वॉटर-कोयला स्लरी तैयार करने की प्रक्रिया में, वॉटर-कोयला स्लरी को विघटित करने हेतु अक्सर कौन-से पदार्थ मिलाए जाते हैं
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वॉटर-कोयला स्लरी तैयार करने की प्रक्रिया में, वॉटर-कोयला स्लरी को विघटित करने हेतु अक्सर कौन-से पदार्थ मिलाए जाते हैं
1. विघटकों की कार्यप्रणाली
1) कोयले की सतह की जल-संलयन क्षमता में वृद्धि – विघटक, वह रासायनिक पदार्थ है जो विघटित होने वाले पदार्थों (जैसे कोयले के कणों) को विघटन माध्यम में (जैसे कोयला-जल मिश्रण में पानी) समान रूप से वितरित होने में सहायता करता है। कोयला मुख्य रूप से गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन है, एवं यह जल-विरोधी पदार्थ है। कोयले की आर्द्रता को, उसकी सतह पर पानी के संपर्क कोण के आधार पर, चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। जिनकी स्पर्शक-शाखाएँ शून्य होती हैं, उन्हें “अत्यधिक जल-प्रिय कोयला” ； 40° से कम मान वाले कोयलों को “कम जल-अनुकूल कोयले” कहा जाता है। ； 40° से 90° के बीच के मान वाले कोयलों को “जल-विरोधी कोयले” कहा जाता है। ； 90° से अधिक के मान वाले कोयलों को “अत्यधिक जल-विरोधी कोयले” कहा जाता है विभिन्न प्रकार के कोयलों की सतहें जल-विकर्षी होती हैं। इसके अलावा, पानी की सतही तनाव-शक्ति अधिक होती है, जबकि कोयले की सतही तनाव-शक्ति कम होती है। पानी की सतही तनाव-शक्ति को कम करके, एवं कोयले की सतही तनाव-शक्ति को बढ़ाकर, तथा ठोस एवं तरल पदार्थों के बीच के संपर्क-तनाव को कम करके ही पूर्ण आर्द्रता प्राप्त की जा सकती है। ； भले ही कोयले के कणों की सतह गीली हो, लेकिन उनका विशाल सतही क्षेत्रफल उन्हें एक साथ इकट्ठा होने पर मजबूर करता है; इस कारण वे समान रूप से बिखर नहीं पाते। पेस्ट बनाने हेतु उपयोग में आने वाले विघटक, वास्तव में द्विलयी सतह-सक्रिय पदार्थ होते हैं। इनका एक सिरा हाइड्रोकार्बनों से बना, अपोलर/चर्बी-प्रेमी खंड होता है; जबकि दूसरा सिरा जल-प्रेमी/पोलर खंड होता है। अपोलर/जल-विरोधी खंड, कोयले की सतह से आसानी से जुड़ जाता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर चिपक जाता है। जबकि दूसरा जल-प्रेमी खंड, पानी की ओर ही रहता है। ध्रुवीय समूहों की उच्च जलप्रेमी प्रवृत्ति के कारण, कोयले की सतह अजलप्रेमी से जलप्रेमी हो जाती है; इससे एक जलीय आवरण बन जाता है। पानी के सतही तनाव को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर सतही तनाव में वृद्धि की जा सकती है; इससे चिपचिपाहट-संपर्क कोण 50 डिग्री से कम हो जाता है। जलीय झिल्ली की मदद से कोयले के कणों को अलग-अलग किया जाता है; इससे कोयले के कणों के बीच का प्रतिरोध कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप चिपचिपाहट भी कम हो जाती है। परीक्षणों से पता चला है कि विघटक में अच्छी जल-घुलनशीलता होनी आवश्यक है; लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि कोयले को गीला करने की क्षमता जितनी अधिक होगी, चिपचिपाहट कम करने का प्रभाव भी उतना ह स्नेहक एवं पारगम्यता-वर्धक पदार्थ, कोयले के कणों को अत्यधिक जल-प्रिय बना