Летяща пепел, страничен продукт от топлоелектрическите централи, работещи с въглища, е пуцоланов материал, признат за ценен ресурс, който може да се добавя към строителни материали, за да образува циментови съединения при контакт с вода. ЦеносфериКухите, сферично оформени частици, които са предимно с отворени пори, са едни от най-важните материали или странични продукти с добавена стойност, които се смесват с летяща пепел. Това се дължи на отличителните свойства на ценосферите, като леко тегло, добра течливост, химическа инертност, добра изолация, висока якост на натиск и ниска топлопроводимост, което им позволява да бъдат широко използвани в много промишлени приложения. Ценосферите са се превърнали в силно търсен материал като пълнител или добавка в много специализирани приложения, като например в лек цимент, полимерни композити, автомобилни спирачни ротори и капаци на диференциали, компоненти на дизелови двигатели с мулитово покритие, както и приложения за електромагнитно екраниране и абсорбиране на енергия. Открити са приложения на ценосферите като строителен материал, като например в лек топлоизолационен композит, лек звукопоглъщащ структурен материал с цимент, подсилен с ценосфери, и асфалтобетон, и лек бетон. Наскоро беше съобщено, че ценосферите се използват като добавка или пълнител в полимербетонна матрица за производство на композитни греди и композитни железопътни траверси. Със своите сферични и кухи морфологии, ценосферите са особено обещаващи, с висока устойчивост на разпространение на пукнатини.
Плътността на ценосферите варира от 0,2 g/cc до 2,6 g/cc. Наличието на такива нископлътни (съществуващите методи за разделяне на ценосферите се класифицират в две групи: мокро разделяне и сухо разделяне. Механизмът на мокро разделяне се основава на разликите между плътността на твърдите частици и течната среда: с този процес ценосферите могат да бъдат извлечени от летяща пепел чрез гравитационно утаяване - методът на потапяне-флоат. Ефективността на разделяне при мокрото разделяне се основава на естествената плаваемост на ценосферите в средата, концентрацията на захранващите частици, топологията на повърхността и порьозността на частиците, както и циклите на рафиниране. Ефективността обаче е ограничена от влиянието на плътната маса на летящата пепел, която предотвратява излизането на частици, по-леки от водата, от агломерацията, като по този начин възпрепятства издигането на по-леките частици към повърхността. Предимството на метода за мокро разделяне е възможността за получаване на непокътнати ценосфери с ниска плътност директно от процеса на разделяне: въпреки това наличието на земя и вода е основен проблем за мащабното производство. Друг проблем е въпросът за разтварянето на опасни материали във водни източници. Друг недостатък е необходимостта от допълнителен етап на сушене преди по-нататъшна употреба. По отношение на качеството на материала (особено за летяща пепел клас C с високо съдържание на калций), кристалите се образуват върху повърхността на частиците и след това се втвърдяват в етапа на сушене, което следователно ограничава използването им за по-нататъшни приложения. Сухото разделяне е алтернативен метод, целящ да преодолее проблемите на мокрото разделяне. При този метод химичният състав остава непроменен. Освен това не е необходим етап на сушене, като по този начин се избягват проблеми с консумацията на енергия: въпреки това, този метод изисква усъвършенствана технология, включваща пневматично разделяне, като например въздушен класификатор, за ефективно класифициране на частиците. Въздушната класификация е операция, която разделя диспергираните твърди частици въз основа на разликите им в размера, геометричната форма и плътността във въздушния поток.
Време на публикуване: 27 февруари 2023 г.