संगमरमर और ग्रेनाइट अपशिष्ट से हाइब्रिड हल्के, उच्च शक्ति और चमकदार फिनिश पॉलिमरिक कंपोजिट का निर्माण:
परियोजना के उद्देश्य
A) राजस्थान राज्य में संगमरमर और ग्रेनाइट अपशिष्टों की उपलब्धता/उत्पादन, वर्तमान उपयोग और पुनर्चक्रण क्षमता पर सर्वेक्षण, सूची
- पॉलिमर आधारित कंपोजिट के विकास के लिए संगमरमर और ग्रेनाइट कचरे का उपयोग करने के लिए व्यवहार्यता अध्ययन और भवन, निर्माण और फर्नीचर उद्योग के लिए लकड़ी/लकड़ी के विकल्प के रूप में संभावित रूप से उपयोग करने के लिए इसके सामग्री प्रदर्शन को समझना।
- संगमरमर और ग्रेनाइट कचरे के साथ फाइबर (प्राकृतिक और सिंथेटिक फाइबर) का समावेश और परिवहन प्रणाली और अन्य बुनियादी ढांचे के लिए एक वास्तुशिल्प इंटीरियर के रूप में हाइब्रिड उन्नत कंपोजिट “मार्बल वुड” का विकास, संगमरमर और ग्रेनाइट अपशिष्ट प्रबलित कंपोजिट का परीक्षण, मूल्यांकन और सत्यापन।
- संगमरमर और ग्रेनाइट अपशिष्ट प्रबलित कंपोजिट का परीक्षण, मूल्यांकन और सत्यापन।
- प्रोटोटाइप निर्माण, संगमरमर की लकड़ी के कंपोजिट का स्थायित्व और एलसीए अध्ययन, व्यावसायिक दोहन के लिए उद्योग के साथ नेटवर्किंग और बातचीत, दस्तावेज़ीकरण, रिपोर्ट तैयार करना, अनुसंधान खोज का प्रसार और प्रदर्शनी और प्रदर्शन में भागीदारी और संगमरमर की लकड़ी की मिश्रित प्रौद्योगिकी का व्यावसायीकरण।
अनुसंधान की पृष्ठभूमि
संगमरमर प्रकृति में प्रचुर मात्रा में पाया जाता है। प्राचीन काल से ही भारत में अनेक स्थानों पर इसका उपयोग एवं खनन किया जाता रहा है। भारत में लगभग 85% संगमरमर उत्पादन राजस्थान से प्राप्त होता है और अधिकांश खनन और प्रसंस्करण गतिविधियाँ उदयपुर और मकराना के आसपास संचालित होती हैं। आज संगमरमर अपशिष्ट प्रबंधन, पर्यावरणीय मुद्दे पर भारत की स्थिति, के अध्ययन की नितांत आवश्यकता है। राजस्थान में 4000 से अधिक संगमरमर की खदानें और लगभग 1100 संगमरमर प्रसंस्करण इकाइयाँ हैं। संगमरमर प्रसंस्करण उद्योग में दीवारों की टाइलें, फर्श की टाइलें, वस्तुएं, अपशिष्ट उत्पादन और अन्य माध्यमिक गतिविधियों के निर्माण के लिए खदानें, प्रसंस्करण संयंत्र शामिल हैं। संगमरमर उद्योग अब राजस्थान में बहुत महत्वपूर्ण औद्योगिक क्षेत्रों में से एक है जिसमें दस लाख से अधिक लोग कार्यरत हैं। राजस्थान में संगमरमर का भंडार 1,231 मिलियन टन से अधिक होने का अनुमान है। ग्रेनाइट भंडार 9190 घनमीटर होने का अनुमान है। राजस्थान में संगमरमर का भंडार विभिन्न रंगों और और अनेक स्वरूपों में पाया जाता है। राजस्थान के 20 जिलों में बेहतर गुणवत्ता का लगभग 1,100 मिलियन टन का भंडार है, जो देश में सबसे बड़ा है।