सकते हैं (संपर्क कोण शून्य हो जाता है), लेकिन इन्हें वॉटर-कोयला मिश्रण को विघटित करने हेतु उपयोग में नहीं लाया जा सकता। (2) कोयले के कणों के बीच विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बलों को बढ़ाना: प्रसिद्ध DLVO सिद्धांत के अनुसार, कोलॉइडल कणों के स्थिर रूप से विघटित रहने हेतु आवश्यक शर्त यह है कि कणों के बीच के विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बल, कणों के बीच के वैन डर वाल्स आकर्षण बल से अधिक हों। आयनिक विघटक, कोयले की सतह की जलप्रियता में सुधार करने के अलावा, उसके विद्युत-स्थैतिक अपरासरण बलों को भी बढ़ाते हैं; जिससे कोयले के कण पानी के माध्यम में और अधिक अच्छी तरह विघटित हो जाते हैं। यद्यपि लोग विद्युत-स्थैतिक अपकर्षण बल के, कोयले के कणों को विघटित एवं निलंबित अवस्था में रखने में होने वाली भूमिका को बहुत महत्व देते हैं; कुछ लोगों का तो यह भी मानना है कि विघटकों का मुख्य कार्य कोयले के कणों की सतही विद्युत-धारिता को बदलना है। उनका मानना है कि जब स्लाइडिंग सतह एवं घोल के अंदरूनी हिस्से के बीच का विद्युत-विभव -50 मिलीवोल्ट हो जाता है, तब हाइड्रोकोल की प्रवाहकता एवं स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन कई अध्ययनों से पता चला है कि विद्युत-विभव में वृद्धि से हाइड्रोकोल की प्रवाहकता में सुधार होता है, जबकि इसके विपरीत, विद्युत-विभव में कमी से हाइड्रोकोल की स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन ये दोनों ही कारक निर्णायक भूमिका नहीं निभा पाते। स्थानिक अलगाव से होने वाला बाधा-प्रभाव अधिक व्यावहारिक महत्व रखता है। (3) स्थानिक अवरोध प्रभाव: हाइड्रेटेड झिल्ली में मौजूद पानी, प्रणाली में मौजूद “मुक्त पानी” से भिन्न होता है; क्योंकि सतही विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से यह पानी एक निश्चित दिशा में व्यवस्थित हो जाता है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो हाइड्रेशन झिल्ली दबाव के कारण विकृत हो जाती है। गुरुत्वाकर्षण बल, झिल्ली को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने का प्रयास करता है। इस कारण हाइड्रेशन झिल्ली में कुछ हद तक लचीलापन आ जाता है, जिससे कोयले के कण समान रूप से वितरित हो जाते हैं, एवं कणों की सतह पर मौजूद वितरक पदार्थों की मोटाई भी निश्चित रहती है। जब दो ऐसे कण जिनकी सतहों पर अवशोषण परतें हैं, एक-दूसरे के ऊपर आ जाते हैं, तो अवशोषण परतों में मौजूद वितरक अणुओं की गति पर प्रतिबंध लग जाता है; इस कारण अवशोषण अणुओं का एन्ट्रॉपी मान कम हो जाता है। चूँकि किसी प्रणाली का एन्ट्रॉपी मान हमेशा बढ़ने की दिशा में ही जाता है, इसलिए कणों में फिर से अलग होने की प्रवृत्ति उत्पन्न हो जाती है, जिससे कण एक साथ इकट्ठा नहीं हो पाते। जब विघटक बड़े आकार के अणु होते हैं, तो आकर्षित होने वाले अणुओं में लंबी जलप्रेमी श्रृंखलाएँ होती हैं; इन श्रृंखलाओं के कारण कोयले की सतह पर त्रि-आयामी जलीय परत बन जाती है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो उनके बीच एक मजबूत विकर्षण बल उत्पन्न होता है, जिसके कारण