حالة البحث والتقدم المحرز في الاستخدام عالي القيمة لرماد الفحم المتطاير

أدى النمو السريع للطلب العالمي على الطاقة إلى تمهيد الطريق لتطوير بدائل للموارد الطبيعية. ومع ذلك، لا يزال الفحم يلعب دورًا هامًا كمصدر رئيسي للطاقة في العالم. فقد شكّل الفحم 29% من إمدادات الطاقة العالمية في عام 2015، وتشير التقديرات إلى أنه بحلول عام 2035، سيظل يمثل 24% من الطاقة. وباعتباره منتجًا ثانويًا صناعيًا لمحطات توليد الطاقة التي تعمل بالفحم، ستظل كمية رماد الفحم المتطاير مرتفعة لفترة طويلة.رماد الفحم المتطاير أصبح رماد الفحم المتطاير محط اهتمام بيئي نظراً لتركيبه المعقد ومعالجته غير الرشيدة. في الوقت نفسه، يُعدّ رماد الفحم المتطاير مورداً محتملاً، ويحتاج إلى استغلاله بشكل معقول وعاجل. حالياً، يشمل استغلال رماد الفحم المتطاير مجالات واسعة، إلا أن معدل الاستغلال الأمثل له منخفض. ويتطلب الاستغلال الأمثل دراسة خصائص رماد الفحم المتطاير. يتكون رماد الفحم المتطاير من جزيئات كروية صلبة أو مجوفة غير متبلورة، وجزيئات كربون غير محترقة غير منتظمة، وجزيئات معدنية مثل الموليت والكوارتز والهيماتيت، وغيرها. توجد بعض الاختلافات في الخصائص الفيزيائية والتركيب الكيميائي والمعدني لرماد الفحم المتطاير في مناطق الإنتاج المختلفة. كما أن طريقة استخدامه والغرض منه ليسا متطابقين. يُعدّ التركيب المعقد لرماد الفحم المتطاير عائقاً رئيسياً أمام الاستغلال الأمثل له. ومع ذلك، يمكن فصل المكونات المفيدة، مثل الكريات المجهرية المجوفة والكربون غير المحترق والمواد المغناطيسية، عن المكونات المعقدة باستخدام تقنيات فصل مناسبة. يُعدّ التركيب المعدني لرماد الفحم مادة خام منخفضة التكلفة لإنتاج منتجات ذات قيمة مضافة عالية، مثل الجيوبوليمرات والسيراميك الزجاجي والزيوليت. يؤثر التركيب الكيميائي وحجم الجسيمات الأصلي لرماد الفحم بشكل كبير على قوة الجيوبوليمرات. يجب تحديد الظروف التقنية المثلى بناءً على دراسة شاملة للخصائص الأساسية لرماد الفحم عند تحضير الجيوبوليمرات. وفقًا للتركيب الكيميائي لرماد الفحم، يتكون السيراميك الزجاجي المُحضّر منه بشكل أساسي من نظامين: CaO-Al2O3-SiO2 و MgO-Al2O3-SiO2، إلا أن استهلاك الطاقة في طريقة التحضير مرتفع نسبيًا. لا تزال طريقة التلبيد المباشر منخفضة استهلاك الطاقة بحاجة إلى مزيد من الدراسة والتعميم. هناك العديد من التجارب التطبيقية للزيوليت المُصنّع من رماد الفحم، ولكن التجارب الصناعية قليلة. البحث النظري حول تحضير السيليكا المسامية وتجارب رذاذ السيليكا غير مكتمل، والظروف صعبة. لا يزال الطريق طويلاً قبل الإنتاج الصناعي، ولا يزال هناك الكثير من العمل.