लगभग हर ऑपरेशन में संगमरमर का अपशिष्ट घोल तैयार किया जाता है और इसे पास के क्षेत्र में निपटा दिया जाता है। जब यह सूख जाता है तो यह वायु प्रदूषण और स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करता है। संगमरमर प्रसंस्करण उद्योग अपने विभिन्न कार्यों को ठंडा करने और अलग-अलग डिस्चार्ज को फ्लश करने के लिए भारी पानी की खपत करता है। इन कार्यों में बड़ी मात्रा में अपशिष्ट जल छोड़ा गया है और ऐसे संगमरमर के घोल के निर्वहन से क्षेत्र का जल प्रदूषण होता है। इसके अलावा वनस्पति पर जमा सूखे वायु जनित अपशिष्ट अवशेष भी उनके विकास में बाधा डालते हैं। ऑपरेशन के तहत खदानें, परित्यक्त खदानें, डंपिंग साइटें, स्लरी अपशिष्ट साइटें, सूखे स्लरी साइट का जमाव संगमरमर उद्योग में प्रदूषण के खतरों के प्रमुख कारण हैं। संगमरमर की कटाई, पॉलिशिंग, प्रसंस्करण और पीसने से भारी मात्रा में संगमरमर अपशिष्ठ निकल रहा है। संगमरमर के कचरे का अनुचित प्रबंधन और कुप्रबंधन बड़ी पर्यावरणीय और पारिस्थितिक समस्या पैदा करता है क्योंकि यह मिट्टी एवं भूजल को प्रदूषित करता है और वायु प्रदूषण फैलाता है साथ ही मानव स्वास्थ्य को प्रभावित करता है।
पर्यावरण की सुरक्षा के लिए और संगमरमर, ग्रेनाइट के निष्कर्षण, कटाई, पीसने के दौरान उत्पन्न कचरे का प्रभावी ढंग से उपयोग करने के प्रयास किए जा रहे हैं, विभिन्न कचरे को पुनर्चक्रित करने और उन्हें मूल्यवान अनुप्रयोगों में उपयोग करने के प्रयास किए जा रहे हैं। ग्रेनाइट और मार्बल चिराई पाउडर का कचरा भारत में औद्योगिक प्रक्रियाओं का व्यापक उप-उत्पाद है। आम तौर पर ये अपशिष्ट लकड़ी काटने और चमकाने की प्रक्रियाओं के कारण पर्यावरण को प्रदूषित और नुकसान पहुंचाते हैं। तदनुसार, खनन और प्रसंस्करण कचरे की मात्रा में वृद्धि हुई है। संगमरमर और ग्रेनाइट का कचरा आम तौर पर अपनी अत्यधिक क्षारीय प्रकृति और इसके निर्माण और प्रसंस्करण तकनीकों के कारण अत्यधिक प्रदूषणकारी कचरा है, जो आसपास के स्वास्थ्य के लिए खतरा पैदा करता है। भारत में संगमरमर और ग्रेनाइट औद्योगिक समूह आसपास के समुदायों के लिए एक खतरनाक खतरा पैदा कर रहा है।
प्रस्तावित परियोजना का लक्ष्य यह प्रदर्शित करना है, कि उपयुक्त पॉलीमेरिक बाइंडर/फाइबर सिस्टम का उपयोग करके चमकदार फिनिश के साथ हल्के कंपोजिट, उच्च शक्ति कंपोजिट, सैंडविच कंपोजिट, हाइब्रिड कंपोजिट को संश्लेषित करने के लिए संगमरमर और ग्रेनाइट अपशिष्ट कणों को संभावित सुदृढीकरण और भराव के रूप में उपयोग किया जा सकता है। प्रस्तावित कार्यक्रम के नतीजे से विभिन्न इंजीनियरिंग अनुप्रयोगों में ग्लास फाइन कंपोजिट और अन्य पेट्रोलियम आधारित सिंथेटिक उत्पाद को आंशिक रूप से प्रतिस्थापन एवं उपयोगिता के लिए हल्के और कठोर घटकों के लचीलेपन के साथ कंपोजिट में महत्वपूर्ण सुधार दिखने की उम्मीद है | इससे संभावित कच्चे माल के रूप में प्रचुर मात्रा में उपलब्ध संगमरमर/ग्रेनाइट संसाधनों का लाभकारी दोहन करने का रास्ता भी खुल सकता है। प्रस्तावित हाइब्रिड कंपोजिट में निर्माण उद्योगों में वास्तुशिल्प पैनल के रूप में विभाजन, फर्श और छत, भार वहन करने वाली और गैर-भार वहन करने वाली दीवारों जैसे व्यापक अनुप्रयोगों