कोयले के कण अलग-अलग रहते हैं यह प्रतिकर्षण बल, वास्तव में “स्थानिक अवरोध” या “त्रिआयामी बाधा” ही है। संक्षेप में, उच्च-कार्यक्षमता वाले वॉटर-कोयला स्लरी विघटकों की विशेषता यह है कि ये कोयले की सतह पर प्रभावी ढंग से चिपक जाते हैं, जिससे कोयले की जल-संबंधी गुणधर्मों में सुधार होता है; साथ ही, ये कोयले की सतह पर द्विविद्युत-स्तर एवं आयामी बाधाएँ भी बनाते ह 2. आमतौर पर उपयोग में आने वाले विघटक: विघटकों को उनके विघटन होने/न होने के आधार पर आयनिक एवं गैर-आयनिक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। आयनिक प्रकार को, उनके आवेश संबंधी गुणों के आधार पर, ऋणायनिक, धनायनिक एवं उभयलिंगी ऐसे तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। उभयलिंगी प्रकार वह होता है, जिसमें जब घोल क्षारीय होता है तो इसमें ऋणायन गुण पाए जाते हैं, जबकि जब घोल अम्लीय होता है तो इसमें धनायन गुण पाए जाते हैं। एनायन, नॉन-आयनिक, कैटायनिक, एवं अम्फोटेरिक डिस्पर्संट्स की अंतरराष्ट्रीय कीमतों का अनुपात 1:2:3:4 है। पेस्ट निर्माण हेतु विघटकों के रूप में आमतौर पर ऋणात्मक आवेश वाले एनायनिक प्रकार के विघटकों में मुख्य रूप से नैफ्थेलेन सल्फेट, लुगदू सल्फेट, सल्फोनेटेड फ्यूरान सल्फेट, पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड आदि शामिल हैं। इस विषय पर कई लेख उपलब्ध हैं; आप उन्हें डाउनलोड करके पढ़ सकते हैं। इसके अलावा, पानी की सतही तनाव-शक्ति अधिक होती है, जबकि कोयले की सतही तनाव-शक्ति कम होती है। पानी की सतही तनाव-शक्ति को कम करके, एवं कोयले की सतही तनाव-शक्ति को बढ़ाकर, तथा ठोस एवं तरल पदार्थों के बीच के संपर्क-तनाव को कम करके ही पूर्ण आर्द्रता प्राप्त की जा सकती है। ； भले ही कोयले के कणों की सतह गीली हो, लेकिन उनका विशाल सतही क्षेत्रफल उन्हें एक साथ इकट्ठा होने पर मजबूर करता है; इस कारण वे समान रूप से बिखर नहीं पाते। पेस्ट बनाने हेतु उपयोग में आने वाले विघटक, वास्तव में द्विलयी सतह-सक्रिय पदार्थ होते हैं। इनका एक सिरा हाइड्रोकार्बनों से बना, अपोलर/चर्बी-प्रेमी खंड होता है; जबकि दूसरा सिरा जल-प्रेमी/पोलर खंड होता है। अपोलर/जल-विरोधी खंड, कोयले की सतह से आसानी से जुड़ जाता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर चिपक जाता है। जबकि दूसरा जल-प्रेमी खंड, पानी की ओर ही रहता है। ध्रुवीय समूहों की उच्च जलप्रेमी प्रवृत्ति के कारण, कोयले की सतह अजलप्रेमी से जलप्रेमी हो जाती है; इससे एक जलीय आवरण बन जाता है। पानी के सतही तनाव को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर सतही तनाव में वृद्धि की जा सकती है; इससे चिपचिपाहट-संपर्क कोण 50 डिग्री से कम हो जाता है। जलीय झिल्ली की मदद से कोयले के कणों को अलग-अलग किया जाता है; इससे कोयले के कणों के बीच का प्रतिरोध कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप चिपचिपाहट भी कम हो जाती है। परीक्षणों से पता चला है कि विघटक में अच्छी जल-घुलनशीलता होनी आवश्यक है; लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि कोयले को गीला करने की क्षमता जितनी अधिक