เถ้าลอยและซีโนสเฟียร์

เถ้าลอยซึ่งเป็นผลพลอยได้จากโรงไฟฟ้าพลังความร้อนที่ใช้ถ่านหินเป็นเชื้อเพลิง เป็นวัสดุปอซโซลานิกที่ได้รับการยอมรับว่าเป็นทรัพยากรอันมีค่าซึ่งสามารถเติมลงในวัสดุก่อสร้างเพื่อสร้างสารประกอบประสานเมื่อสัมผัสกับน้ำซีโนสเฟียร์ อนุภาคกลวงที่มีรูปร่างเป็นทรงกลมซึ่งส่วนใหญ่เป็นประเภทรูพรุนเปิดโดยธรรมชาติ เป็นหนึ่งในวัสดุหรือผลิตภัณฑ์ย่อยที่มีมูลค่าเพิ่มที่สำคัญที่สุดที่ผสมกับเถ้าลอย เนื่องจากคุณสมบัติที่โดดเด่นของซีโนสเฟียร์ เช่น มีน้ำหนักเบา การไหลที่ดี ความเฉื่อยทางเคมี ฉนวนที่ดี กำลังรับแรงอัดสูง และค่าการนำความร้อนต่ำ ซึ่งทำให้สามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรมหลายประเภท ซีโนสเฟียร์ได้กลายเป็นวัสดุที่เป็นที่ต้องการอย่างมากในฐานะตัวเติมหรือสารเติมแต่งในการใช้งานเฉพาะทางหลายอย่าง เช่น ในซีเมนต์น้ำหนักเบา คอมโพสิตโพลีเมอร์ โรเตอร์เบรกของยานยนต์ และฝาครอบเฟืองท้าย ส่วนประกอบเครื่องยนต์ดีเซลที่เคลือบมัลไลท์ และการป้องกันแม่เหล็กไฟฟ้าและการดูดซับพลังงาน . พบการใช้งานสำหรับซีโนสเฟียร์เป็นวัสดุก่อสร้าง เช่น ในคอมโพสิตฉนวนความร้อนน้ำหนักเบา วัสดุโครงสร้างดูดซับเสียงน้ำหนักเบาด้วยซีเมนต์เสริมซีโนสเฟียร์และคอนกรีตแอสฟัลต์ และคอนกรีตมวลเบา มีรายงานเมื่อเร็วๆ นี้ว่าซีโนสเฟียร์ถูกใช้เป็นสารเติมแต่งหรือตัวเติมในเมทริกซ์คอนกรีตโพลีเมอร์สำหรับการผลิตคานคอมโพสิตและหมอนรองรางรถไฟแบบคอมโพสิต ด้วยสัณฐานวิทยาที่เป็นทรงกลมและกลวง ซีโนสเฟียร์จึงมีแนวโน้มที่ดีเป็นพิเศษ โดยมีความต้านทานสูงต่อการแพร่กระจายของรอยแตกร้าว
ความหนาแน่นของซีโนสเฟียร์แตกต่างกันไปตั้งแต่ 0.2 กรัม/ซีซี จนถึง 2.6 กรัม/ซีซี ความพร้อมของความหนาแน่นต่ำดังกล่าว ( วิธีการแยกซีโนสเฟียร์ที่มีอยู่ในปัจจุบันแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: การแยกแบบเปียกและการแยกแบบแห้ง กลไกการแยกแบบเปียกขึ้นอยู่กับความแตกต่างระหว่างความหนาแน่นของอนุภาคของแข็งและตัวกลางที่เป็นของเหลว ด้วยกระบวนการนี้ ซีโนสเฟียร์สามารถดึงกลับคืนมาจากเถ้าลอยผ่านการแยกตัวด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งก็คือวิธีจม-ลอย ประสิทธิภาพการแยกของการแยกแบบเปียกขึ้นอยู่กับการลอยตัวตามธรรมชาติของซีโนสเฟียร์ในตัวกลาง ความเข้มข้นของอนุภาคที่ป้อน โครงสร้างของพื้นผิว และความพรุนของอนุภาค และรอบการปรับแต่ง อย่างไรก็ตาม ประสิทธิภาพถูกจำกัดด้วยอิทธิพลของมวลเถ้าลอยที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งช่วยป้องกันไม่ให้อนุภาคที่เบากว่าน้ำหลุดรอดจากการเกาะกลุ่มกัน ส่งผลให้อนุภาคที่เบากว่าขึ้นสู่พื้นผิวเป็นอุปสรรค ข้อดีของวิธีการแยกแบบเปียกคือความสามารถในการได้ซีโนสเฟียร์ที่มีความหนาแน่นต่ำและสมบูรณ์โดยตรงจากกระบวนการแยก อย่างไรก็ตาม ความพร้อมของที่ดินและน้ำถือเป็นข้อกังวลหลักสำหรับการผลิตขนาดใหญ่ ปัญหาอีกประการหนึ่งคือประเด็นการละลายวัตถุอันตรายลงสู่แหล่งน้ำ ข้อเสียเปรียบเพิ่มเติมคือจำเป็นต้องมีขั้นตอนการทำให้แห้งเพิ่มเติมก่อนใช้งานต่อไป ในแง่ของคุณภาพของวัสดุ (โดยเฉพาะเถ้าลอยคลาส C ที่มีปริมาณแคลเซียมสูง) ผลึกจะก่อตัวขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาค จากนั้นจะแข็งตัวในขั้นตอนการทำให้แห้ง ซึ่งส่งผลให้จำกัดการใช้งานต่อไป การแยกแบบแห้งเป็นอีกทางเลือกหนึ่งที่มีจุดมุ่งหมายเพื่อเอาชนะปัญหาการแยกแบบเปียก ด้วยวิธีนี้ องค์ประกอบทางเคมียังคงไม่เปลี่ยนแปลง นอกจากนี้ ไม่จำเป็นต้องมีขั้นตอนการทำให้แห้ง จึงหลีกเลี่ยงปัญหาการใช้พลังงาน อย่างไรก็ตาม วิธีการนี้ต้องใช้เทคโนโลยีขั้นสูงที่เกี่ยวข้องกับการแยกด้วยลม เช่น เครื่องแยกประเภทอากาศ เพื่อแยกประเภทอนุภาคได้อย่างมีประสิทธิภาพ การจำแนกประเภทอากาศเป็นการดำเนินการที่แยกอนุภาคของแข็งที่กระจัดกระจายตามขนาด รูปทรงเรขาคณิต และความหนาแน่นในกระแสลมที่แตกต่างกัน