में जबरदस्त गुंजाइश होगी। निर्माण, आवास और लोकोमोटिव अनुप्रयोगों में इन कंपोजिट के संभावित उपयोग बर्थ पैनल, सीट सपोर्ट पैनल, दरवाजे, छत पैनल, विभाजन और फर्नीचर हैं। उपभोक्ता वस्तुओं और अन्य रणनीतिक अनुप्रयोगों में प्रस्तावित हाइब्रिड मार्बल/ग्रेनाइट अपशिष्ट कंपोजिट के उपयोग की काफी गुंजाइश है। हाइब्रिड कंपोजिट कीड़े, कवक, दीमक और जंग के हमले से मुक्त होंगे। इस अनुसंधान कार्यक्रम में प्रस्तावित कंपोजिट की सतत विकास के लिए मिश्रित उद्योग में व्यावसायिक उपयोग के साथ-साथ संगमरमर और ग्रेनाइट कचरे के प्रभावी उपयोग और पर्यावरण प्रदूषण से बचने के लिए महत्वपूर्ण भूमिका होगी।
प्रस्तावित अनुसंधान का उद्देश्य लकड़ी के लिए वैकल्पिक सामग्री या पारंपरिक रूप से उपलब्ध लकड़ी के स्थानापन्न सामग्री, प्लास्टिक और जीआरपी कंपोजिट, हल्के वजन, उच्च शक्ति, चमकदार फिनिश वाले हरित कंपोजिट बनाने के लिए उपयुक्त बाइंडर/फाइबर प्रणाली के साथ भारत में बड़े पैमाने पर उत्पन्न संगमरमर और ग्रेनाइट अपशिष्ट कणों के उपयोग को अधिकतम करने के लिए दोहरे लाभ प्राप्त करना है, जिसका उपयोग किया जा सकता है। । प्रस्तावित अनुसंधान कार्यक्रम और उनके अपेक्षित परिणाम में हाइब्रिड ग्रीन कंपोजिट पर वर्तमान और भविष्य की चुनौतियों का सामना करने के लिए महान वैज्ञानिक, तकनीकी और औद्योगिक प्रासंगिकता है।
अब तक हुई प्रगति
- राजस्थान के विभिन्न हिस्सों से संगमरमर और ग्रेनाइट अपशिष्ट नमूने संग्रह का सर्वेक्षण और डेटा संग्रह।
- पॉलिमर, प्राकृतिक फाइबर जैसे कच्चे माल की खरीद
- संगमरमर और ग्रेनाइट कचरे का प्रसंस्करण
- प्रोजेक्ट स्टाफ की भर्ती की प्रक्रिया
- संगमरमर के अपशिष्ट कणों के प्रबलित मिश्रण का संभाव्यता अध्ययन, संश्लेषण और विकास
दीवार की टाइलों और फर्श टाइलों में संभावित अनुप्रयोग के लिए संगमरमर के कचरे से बने पैनल- महत्वपूर्ण उपलब्धियाँ
- कच्चे माल (रसायन, पॉलिमर, पार्टिकुलेट, पॉलिमर) की व्यवस्था करना एवं अन्य सामग्री को जुटाना ।
- डिजिटल कंप्रेशन मोल्डिंग मशीन, मिक्सिंग सिस्टम, कच्चे माल प्रसंस्करण उपकरण जैसे प्रमुख उपकरणों की तैयारी और खरीद की प्रक्रिया।
- साँचे का निर्माण, कैलेंडरिंग प्रणाली, मिश्रण मशीन।
- अपशिष्ट कणों और जूट कपड़ा फाइबर प्रबलित हाइब्रिड चमकदार फिनिश हरित मिश्रित सामग्री के निर्माण के लिए प्रयोगशाला पैमाने पर प्रयोग और प्रक्रिया विकास।
- पार्टिकल बोर्ड, एमडीएफ, प्लाई वुड, टीक वुड जैसी व्यावसायिक रूप से उपलब्ध सिंथेटिक सामग्रियों की तुलना में हाइब्रिड चमकदार फिनिश वाली हरित मिश्रित सामग्रियों का लागत लाभ विश्लेषण।
प्रक्रिया मापदंडों को और बेहतर बनाने, हाइब्रिड कंपोजिट प्रदर्शन के परीक्षण मूल्यांकन और कच्चे माल के प्रसंस्करण के लिए अनुसंधान एवं विकास प्रगति पर है।