होगी, चिपचिपाहट कम करने का प्रभाव भी उतना ह स्नेहक एवं पारगम्यता-वर्धक पदार्थ, कोयले के कणों को अत्यधिक जल-प्रिय बना सकते हैं (संपर्क कोण शून्य हो जाता है), लेकिन इन्हें वॉटर-कोयला मिश्रण को विघटित करने हेतु उपयोग में नहीं लाया जा सकता। (2) कोयले के कणों के बीच विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बलों को बढ़ाना: प्रसिद्ध DLVO सिद्धांत के अनुसार, कोलॉइडल कणों के स्थिर रूप से विघटित रहने हेतु आवश्यक शर्त यह है कि कणों के बीच के विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बल, कणों के बीच के वैन डर वाल्स आकर्षण बल से अधिक हों। आयनिक विघटक, कोयले की सतह की जलप्रियता में सुधार करने के अलावा, उसके विद्युत-स्थैतिक अपरासरण बलों को भी बढ़ाते हैं; जिससे कोयले के कण पानी के माध्यम में और अधिक अच्छी तरह विघटित हो जाते हैं। यद्यपि लोग विद्युत-स्थैतिक अपकर्षण बल के, कोयले के कणों को विघटित एवं निलंबित अवस्था में रखने में होने वाली भूमिका को बहुत महत्व देते हैं; कुछ लोगों का तो यह भी मानना है कि विघटकों का मुख्य कार्य कोयले के कणों की सतही विद्युत-धारिता को बदलना है। उनका मानना है कि जब स्लाइडिंग सतह एवं घोल के अंदरूनी हिस्से के बीच का विद्युत-विभव -50 मिलीवोल्ट हो जाता है, तब हाइड्रोकोल की प्रवाहकता एवं स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन कई अध्ययनों से पता चला है कि विद्युत-विभव में वृद्धि से हाइड्रोकोल की प्रवाहकता में सुधार होता है, जबकि इसके विपरीत, विद्युत-विभव में कमी से हाइड्रोकोल की स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन ये दोनों ही कारक निर्णायक भूमिका नहीं निभा पाते। स्थानिक अलगाव से होने वाला बाधा-प्रभाव अधिक व्यावहारिक महत्व रखता है। (3) स्थानिक अवरोध प्रभाव: हाइड्रेटेड झिल्ली में मौजूद पानी, प्रणाली में मौजूद “मुक्त पानी” से भिन्न होता है; क्योंकि सतही विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से यह पानी एक निश्चित दिशा में व्यवस्थित हो जाता है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो हाइड्रेशन झिल्ली दबाव के कारण विकृत हो जाती है। गुरुत्वाकर्षण बल, झिल्ली को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने का प्रयास करता है। इस कारण हाइड्रेशन झिल्ली में कुछ हद तक लचीलापन आ जाता है, जिससे कोयले के कण समान रूप से वितरित हो जाते हैं, एवं कणों की सतह पर मौजूद वितरक पदार्थों की मोटाई भी निश्चित रहती है। जब दो ऐसे कण जिनकी सतहों पर अवशोषण परतें हैं, एक-दूसरे के ऊपर आ जाते हैं, तो अवशोषण परतों में मौजूद वितरक अणुओं की गति पर प्रतिबंध लग जाता है; इस कारण अवशोषण अणुओं का एन्ट्रॉपी मान कम हो जाता है। चूँकि किसी प्रणाली का एन्ट्रॉपी मान हमेशा बढ़ने की दिशा में ही जाता है, इसलिए कणों में फिर से अलग होने की प्रवृत्ति उत्पन्न हो जाती है, जिससे कण एक साथ इकट्ठा नहीं हो पाते। जब विघटक बड़े आकार के अणु होते हैं, तो आकर्षित होने वाले अणुओं में लंबी जलप्रेमी श्रृंखलाएँ होती हैं; इन श्रृंखलाओं के कारण कोयले की सतह पर त्रि-आयामी जलीय परत बन जाती है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो उनके बीच एक मजबूत विकर्षण बल उत्पन्न होता है, जिसके कारण कोयले के कण अलग-अलग रहते हैं यह प्रतिकर्षण बल, वास्तव में “स्थानिक अवरोध” या “त्रिआयामी बाधा” ही है।
1) कोयले की सतह की जल-संलयन क्षमता में वृद्धि – विघटक, वह रासायनिक पदार्थ है जो विघटित होने वाले पदार्थों (जैसे कोयले के कणों) को विघटन माध्यम में (जैसे कोयला-जल मिश्रण में पानी) समान रूप से वितरित होने में सहायता करता है। कोयला मुख्य रूप से गैर-ध्रुवीय हाइड्रोकार्बन है, एवं यह जल-विरोधी पदार्थ है। कोयले की आर्द्रता को, उसकी सतह पर पानी के संपर्क कोण के आधार पर, चार श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। जिनकी स्पर्शक-शाखाएँ शून्य होती हैं, उन्हें “अत्यधिक जल-प्रिय कोयला” ； 40° से कम मान वाले कोयलों को “कम जल-अनुकूल कोयले” कहा जाता है। ； 40° से 90° के बीच के मान वाले कोयलों को “जल-विरोधी कोयले” कहा जाता है। ； 90° से अधिक के मान वाले कोयलों को “अत्यधिक जल-विरोधी कोयले” कहा जाता है विभिन्न प्रकार के कोयलों की सतहें जल-विकर्षी होती हैं। इसके अलावा, पानी की सतही तनाव-शक्ति अधिक होती है, जबकि कोयले की सतही तनाव-शक्ति कम होती है। पानी की सतही तनाव-शक्ति को कम करके, एवं कोयले की सतही तनाव-शक्ति को बढ़ाकर, तथा ठोस एवं तरल पदार्थों के बीच के संपर्क-तनाव को कम करके ही पूर्ण आर्द्रता प्राप्त की जा सकती है। ； भले ही कोयले के कणों की सतह गीली हो, लेकिन उनका विशाल सतही क्षेत्रफल उन्हें एक साथ इकट्ठा होने पर मजबूर करता है; इस कारण वे समान रूप से बिखर नहीं पाते। पेस्ट बनाने हेतु उपयोग में आने वाले विघटक, वास्तव में द्विलयी सतह-सक्रिय पदार्थ होते हैं। इनका एक सिरा हाइड्रोकार्बनों से बना, अपोलर/चर्बी-प्रेमी खंड होता है; जबकि दूसरा सिरा जल-प्रेमी/पोलर खंड होता है। अपोलर/जल-विरोधी खंड, कोयले की सतह से आसानी से जुड़ जाता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर चिपक जाता है। जबकि दूसरा जल-प्रेमी खंड, पानी की ओर ही रहता है। ध्रुवीय समूहों की उच्च जलप्रेमी प्रवृत्ति के कारण, कोयले की सतह अजलप्रेमी से जलप्रेमी हो जाती है; इससे एक जलीय आवरण बन जाता है। पानी के सतही तनाव को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर सतही तनाव में वृद्धि की जा सकती है; इससे चिपचिपाहट-संपर्क कोण 50 डिग्री से कम हो जाता है। जलीय झिल्ली की मदद से कोयले के कणों को अलग-अलग किया जाता है; इससे कोयले के कणों के बीच का प्रतिरोध कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप चिपचिपाहट भी कम हो जाती है। परीक्षणों से पता चला है कि विघटक में अच्छी जल-घुलनशीलता होनी आवश्यक है; लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि कोयले को गीला करने की क्षमता जितनी अधिक होगी, चिपचिपाहट कम करने का प्रभाव भी उतना ह स्नेहक एवं पारगम्यता-वर्धक पदार्थ, कोयले के कणों को अत्यधिक जल-प्रिय बना सकते हैं (संपर्क कोण शून्य हो जाता है), लेकिन इन्हें वॉटर-कोयला मिश्रण को विघटित करने हेतु उपयोग में नहीं लाया जा सकता। (2) कोयले