Popiół lotny, produkt uboczny elektrowni cieplnych opalanych węglem, to materiał pucolanowy uznawany za cenny surowiec, który można dodawać do materiałów budowlanych w celu utworzenia związków cementowych w kontakcie z wodą.Cenosfery , puste w środku, kuliste cząstki, które w większości mają charakter otwartych porów, są jednym z najważniejszych materiałów lub produktów ubocznych o wartości dodanej, które mieszają się z popiołami lotnymi. Wynika to z charakterystycznych właściwości cenosfer, takich jak lekkość, dobra płynność, obojętność chemiczna, dobra izolacja, wysoka wytrzymałość na ściskanie i niska przewodność cieplna, które umożliwiają ich szerokie zastosowanie w wielu zastosowaniach przemysłowych. Cenosfery stały się bardzo poszukiwanym materiałem jako wypełniacz lub dodatek w wielu specjalistycznych zastosowaniach, takich jak lekki cement, kompozyty polimerowe, tarcze hamulcowe w samochodach i osłony mechanizmów różnicowych, elementy silników wysokoprężnych pokryte mulitem oraz ekrany elektromagnetyczne i zastosowania związane z absorpcją energii . Znaleziono zastosowania cenosfer jako materiału konstrukcyjnego, na przykład w lekkim kompozycie termoizolacyjnym, lekkim dźwiękochłonnym materiale konstrukcyjnym z cementem i asfaltem wzmocnionym cenosferą oraz lekkim betonie. Niedawno doniesiono, że cenosfery stosuje się jako dodatek lub wypełniacz do matrycy polimerobetonowej do produkcji belek zespolonych i kompozytowych podkładów kolejowych. Cenosfery, charakteryzujące się kulistą i pustą morfologią, są szczególnie obiecujące i charakteryzują się dużą odpornością na propagację pęknięć.
Gęstość cenosfer waha się od 0,2 g/cm3 do 2,6 g/cm3. Dostępność tak małej gęstości ( Istniejące metody separacji cenosfery można podzielić na dwie grupy: separację na mokro i separację na sucho. Mechanizm separacji na mokro opiera się na różnicach pomiędzy gęstością cząstek stałych i ośrodka ciekłego: w tym procesie cenosfery można odzyskać z popiołów lotnych poprzez separację grawitacyjną – metodę opadania i pływania. Skuteczność separacji na mokro opiera się na naturalnej pływalności cenosfer w ośrodku, stężeniu cząstek zasilających, topologii powierzchni i porowatości cząstek oraz cyklach rafinacji. Jednakże skuteczność jest ograniczona przez wpływ gęstej masy popiołów lotnych, która uniemożliwia wydostawanie się z aglomeracji cząstek lżejszych od wody, utrudniając w ten sposób unoszenie się lżejszych cząstek na powierzchnię. Zaletą metody separacji na mokro jest możliwość uzyskania nienaruszonych cenosfer o małej gęstości bezpośrednio w procesie separacji, niemniej jednak dostępność ziemi i wody jest głównym problemem w przypadku produkcji na dużą skalę. Kolejnym problemem jest kwestia rozpuszczania materiałów niebezpiecznych w źródłach wody. Kolejną wadą jest konieczność przeprowadzenia dodatkowego etapu suszenia przed dalszym użyciem. Ze względu na jakość materiału (szczególnie w przypadku popiołów lotnych klasy C o dużej zawartości wapnia) na powierzchni cząstek tworzą się kryształy, które w fazie suszenia ulegają utwardzeniu, ograniczając w ten sposób ich dalsze zastosowanie. Separacja na sucho jest alternatywną metodą mającą na celu przezwyciężenie problemów separacji na mokro. Dzięki tej metodzie skład chemiczny pozostaje niezmieniony. Ponadto nie jest potrzebny etap suszenia, co pozwala uniknąć problemów związanych ze zużyciem energii: niemniej jednak metoda ta wymaga zaawansowanej technologii obejmującej separację pneumatyczną, taką jak klasyfikator powietrzny, w celu skutecznej klasyfikacji cząstek. Klasyfikacja powietrza to operacja oddzielająca rozproszone cząstki stałe na podstawie ich różnic w wielkości, kształcie geometrycznym i gęstości w strumieniu powietrza.
Czas publikacji: 27 lutego 2023 r