लागत एवं लाभ के विश्लेषण से संकेत मिलता है कि वर्तमान अध्ययन में विकसित हाइब्रिड कंपोजिट सागौन की लकड़ी से चार गुना अधिक मजबूत और सागौन की लकड़ी की तुलना में लगभग 30% सस्ता है। सिंथेटिक लकड़ी की तुलना में, यह पता चलता है कि हाइब्रिड कंपोजिट गुणवत्ता में लगभग सात गुना बेहतर हैं लेकिन कीमत लगभग समान है। हाइब्रिड कंपोजिट अत्यधिक टिकाऊ होते हैं और मौसम, नमी, संक्षारण, दीमक और कवक और आग स्वयं बुझाने वाली प्रकृति के प्रतिरोधी होते हैं।
लागत एवं लाभ के विश्लेषण से संकेत मिलता है कि वर्तमान अध्ययन में विकसित हाइब्रिड कंपोजिट सागौन की लकड़ी से चार गुना अधिक मजबूत और सागौन की लकड़ी की तुलना में लगभग 30% सस्ता है। सिंथेटिक लकड़ी की तुलना में, यह पता चलता है कि हाइब्रिड कंपोजिट गुणवत्ता में लगभग सात गुना बेहतर हैं लेकिन कीमत लगभग समान है। हाइब्रिड कंपोजिट अत्यधिक टिकाऊ होते हैं और मौसम, नमी, संक्षारण, दीमक और कवक और आग स्वयं बुझाने वाली प्रकृति के प्रतिरोधी होते हैं।
हाइब्रिड चमकदार फिनिश वाले हरित मिश्रित दरवाजे (35 संख्या) पायलट स्केल (2 मीटर x1 मीटर x0.3 मीटर) में निर्मित किए गए हैं। प्रदर्शन परीक्षणों के रूप में सीएसआईआर एम्प्री, भोपाल में नवीनीकृत प्रशासनिक भवन में लगभग 15 पूर्ण पैमाने के दरवाजे लगाए गए हैं। आर्किटेक्चरल क्लैडिंग पैनलों की बेहतर गुणवत्ता का निर्माण पूरा हो चुका है। संभावित प्रौद्योगिकी व्यावसायीकरण के लिए औद्योगिक ग्राहकों और ग्राहकों को लोकप्रिय बनाने और आकर्षित करने के लिए, हाइब्रिड कंपोजिट पैनल उत्पादों के महत्व पर प्रकाश डालते हुए एक टेबल कैलेंडर 2017 तैयार किया गया था और इसका प्रसार किया गया था।
सीएसआईआर-एम्प्री, भोपाल ने 8 नवंबर, 2016 को जीआईए कन्वेंशन हॉल, भोपाल में उन्नत हाइब्रिड ग्रीन कंपोजिट टेक्नोलॉजी के व्यावसायीकरण को आसान बनाने के लिए गोविंदपुरा इंडस्ट्रीज एसोसिएशन (जीआईए) भोपाल के सहयोग से एक “उद्योग बैठक – 2016” का आयोजन किया है। कार्यशाला का उद्देश्य मौजूदा उद्योगों, स्टार्ट-अप उद्योगों और उद्यमियों के लिए अधिक अवसर पैदा करना है। व्यावसायिक दोहन के लिए उद्योगों के साथ नेटवर्किंग प्रगति पर है। चार उद्योगों के ग्राहक, उद्यमी, स्टार्ट-अप संभावित प्रौद्योगिकी लाइसेंसिंग के लिए पिछले कई महीनों से हमारे साथ नेटवर्किंग कर रहे हैं, जिनमें से एक उद्योग अर्थात् एम/एस। छत्तीसगढ़ की इको-ब्राइट शीट कंपनी प्राइवेट लिमिटेड भिलाई ने 7 मार्च 2017 को सीएसआईआर-एम्प्री भोपाल की हाइब्रिड कंपोजिट टेक्नोलॉजी का लाइसेंस प्राप्त किया है, जिसका नाम है “एडवांस्ड हाइब्रिड कंपोजिट वुड एंड वुड सब्स्टीट्यूट मटेरियल (एसी-वुड)”। श्री सुरेश कुमार साहू, एमडी, इको-ब्राइट शीट प्राइवेट लिमिटेड भिलाई, सीजी अपने अधिकारियों और नौ सदस्यों वाले तकनीशियनों के साथ 21 मार्च 2017 को सीएसआईआर-एम्प्री भोपाल पहुंचे थे. और वे हाइब्रिड कंपोजिट के व्यावसायिक उत्पादन और भिलाई, छ्त्तीशगढ़ में उद्योग स्थापित करने के लिए एम्प्री भोपाल से पूरा प्रशिक्षण ले रहे हैं।