के कणों के बीच विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बलों को बढ़ाना: प्रसिद्ध DLVO सिद्धांत के अनुसार, कोलॉइडल कणों के स्थिर रूप से विघटित रहने हेतु आवश्यक शर्त यह है कि कणों के बीच के विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बल, कणों के बीच के वैन डर वाल्स आकर्षण बल से अधिक हों। आयनिक विघटक, कोयले की सतह की जलप्रियता में सुधार करने के अलावा, उसके विद्युत-स्थैतिक अपरासरण बलों को भी बढ़ाते हैं; जिससे कोयले के कण पानी के माध्यम में और अधिक अच्छी तरह विघटित हो जाते हैं। यद्यपि लोग विद्युत-स्थैतिक अपकर्षण बल के, कोयले के कणों को विघटित एवं निलंबित अवस्था में रखने में होने वाली भूमिका को बहुत महत्व देते हैं; कुछ लोगों का तो यह भी मानना है कि विघटकों का मुख्य कार्य कोयले के कणों की सतही विद्युत-धारिता को बदलना है। उनका मानना है कि जब स्लाइडिंग सतह एवं घोल के अंदरूनी हिस्से के बीच का विद्युत-विभव -50 मिलीवोल्ट हो जाता है, तब हाइड्रोकोल की प्रवाहकता एवं स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन कई अध्ययनों से पता चला है कि विद्युत-विभव में वृद्धि से हाइड्रोकोल की प्रवाहकता में सुधार होता है, जबकि इसके विपरीत, विद्युत-विभव में कमी से हाइड्रोकोल की स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन ये दोनों ही कारक निर्णायक भूमिका नहीं निभा पाते। स्थानिक अलगाव से होने वाला बाधा-प्रभाव अधिक व्यावहारिक महत्व रखता है। (3) स्थानिक अवरोध प्रभाव: हाइड्रेटेड झिल्ली में मौजूद पानी, प्रणाली में मौजूद “मुक्त पानी” से भिन्न होता है; क्योंकि सतही विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से यह पानी एक निश्चित दिशा में व्यवस्थित हो जाता है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो हाइड्रेशन झिल्ली दबाव के कारण विकृत हो जाती है। गुरुत्वाकर्षण बल, झिल्ली को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने का प्रयास करता है। इस कारण हाइड्रेशन झिल्ली में कुछ हद तक लचीलापन आ जाता है, जिससे कोयले के कण समान रूप से वितरित हो जाते हैं, एवं कणों की सतह पर मौजूद वितरक पदार्थों की मोटाई भी निश्चित रहती है। जब दो ऐसे कण जिनकी सतहों पर अवशोषण परतें हैं, एक-दूसरे के ऊपर आ जाते हैं, तो अवशोषण परतों में मौजूद वितरक अणुओं की गति पर प्रतिबंध लग जाता है; इस कारण अवशोषण अणुओं का एन्ट्रॉपी मान कम हो जाता है। चूँकि किसी प्रणाली का एन्ट्रॉपी मान हमेशा बढ़ने की दिशा में ही जाता है, इसलिए कणों में फिर से अलग होने की प्रवृत्ति उत्पन्न हो जाती है, जिससे कण एक साथ इकट्ठा नहीं हो पाते। जब विघटक बड़े आकार के अणु होते हैं, तो आकर्षित होने वाले अणुओं में लंबी जलप्रेमी श्रृंखलाएँ होती हैं; इन श्रृंखलाओं के कारण कोयले की सतह पर त्रि-आयामी जलीय परत बन जाती है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो उनके बीच एक मजबूत विकर्षण बल उत्पन्न होता है, जिसके कारण कोयले के कण अलग-अलग रहते हैं यह प्रतिकर्षण बल, वास्तव में “स्थानिक अवरोध” या “त्रिआयामी बाधा” ही है। संक्षेप में, उच्च-कार्यक्षमता