ಊದುಕುಲುಮೆ
ರಸಾಯನ ವಿಜ್ಞಾನ
ಕರಗಿಸಿದ ಕಬ್ಬಿಣದ ಉತ್ಪಾದನೆಗೆ ಕಾರಣವಾಗುವ ಮುಖ್ಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯು ಹೀಗಿರುತ್ತದೆ: ಈ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಅನೇಕ ಹಂತಗಳಾಗಿ ವಿಭಜಿಸಬಹುದು; ಕುಲುಮೆಯೊಳಗೆ ಊದಲಾದ ಪೂರ್ವಭಾವಿಯಾಗಿ ಕಾಯಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಗಾಳಿಯ ಹರಿವು, ಕರಿಕು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿನ ರೂಪದಲ್ಲಿರುವ ಇಂಗಾಲದೊಂದಿಗೆ ವರ್ತಿಸಿ ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್‌ ಮತ್ತು ಶಾಖವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವುದು ಮೊದಲನೆಯ ಹಂತ ಎನಿಸಿಕೊಳ್ಳುತ್ತದೆ: ಬಿಸಿಯಾದ ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್‌, ಕಬ್ಬಿಣ ಅದಿರಿಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದ ಅಪಕರ್ಷಿಸುವ ಮಧ್ಯವರ್ತಿಯಾಗಿರುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಇದು ಕಬ್ಬಿಣ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ ಜೊತೆಯಲ್ಲಿ ವರ್ತಿಸಿ ಕರಗಿಸಿದ ಕಬ್ಬಿಣ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಯಾಕ್ಸೈಡ್‌‌ನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುತ್ತದೆ. ಕುಲುಮೆಯ ವಿಭಿನ್ನ ಭಾಗಗಳಲ್ಲಿರುವ ತಾಪಮಾನವನ್ನು (ಕುಲುಮೆಯು ತಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಅತಿಬೆಚ್ಚಗಿರುತ್ತದೆ) ಅವಲಂಬಿಸಿ, ಕಬ್ಬಿಣವು ಹಲವಾರು ಹಂತಗಳಲ್ಲಿ ಅಪಕರ್ಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ತಾಪಮಾನವು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ 200 °C ಮತ್ತು 700 °C ನಡುವಿನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಮೇಲ್ತುದಿಯಲ್ಲಿ, ಕಬ್ಬಿಣ (II) ಕಬ್ಬಿಣ (III) ಆಕ್ಸೈಡ್‌ ಆಗಿ, ಅಂದರೆ Fe3O4 ಆಗಿ ಕಬ್ಬಿಣದ (III) ಆಕ್ಸೈಡ್‌ ಅಪಕರ್ಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ. ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿನ ಮತ್ತಷ್ಟು ಕೆಳಭಾಗದಲ್ಲಿ ಸುಮಾರು 850 °Cನಷ್ಟಿರುವ ತಾಪಮಾನಗಳಲ್ಲಿ, ಕಬ್ಬಿಣದ (II) ಆಕ್ಸೈಡ್ ಆಗಿ ಕಬ್ಬಿಣ (II) ಕಬ್ಬಿಣವು (III) ಅಪಕರ್ಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ: ತಾಜಾ ಪೂರೈಕೆಯ ಸಾಮಗ್ರಿಯು ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಾ ವಲಯದೊಳಗೆ ಕೆಳಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಂಚರಿಸುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಬಿಸಿ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಯಾಕ್ಸೈಡ್‌‌, ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ಪಾಲ್ಗೊಳ್ಳದ ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್‌, ಮತ್ತು ಗಾಳಿಯಿಂದ ಬರುವ ಸಾರಜನಕ ಇವೆಲ್ಲವೂ ಕುಲುಮೆಯ ಮೂಲಕ ಮೇಲ್ಭಾಗಕ್ಕೆ ಸಂಚರಿಸುತ್ತವೆ. ಸಾಮಗ್ರಿಯು ಕೆಳಮುಖವಾಗಿ ಸಂಚರಿಸಿದಂತೆ, ಪ್ರತಿ-ಪ್ರವಾಹದ ಅನಿಲಗಳು ಎರಡೂ ತೆರನಾದ ಕಾರ್ಯಗಳನ್ನು ಕೈಗೊಳ್ಳುತ್ತವೆ: ಅಂದರೆ, ಪೂರೈಕೆ ಪೂರಣವನ್ನು ಅವು ಪೂರ್ವಭಾವಿಯಾಗಿ ಕಾಯಿಸುತ್ತವೆ ಹಾಗೂ ಸುಣ್ಣಕಲ್ಲನ್ನು ಕ್ಯಾಲ್ಷಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ ಮತ್ತು ಇಂಗಾಲದ ಡೈಯಾಕ್ಸೈಡ್‌‌ ಆಗಿ ವಿಘಟಿಸುತ್ತವೆ: 1200 °C ಡಿಗ್ರಿಗಳವರೆಗಿನ ವ್ಯಾಪ್ತಿಯನ್ನು ಹೊಂದಿರುವ ಉನ್ನತ ಮಟ್ಟದ ತಾಪಮಾನಗಳಿರುವ ಪ್ರದೇಶಕ್ಕೆ ಕಬ್ಬಿಣದ (II) ಆಕ್ಸೈಡ್‌ ಕೆಳಗೆ ಚಲಿಸುತ್ತಿದ್ದಂತೆ, ಅದು ಮತ್ತಷ್ಟು ಅಪಕರ್ಷಣಗೊಂಡು ಕಬ್ಬಿಣ ಲೋಹವಾಗುತ್ತದೆ: ಈ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯಲ್ಲಿ ರೂಪುಗೊಂಡ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಯಾಕ್ಸೈಡ್‌‌, ಕರಿಕು ಕಲ್ಲಿದ್ದಲಿನಿಂದಾಗಿ ಇಂಗಾಲದ ಮಾನಾಕ್ಸೈಡ್‌ ಆಗಿ ಮರು-ಅಪಕರ್ಷಿಸಲ್ಪಡುತ್ತದೆ: ಕುಲುಮೆಯಲ್ಲಿನ ಅನಿಲ ವಾತಾವರಣವನ್ನು ನಿಯಂತ್ರಿಸುವ ಮುಖ್ಯ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯನ್ನು ಬೌಡೌರ್ಡ್‌ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲಾಗುತ್ತದೆ: ಕುಲುಮೆಯ ಮಧ್ಯಭಾಗದ ವಲಯಗಳಲ್ಲಿ ಸುಣ್ಣಕಲ್ಲಿನ ವಿಘಟನೆಯು ಈ ಕೆಳಕಂಡ ರಾಸಾಯನಿಕ ಕ್ರಿಯೆಯ ಅನುಸಾರ ಮುಂದುವರಿಯುತ್ತದೆ: ವಿಘಟನೆಯಿಂದ ರೂಪುಗೊಂಡ ಕ್ಯಾಲ್ಷಿಯಂ ಆಕ್ಸೈಡ್‌, ಕಬ್ಬಿಣದಲ್ಲಿರುವ ನಾನಾಬಗೆಯ ಆಮ್ಲೀಯ ಅಶುದ್ಧತೆಗಳೊಂದಿಗೆ (ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ಸಿಲಿಕದೊಂದಿಗೆ) ವರ್ತಿಸಿ, ಒಂದು ಫಯಲಿಟಿಕ್‌ ಗಸಿಯನ್ನು ರೂಪಿಸುತ್ತದೆ. ಇದು ಅವಶ್ಯವಾಗಿ ಕ್ಯಾಲ್ಷಿಯಂ ಸಿಲಿಕೇಟ್‌, ಅಂದರೆ CaSiO3 ಆಗಿರುತ್ತದೆ: ಊದುಕುಲುಮೆಯಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ "ಪೆಡಸು ಕಬ್ಬಿಣ"ವು ಸುಮಾರು ೪–೫%ನಷ್ಟಿರುವ, ತುಲನಾತ್ಮಕವಾಗಿ ಉನ್ನತವಾಗಿರುವ ಒಂದು ಇಂಗಾಲದ ಅಂಶವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ. ಇದರಿಂದಾಗಿ ಸದರಿ ಬೀಡು ಕಬ್ಬಿಣವು ಅತ್ಯಂತ ಭಂಗುರವಾಗಿರುತ್ತದೆ (ಅಂದರೆ ದೃಢವಲ್ಲದ ಗುಣವನ್ನು ಹೊಂದಿರುತ್ತದೆ), ಮತ್ತು ಇದನ್ನು ತತ್‌ಕ್ಷಣದ ವಾಣಿಜ್ಯೋದ್ದೇಶದ ಬಳಕೆಗೆ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಾಧ್ಯತೆಯು ಸೀಮಿತವಾಗಿರುತ್ತದೆ. ಕೆಲವೊಂದು ಪೆಡಸು ಕಬ್ಬಿಣವನ್ನು ಬೀಡು ಕಬ್ಬಿಣದ ತಯಾರಿಕೆಯಲ್ಲಿಯೂ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಇಂಗಾಲ ಅಂಶವನ್ನು ತಗ್ಗಿಸಿಕೊಳ್ಳುವ ಸಲುವಾಗಿ ಹಾಗೂ ಸನಾನಾಬಗೆಯ ದರ್ಜೆಗಳಲ್ಲಿರುವ ಸಲಕರಣೆಗಳು ಮತ್ತು ನಿರ್ಮಾಣ ಸಾಮಗ್ರಿಗಳನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸುವ ಸಲುವಾಗಿ, ಊದುಕುಲುಮೆಗಳಿಂದ ಉತ್ಪಾದಿಸಲ್ಪಟ್ಟ ಪೆಡಸು ಕಬ್ಬಿಣದ ಬಹುಭಾಗವು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಂಸ್ಕರಣಕ್ಕೆ ಒಳಗಾಗುತ್ತದೆ. ಊದುಕುಲುಮೆಗಳ ದಕ್ಷತೆಯು ಏಕಪ್ರಕಾರವಾಗಿ ವಿಕಸನಗೊಳ್ಳುತ್ತಿದೆಯಾದರೂ, ಊದುಕುಲುಮೆಯ ಒಳಭಾಗದಲ್ಲಿನ ರಾಸಾಯನಿಕ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಎಂದಿನಂತೆ ಅದೇ ಆಗಿ ಉಳಿದಿರುತ್ತದೆ ಎಂಬುದು ಗಮನಾರ್ಹ ಅಂಶ. ಅಮೆರಿಕನ್‌ ಐರನ್‌ ಅಂಡ್‌ ಸ್ಟೀಲ್‌ ಇನ್‌ಸ್ಟಿಟ್ಯೂಟ್‌ ಅನುಸಾರ, "ದೊಡ್ಡಗಾತ್ರದ, ಪರಿಣಾಮಕಾರಿಯಾಗಿರುವ ಕುಲುಮೆಗಳು ಕಬ್ಬಿಣ ತಯಾರಿಸುವ ಇತರ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನಗಳಿಗಿಂತ ಸ್ಪರ್ಧಾತ್ಮಕವಾಗಿರುವ ವೆಚ್ಚಗಳಲ್ಲಿ ಬಿಸಿ ಲೋಹವನ್ನು ಉತ್ಪಾದಿಸಬಲ್ಲ ಸಾಮರ್ಥ್ಯವನ್ನು ಹೊಂದಿರುವುದರಿಂದ, ಊದುಕುಲುಮೆಗಳು ಮುಂದಿನ ಸಹಸ್ರಮಾನದವರೆಗೂ ಉಳಿದುಕೊಳ್ಳುತ್ತವೆ." ಊದುಕುಲುಮೆಗಳ ಅತಿದೊಡ್ಡ ಅನನುಕೂಲತೆಗಳ ಪೈಕಿ ಒಂದೆಂದರೆ, ಇಂಗಾಲದಿಂದ ಕಬ್ಬಿಣ ಆಕ್ಸೈಡ್‌ಗಳು ಅಪಕರ್ಷಿಸಲ್ಪಟ್ಟು ಕಬ್ಬಿಣವು ರೂಪುಗೊಂಡಾಗ ಇಂಗಾಲದ ಡೈಯಾಕ್ಸೈಡ್‌‌ ಅನಿವಾರ್ಯವಾಗಿ ಉತ್ಪಾದನೆಯಾಗುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಅಲ್ಲಿ ಯಾವುದೇ ಮಿತವ್ಯಯದ ಪರ್ಯಾಯಕ್ಕೆ ಅವಕಾಶವಿರುವುದಿಲ್ಲ - ಪ್ರಪಂಚದಲ್ಲಿ ಕಂಡುಬರುತ್ತಿರುವ CO೨ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳ ನಿದರ್ಶನಗಳಲ್ಲಿನ ತಪ್ಪಿಸಿಕೊಳ್ಳಲಾಗದ ಕೈಗಾರಿಕಾ ಕೊಡುಗೆದಾರರ ಪೈಕಿ ಉಕ್ಕುತಯಾರಿಕಾ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ಒಂದೆನಿಸಿಕೊಂಡಿದೆ (ನೋಡಿ: ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲಗಳು). ಊದುಕುಲುಮೆಯ ಹಸಿರುಮನೆ ಅನಿಲ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳಿಂದ ಉದ್ಭವವಾಗಿರುವ ಸವಾಲಿನ ಕುರಿತಾಗಿ ULCOS (ಅಲ್ಟ್ರಾ ಲೋ CO೨ ಸ್ಟೀಲ್‌ಮೇಕಿಂಗ್‌) ಎಂಬ ಒಂದು ಪ್ರಗತಿಯಲ್ಲಿರುವ ಐರೋಪ್ಯ ಕಾರ್ಯಕ್ರಮವು ಗಮನ ಹರಿಸುತ್ತಿದೆ. ನಿರ್ದಿಷ್ಟ ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳನ್ನು (ಪ್ರತಿ ಟನ್‌ ಉಕ್ಕಿಗೆ ಹೊರಹೊಮ್ಮುವ CO೨ ಪ್ರಮಾಣ) ಕನಿಷ್ಟಪಕ್ಷ ೫೦%ನಷ್ಟು ತಗ್ಗಿಸುವುದಕ್ಕೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಹಲವಾರು ಹೊಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯ ಮಾರ್ಗಗಳು ಪ್ರಸ್ತಾವಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ ಮತ್ತು ಆಳವಾಗಿ ಪರಿಶೀಲಿಸಲ್ಪಟ್ಟಿವೆ. CO೨ನ್ನು ಸೆರೆಹಿಡಿದಿಡುವ ಮತ್ತು ಮತ್ತಷ್ಟು ಸಂಗ್ರಹಣೆ ಮಾಡುವ (CCS) ಕುರಿತಾಗಿ ಕೆಲವರು ನೆಚ್ಚಿಕೊಂಡಿದ್ದರೆ, ಜಲಜನಕ, ವಿದ್ಯುಚ್ಛಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಜೀವರಾಶಿಯ ವಿಧಾನಗಳೆಡೆಗೆ ತಿರುಗುವ ಮೂಲಕ ಕಬ್ಬಿಣ ಮತ್ತು ಉಕ್ಕು ಉತ್ಪಾದನೆಯಿಂದ ಇಂಗಾಲವನ್ನು ನಿರ್ಮೂಲಗೊಳಿಸುವ ವಿಧಾನವನ್ನು ಇನ್ನು ಕೆಲವರು ಆರಿಸಿಕೊಂಡಿದ್ದಾರೆ. ಸ್ವತಃ ಊದುಕುಲುಮೆ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯೊಳಗೆ CCSನ್ನು ಸಂಯೋಜಿಸುವ ಒಂದು ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಮೇಲ್ಮಟ್ಟದ-ಅನಿಲದ ಮರುಬಳಕೆಯ ಊದುಕುಲುಮೆ ಎಂದು ಕರೆಯಲ್ಪಟ್ಟಿದ್ದು, ಇದು ಬೆಳವಣಿಗೆಯ ಹಾದಿಯಲ್ಲಿದೆ ಹಾಗೂ ವಾಣಿಜ್ಯೋದ್ದೇಶದ ಗಾತ್ರವೊಂದಕ್ಕೆ ಪ್ರಮಾಣಾನುಸಾರ ವರ್ಧಿಸುವ ಊದುಕುಲುಮೆಯು ಪ್ರಗತಿಯಲ್ಲಿದೆ. ನಿಗದಿಪಡಿಸಲಾಗಿರುವ ಕಾಲಮಿತಿಗೆ ಅನುಸಾರವಾಗಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ, ಹೊರಸೂಸುವಿಕೆಗಳನ್ನು ಗಮನಾರ್ಹವಾಗಿ ತಗ್ಗಿಸಲು EU ವತಿಯಿಂದ ನಿಗದಿ ಪಡಿಸಲಾಗಿರುವ ಕಾಲಮಿತಿಗೆ ಅನುಸಾರವಾಗಿ, ೨೦೧೦ರ ದಶಕದ ಅಂತ್ಯದೊಳಗಾಗಿ ಈ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ನಿರೂಪಿಸಲ್ಪಡಬೇಕಿದೆ. ವಿಸ್ತೃತ ನಿಯೋಜನೆಯು ೨೦೨೦ರ ನಂತರ ಕೈಗೂಡಬಹುದಾಗಿದೆ.