يطلق العلم مساحة جديدة لتحويل رماد الفحم من منتجات ضارة إلى منتجات نافعة

هل من الممكن أن يصبح رماد الفحم إلي منتجات نافعة؟!


تتملك جنوب إفريقيا احتياطات كبيرة من الفحم، وهي تقوم بحرق الفحم بشكل أساسي لإنتاج الكهرباء في ثلاثة عشر محطة لحرق الفحم، وهم يقعون بشكل رئيسي في مبومالانجا وهي مقاطعة في شرق الدولة.
في جنوب إفريقيا يسفر عن إنتاج الكهرباء من الفحم على الأقل 36 مليون طن كل عام من بقايا المخلفات الصلبة وهي تسمى الرماد المتطاير، وهوما يعادل ستة تكدسات للقامامة كل منهما في حجم هرم الجيزة، يعد الرماد المتطاير مشكلة في أي مكان في العالم حيثما يحترق الفحم ولكن على وجه الخصوص في جنوب إفريقا لأن الفحم ذوالجودة المتدنية به ما يصل إلى 40% بقايا لا عضوية والتي تتحول إلى رماد أثناء الإحتراق.
يتكون الرماد المتطاير من جزيئات بالغة الدقة والتى تكون اكالة وجالخة وتحتوي علي العديد من المعاددن السامة والأملاح الذوابة والتي تنتشر في البيئة وتلوث السطح والمياه الجوفية، وقد تسبب هذه الجزيئات الضرر للبشر إذا استنشقوها، المعادن السامة كالزئبق والكروم أيضًا لها تأثير سلبي على الصحة.
يتم تخزين الرماد المتطاير في جنوب إفريقيا في مقالب رماد مائية أو جافة، وتؤدي التجوية الكيمائية للمكبات إلى تحلل شامل وترشيح للعناصر الأساسية والثانوية والزهيدة، كما تؤدي إلى احتجاز ضئيل للملح، كما يتسبب ترشيح الملح إلى زيادة ملوحة مناطق استجماع الأمطار والأنهار والبحيرات والسدود.
تم تنفيذ دراسات شاملة على التخلص من الرماد المتطاير وإدارته وإعادة استخدامه في جنوب إفريقيا، أظهر هذا البحث أن المكبات الضخمة من الرماد المتطاير في محطات التوليد يمكن تحويلها إلى منتجات نافعة ذات قيمة مما يجعلها مزدوجة المنفعة؛ خلق منتجات نافعة وجديدة وفي ذات الوقت تقليل آثاره البيئية الضارة.

استخدامات الرماد المتطاير
أول استخدام هو بسيط ومنخفض التكلفة ويعد حل تنافسي لمعالجة مياه صرف المناجم الحمضية، وهذه المياه تتكون طبيعيًا عندما يتفاعل الماء والهواء مع البريت أو الصخور الكبريتية التي تظهر أثناء تعدين الفحم أو الذهب مكونةً حمض الكبريتيك، وهذا الماء الحمضي يذيب الصخور ويطلق المعادن السامة.
المواد السامة الموجودة بمياه صرف المناجم الكبريتية تشمل نويدات مشعة ومستويات كبريتات عالية وعناصر سامة عديدة أخرى كالألومنيوم والحديد والماغنسيوم والزئبق والزرنيخ، وهي عالية الحمضية.
تتأثر الجداول والأنهار والحياة المائية بحموضة الماء والسمية وطلاء أكسيد الحديد الأصفر الذي يتسرب ويخنق الحياة المائية في الماء، المياه الملوثة من المناجم تتدفق إلى المياه العادية ولهذا أثر ضار على صحة البشر والحيوانات.
يمكن استخدام الرماد المتطاير لمحايدة ومعالجة مياه صرف مناجم الفحم والذهب لتقليل الملوثات غير العضوية في المياه إلى مياه ضمن مواصفات الجودة.
تتضمن أنظمة معالجة الرماد المتطاير مزج المياه الملوثة بقوة مع الرماد المتطاير أو السماح لتيارات الجاذبية أن تجري خلال طبقة من الرماد المتطاير، أوضحت الدراسات أن الرماد المتطاير يعادل حمضية ويحسن من جودة مياه صرف المناجم الحمضية.
يتم هذا عن طريق إزالة تقريبًا كل الكبريتات والمعادن السامة في عملية من خطوة واحدة ويعتمد إزالة الكبريتات من مياه المناجم باستخدام رماد الفحم المتطاير على كمية الرماد المتطاير المستخدمة والمستوى الهيدروجيني النهائي وتلوث مياه المنجم.
يمكن معالجة مياه المنجم ذات الجودة المختلفة بنجاح باستخدام رماد الفحم المتطاير ونسبة صغيرة من الجير الإضافي وهيدروكسيد الألومونيوم، وهذه المعالجة تؤدي إلى مياه تتفق مع معايير جودة المياه المستهدفة المصنفة للري أو مياه الشرب.
كما أن الرماد المتطاير يفتح الطريق لمنع تكون مياه صرف المناجم الحمضية في المقام الأول، وبعد معالجة المياه المواد الصلبة المتبقية يمكن إستخدامها لإعادة ملئ فجوات المناجم بعد أن يصبح المنجم غير مستخدم، وهو ما يعرف بالردم وهذه المواد الصلبة لها قوة تمنع المناجم من الانهيار.
والردم يمنع تكون مياه صرف المناجم الحمضية وذلك لأن إحكام إغلاق فراغات المنجم يضمن عد دخول الماء والهواء.

التحدي التالي للرماد المتطاير
يمكن إستخدام الرماد المتطاير في أكثر من ذلك، لأنه يتكون بشكل رئيسي من السيليكا 48,27% و 30,89% أكسيد الألومنيوم، فإنه يمكن تحويله إلى الزيوليت، الزيوليت هي مواد صلبة مستقرة ومسامية ولها خواص تجعلها استثنائية ونافعة بطريقة مذهلة، تتكون معادن الزيوليت طبيعيًا ولكن يمكن خلقهم صناعيًا من الرماد المتطاير، فهي لها درجة ثبات عالية في درجات الحرارة والضغط المرتفعة، فهي لا تحترق ولا تتحلل في المياه أو المذيبات العضوية ولا تتأكسد في الهواء.
تم صنع الزيوليت من الرماد المتطاير جنوب إفريقيا وهي تتضمن قيمة عالية وزيوليت X ذو القيمة الصناعية وزيوليت الهرمي X وزيووليت A  وNaP.
زيوليت A يمكن استخدامه في المنتجات اليومية كمسحوق الغسيل، رماد الفحم المتطاير وأيضًا زيوليتX  الهرمي يمكن إستخدامهم كمحفزات في إنتاج وقود الديزيل الحيوي، وتحديداً في تقليل درجات حرارة العملية وغيرها من التكاليف.
زيوليت A و NaP يصنعون من الرماد المتطاير ويمكن إستخدامهم لإزالة المعادن السامة من المياه الملوثة بشدة، ويمكن استخدام زيوليت A في تنقية وفصل الغاز.
تتضمن استخدامات الرماد المتطاير الأخرى إستخدامه كمصدر لعناصر الأرض النادرة، وأيضًا يمكن صُنع جوبلومرز والتي تكون مناسبة للمواد البديلة الملموسة للبناء سواء المتينة او خفيفة الوزن.
 تقدم التطورات العلمية دليل أخر على أن هناك استخدامات متعددة للرماد المتطاير وأنه في المدى المتوسط والطويل يمكن نبذ التخلص من هذه النفايات في مقالب الرماد.

Translated by: Eman Ismael