वाले वॉटर-कोयला स्लरी विघटकों की विशेषता यह है कि ये कोयले की सतह पर प्रभावी ढंग से चिपक जाते हैं, जिससे कोयले की जल-संबंधी गुणधर्मों में सुधार होता है; साथ ही, ये कोयले की सतह पर द्विविद्युत-स्तर एवं आयामी बाधाएँ भी बनाते ह 2. आमतौर पर उपयोग में आने वाले विघटक: विघटकों को उनके विघटन होने/न होने के आधार पर आयनिक एवं गैर-आयनिक श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। आयनिक प्रकार को, उनके आवेश संबंधी गुणों के आधार पर, ऋणायनिक, धनायनिक एवं उभयलिंगी ऐसे तीन श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है। उभयलिंगी प्रकार वह होता है, जिसमें जब घोल क्षारीय होता है तो इसमें ऋणायन गुण पाए जाते हैं, जबकि जब घोल अम्लीय होता है तो इसमें धनायन गुण पाए जाते हैं। एनायन, नॉन-आयनिक, कैटायनिक, एवं अम्फोटेरिक डिस्पर्संट्स की अंतरराष्ट्रीय कीमतों का अनुपात 1:2:3:4 है। पेस्ट निर्माण हेतु विघटकों के रूप में आमतौर पर ऋणात्मक आवेश वाले एनायनिक प्रकार के विघटकों में मुख्य रूप से नैफ्थेलेन सल्फेट, लुगदू सल्फेट, सल्फोनेटेड फ्यूरान सल्फेट, पॉलीकार्बोक्सिलिक एसिड आदि शामिल हैं। इस विषय पर कई लेख उपलब्ध हैं; आप उन्हें डाउनलोड करके पढ़ सकते हैं। इसके अलावा, पानी की सतही तनाव-शक्ति अधिक होती है, जबकि कोयले की सतही तनाव-शक्ति कम होती है। पानी की सतही तनाव-शक्ति को कम करके, एवं कोयले की सतही तनाव-शक्ति को बढ़ाकर, तथा ठोस एवं तरल पदार्थों के बीच के संपर्क-तनाव को कम करके ही पूर्ण आर्द्रता प्राप्त की जा सकती है। ； भले ही कोयले के कणों की सतह गीली हो, लेकिन उनका विशाल सतही क्षेत्रफल उन्हें एक साथ इकट्ठा होने पर मजबूर करता है; इस कारण वे समान रूप से बिखर नहीं पाते। पेस्ट बनाने हेतु उपयोग में आने वाले विघटक, वास्तव में द्विलयी सतह-सक्रिय पदार्थ होते हैं। इनका एक सिरा हाइड्रोकार्बनों से बना, अपोलर/चर्बी-प्रेमी खंड होता है; जबकि दूसरा सिरा जल-प्रेमी/पोलर खंड होता है। अपोलर/जल-विरोधी खंड, कोयले की सतह से आसानी से जुड़ जाता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर चिपक जाता है। जबकि दूसरा जल-प्रेमी खंड, पानी की ओर ही रहता है। ध्रुवीय समूहों की उच्च जलप्रेमी प्रवृत्ति के कारण, कोयले की सतह अजलप्रेमी से जलप्रेमी हो जाती है; इससे एक जलीय आवरण बन जाता है। पानी के सतही तनाव को प्रभावी ढंग से कम किया जा सकता है, एवं कोयले के कणों की सतह पर सतही तनाव में वृद्धि की जा सकती है; इससे चिपचिपाहट-संपर्क कोण 50 डिग्री से कम हो जाता है। जलीय झिल्ली की मदद से कोयले के कणों को अलग-अलग किया जाता है; इससे कोयले के कणों के बीच का प्रतिरोध कम हो जाता है, और परिणामस्वरूप चिपचिपाहट भी कम हो जाती है। परीक्षणों से पता चला है कि विघटक में अच्छी जल-घुलनशीलता होनी आवश्यक है; लेकिन इसका मतलब यह नहीं है कि कोयले को गीला करने की क्षमता जितनी अधिक होगी, चिपचिपाहट कम करने का प्रभाव भी उतना ह स्नेहक एवं पारगम्यता-वर्धक पदार्थ, कोयले के कणों को अत्यधिक जल-प्रिय बना सकते हैं (संपर्क कोण शून्य हो जाता है), लेकिन इन्हें वॉटर-कोयला मिश्रण को विघटित करने