ქვანახშირის მფრინავი ფერფლის მაღალი ღირებულების გამოყენების კვლევის სტატუსი და პროგრესი

გლობალური ენერგეტიკული მოთხოვნის სწრაფმა ზრდამ გზა გაუხსნა ბუნებრივი რესურსების ალტერნატივების განვითარებას. თუმცა, ქვანახშირი კვლავ მნიშვნელოვან როლს ასრულებს მსოფლიოს მთავარ ენერგორესურსად. 2015 წელს ქვანახშირი გლობალური ენერგომომარაგების 29%-ს შეადგენდა და ვარაუდობენ, რომ 2035 წლისთვის ის კვლავ ენერგიის 24%-ს შეადგენს. როგორც ქვანახშირზე მომუშავე ელექტროსადგურების სამრეწველო თანმდევი პროდუქტი, ქვანახშირის ფერფლის რაოდენობა დიდი ხნის განმავლობაში მაღალი დარჩება.ქვანახშირის ნაცარი გარემოსდაცვითი შეშფოთების საგანი გახდა მისი რთული შემადგენლობისა და არაგონივრული დამუშავების გამო. ამავდროულად, ნახშირის მფრინავი ნაცარი წარმოადგენს პოტენციურ რესურსს, რომლის სასწრაფოდ გონივრულად გამოყენებაა საჭირო. ამჟამად, ნახშირის მფრინავი ნაცრის რესურსების გამოყენება მოიცავს დარგების ფართო სპექტრს, მაგრამ მაღალი ღირებულების გამოყენების მაჩვენებელი დაბალია. მაღალი ღირებულების გამოყენების წინაპირობაა ნახშირის მფრინავი ნაცრის თვისებების შესწავლა. ნახშირის მფრინავი ნაცარი შედგება მყარი ან ღრუ ამორფული სფერული ნაწილაკებისგან, არარეგულარული დაუწვავი ნახშირბადის ნაწილაკებისგან და მინერალური ნაწილაკებისგან, როგორიცაა მულიტი, კვარცი, ჰემატიტი და ა.შ. არსებობს გარკვეული განსხვავებები ნახშირის მფრინავი ნაცრის ფიზიკურ თვისებებში, ქიმიურ შემადგენლობასა და მინერალურ შემადგენლობაში სხვადასხვა წარმოების არეალში. მისი გამოყენების გზა და დანიშნულება ასევე არ არის იდენტური. ნახშირის მფრინავი ნაცრის კომპლექსური შემადგენლობა მაღალი ღირებულების გამოყენების მთავარ დაბრკოლებას წარმოადგენს. თუმცა, სასარგებლო კომპონენტები, როგორიცაა ღრუ მიკროსფეროები, დაუწვავი ნახშირბადი, მაგნიტური მასალები და ა.შ., შეიძლება გამოეყოს რთული კომპონენტებისგან გონივრული გამოყოფის ტექნიკით. მფრინავი ნაცრის ქიმიური შემადგენლობა და მინერალური შემადგენლობა არის დაბალი ფასის ნედლეული მაღალი დამატებული ღირებულების მქონე პროდუქტებისთვის, როგორიცაა გეოპოლიმერები, მინა-კერამიკა და ცეოლიტები. ქვანახშირის განატაცი ნაცრის ქიმიური შემადგენლობა და საწყისი ნაწილაკების ზომა დიდ გავლენას ახდენს გეოპოლიმერების სიმტკიცეზე. ოპტიმალური ტექნიკური პირობები უნდა განისაზღვროს გეოპოლიმერების მომზადებისას ქვანახშირის განატაცი ნაცრის ძირითადი თვისებების სრულად გათვალისწინების საფუძველზე. ქვანახშირის განატაცი ნაცრის ქიმიური შემადგენლობის მიხედვით, ქვანახშირის განატაცი ნაცრისგან მომზადებული მინის კერამიკა ძირითადად შედგება ორი სისტემისგან: CaO-Al2O3-SiO2 და MgO-Al2O3-SiO2, მაგრამ მომზადების მეთოდის ენერგიის მოხმარება შედარებით მაღალია. დაბალი ენერგიის მოხმარების მქონე პირდაპირი შედუღების მეთოდი კვლავ საჭიროებს შემდგომ შესწავლას და პოპულარიზაციას. ქვანახშირის განატაცი ნაცრისგან სინთეზირებული ცეოლიტის გამოყენების მრავალი ექსპერიმენტი არსებობს, მაგრამ რამდენიმე სამრეწველო ექსპერიმენტი ტარდება. მეზოფოროვანი სილიციუმის და სილიციუმის აეროზოლის მომზადების თეორიული კვლევა საკმარისად საფუძვლიანი არ არის, პირობების კონტროლი რთულია და სამრეწველო წარმოებამდე ჯერ კიდევ გრძელი გზაა გასავლელი.