्रियाओं के दौरान लोगों को इसकी खतरनाक प्रकृति के प्रति सचेत करने के लिए रंगा जाता है। सल्फ्यूरिक एसिड एक डिप्रोटिक एसिड है और इसकी सांद्रता के आधार पर विभिन्न गुण दिखा सकता है। एक मजबूत एसिड होने के कारण, सल्फ्यूरिक एसिड धातुओं, पत्थरों, त्वचा, आंखों, मांस और अन्य सामग्रियों के लिए संक्षारक होता है। यह चार लकड़ी भी कर सकता है (लेकिन आग नहीं लगाएगा)। इन प्रभावों को मुख्य रूप से इसकी मजबूत अम्लीय प्रकृति, और, यदि केंद्रित किया जाता है, तो इसके मजबूत निर्जलीकरण और ऑक्सीकरण गुणों को कम किया जा सकता है।
सल्फ्यूरिक एसिड कई स्थितियों में पाया जा सकता है - यह एसिड रेन और बैटरी एसिड का एक घटक है, और तब भी बन सकता है जब कुछ टॉयलेट क्लीनर पानी के साथ मिल जाते हैं। सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग अक्सर फॉस्फेट उर्वरकों के उत्पादन में किया जाता है। यह विस्फोटक, अन्य एसिड, डाई, गोंद, लकड़ी के संरक्षक, और कार बैटरी के निर्माण में भी उपयोग करता है। इसका उपयोग पेट्रोलियम के शुद्धिकरण, धातु के अचार बनाने, तांबे को गलाने, इलेक्ट्रोप्लेटिंग, धातु के काम और रेयान और फिल्म के उत्पादन में भी किया जाता है।
बढ़ते जलवायु परिवर्तन संकट और जीवाश्म ईंधन को अक्षय ऊर्जा स्रोतों से बदलने के अभियान के साथ, जैसा कि हम जानते हैं कि उद्योग को बदलने की आवश्यकता होगी। उद्योग ने अपशिष्ट को कम करने और दक्षता को अधिकतम करने की कोशिश करके तेल और गैस की मांगों को अनुकूलित किया है, जिसमें सल्फर जैसे उप-उत्पादों और अशुद्धियों का पुन: उपयोग करना शामिल है, जो अन्यथा पर्यावरणीय क्षति का कारण बनता है।
सल्फर आमतौर पर जीवाश्म ईंधन में वजन से लगभग 1-3% पर मौजूद होता है, जो कि 80 मिलियन टन से अधिक वार्षिक वैश्विक सल्फर आपूर्ति का 80% हिस्सा है। हालाँकि, अक्षय ऊर्जा की ओर स्विच आसन्न है, और इसके साथ महत्वपूर्ण रासायनिक प्रक्रियाओं का एक ओवरहाल और वर्तमान में हमारे पास मौजूद पैमानों में सल्फ्यूरिक एसिड जैसे प्रमुख अभिकर्मकों का नुकसान है। यह अनुमान लगाया गया है कि नवीकरणीय ऊर्जा अवसंरचना की सीमा के आधार पर, मांग 40 तक सल्फर की आपूर्ति को 130 से 2040% तक कहीं भी बढ़ा देगी।
सबसे स्पष्ट समाधानों में से एक सल्फर को पृथ्वी की सतह के भीतर पर्याप्त सल्फाइड और सल्फेट खनिज जमा से निकालना है, जैसा कि बीसवीं शताब्दी के मध्य में सल्फर का प्राथमिक स्रोत था। हालांकि, अपनी वर्तमान स्थिति में खनन से पर्यावरण और लोगों के लिए भी बड़ी लागत आती है, क्योंकि कणों और भारी धातुओं के संपर्क में आने से आदर्श रूप से बचा जाना चाहिए।
उद्योग-व्यापी आवश्यक सल्फर की कुल मात्रा को कम करना अधिक सावधानीपूर्वक रीसाइक्लिंग प्रथाओं के माध्यम से प्राप्त किया जा सकता है और मांग को कम करने का एक संभावित विकल्प है। उर्वरक कचरे का पुनर्चक्रण कच्चे फॉस्फेट रॉक की मात्रा को कम करने में एक लंबा रास्ता तय करेगा, जिसे नए उर्वरक बनाने के लिए एसिड-ट्रीट करने की आवश्यकता होती है। इसके अतिरिक्त, सल्फ्यूरिक एसिड रासायनिक प्रक्रियाओं द्वारा लाए गए सल्फेट नमक उप-उत्पादों के पुनर्चक्रण से सल्फर के महत्वपूर्ण हिस्से को पुनर्प्राप्त करने में मदद मिल सकती है। हालांकि, इस रीसाइक्लिंग प्रक्रिया से सबसे व्यवहार्य उत्पाद जहरीली हाइड्रोजन सल्फाइड गैस है, इसलिए इस विचार को दूर करने के लिए और अधिक शोध की आवश्यकता है।
कुछ मामलों में सल्फ्यूरिक एसिड को विकल्पों के साथ बदलना संभव हो सकता है। नाइट्रिक एसिड को सल्फ्यूरिक एसिड के समान स्तर पर चट्टानों को संसाधित करने में सक्षम एसिड के रूप में सुझाया गया है, हालांकि विशेष रूप से उर्वरक के लिए फॉस्फेट निष्कर्षण में उत्पादित अपशिष्ट जल रेडियोधर्मी है। सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग लिथियम-आयन बैटरी में भी किया जाता है, इसलिए बेहतर बैटरी पुनर्चक्रण बुनियादी ढांचे या ऊर्जा भंडारण के वैकल्पिक रूपों को खोजने से काफी मदद मिल सकती है।
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