हेतु उपयोग में नहीं लाया जा सकता। (2) कोयले के कणों के बीच विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बलों को बढ़ाना: प्रसिद्ध DLVO सिद्धांत के अनुसार, कोलॉइडल कणों के स्थिर रूप से विघटित रहने हेतु आवश्यक शर्त यह है कि कणों के बीच के विद्युत-स्थैतिक अप्रिय बल, कणों के बीच के वैन डर वाल्स आकर्षण बल से अधिक हों। आयनिक विघटक, कोयले की सतह की जलप्रियता में सुधार करने के अलावा, उसके विद्युत-स्थैतिक अपरासरण बलों को भी बढ़ाते हैं; जिससे कोयले के कण पानी के माध्यम में और अधिक अच्छी तरह विघटित हो जाते हैं। यद्यपि लोग विद्युत-स्थैतिक अपकर्षण बल के, कोयले के कणों को विघटित एवं निलंबित अवस्था में रखने में होने वाली भूमिका को बहुत महत्व देते हैं; कुछ लोगों का तो यह भी मानना है कि विघटकों का मुख्य कार्य कोयले के कणों की सतही विद्युत-धारिता को बदलना है। उनका मानना है कि जब स्लाइडिंग सतह एवं घोल के अंदरूनी हिस्से के बीच का विद्युत-विभव -50 मिलीवोल्ट हो जाता है, तब हाइड्रोकोल की प्रवाहकता एवं स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन कई अध्ययनों से पता चला है कि विद्युत-विभव में वृद्धि से हाइड्रोकोल की प्रवाहकता में सुधार होता है, जबकि इसके विपरीत, विद्युत-विभव में कमी से हाइड्रोकोल की स्थिरता में सुधार होता है। लेकिन ये दोनों ही कारक निर्णायक भूमिका नहीं निभा पाते। स्थानिक अलगाव से होने वाला बाधा-प्रभाव अधिक व्यावहारिक महत्व रखता है। (3) स्थानिक अवरोध प्रभाव: हाइड्रेटेड झिल्ली में मौजूद पानी, प्रणाली में मौजूद “मुक्त पानी” से भिन्न होता है; क्योंकि सतही विद्युत क्षेत्र के प्रभाव से यह पानी एक निश्चित दिशा में व्यवस्थित हो जाता है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो हाइड्रेशन झिल्ली दबाव के कारण विकृत हो जाती है। गुरुत्वाकर्षण बल, झिल्ली को उसकी मूल स्थिति में वापस लाने का प्रयास करता है। इस कारण हाइड्रेशन झिल्ली में कुछ हद तक लचीलापन आ जाता है, जिससे कोयले के कण समान रूप से वितरित हो जाते हैं, एवं कणों की सतह पर मौजूद वितरक पदार्थों की मोटाई भी निश्चित रहती है। जब दो ऐसे कण जिनकी सतहों पर अवशोषण परतें हैं, एक-दूसरे के ऊपर आ जाते हैं, तो अवशोषण परतों में मौजूद वितरक अणुओं की गति पर प्रतिबंध लग जाता है; इस कारण अवशोषण अणुओं का एन्ट्रॉपी मान कम हो जाता है। चूँकि किसी प्रणाली का एन्ट्रॉपी मान हमेशा बढ़ने की दिशा में ही जाता है, इसलिए कणों में फिर से अलग होने की प्रवृत्ति उत्पन्न हो जाती है, जिससे कण एक साथ इकट्ठा नहीं हो पाते। जब विघटक बड़े आकार के अणु होते हैं, तो आकर्षित होने वाले अणुओं में लंबी जलप्रेमी श्रृंखलाएँ होती हैं; इन श्रृंखलाओं के कारण कोयले की सतह पर त्रि-आयामी जलीय परत बन जाती है। जब कण एक-दूसरे के निकट आते हैं, तो उनके बीच एक मजबूत विकर्षण बल उत्पन्न होता है, जिसके कारण कोयले के कण अलग-अलग रहते हैं यह प्रतिकर्षण बल, वास्तव में “स्थानिक अवरोध” या “त्रिआयामी बाधा” ही है।
क्या यह कोई एडिटिव है? सिर्फ़ ग्रे वॉटर में ही डिस्पर्संट मिलाया जाता है। । । । । । । । । । । । । । । । । ।