Flygaska, en biprodukt från koleldade värmekraftverk, är ett pozzolaniskt material som erkänns som en värdefull resurs som kan tillsättas byggmaterial för att bilda cementbaserade föreningar när de kommer i kontakt med vatten. Cenosfärer, ihåliga, sfäriskt formade partiklar som mestadels är av öppenporig natur, är ett av de viktigaste förädlade materialen eller delprodukterna som blandas med flygaska. Detta beror på cenosfärernas särskiljande egenskaper, såsom att de är lätta, har god flytförmåga, är kemiskt inerta, har god isolering, är hög tryckhållfast och har låg värmeledningsförmåga, vilket gör att de kan användas i stor utsträckning i många industriella tillämpningar. Cenosfärer har blivit ett mycket efterfrågat material som fyllnadsmedel eller tillsatsmedel i många specialiserade tillämpningar, såsom i lättviktscement, polymerkompositer, bromsskivor och differentialkåpor för bilar, mullitbelagda dieselmotorkomponenter samt tillämpningar för elektromagnetisk avskärmning och energiabsorption. Användningsområden för cenosfärer som konstruktionsmaterial har hittats, såsom i lättviktsvärmeisoleringskompositer, lättviktsljudabsorberande konstruktionsmaterial med cenosfärförstärkt cement och asfaltbetong samt lättbetong. Det har nyligen rapporterats att cenosfärer används som tillsatsmedel eller fyllnadsmedel i polymerbetongmatris för tillverkning av kompositbalkar och järnvägssyllar av kompositmaterial. Med sina sfäriska och ihåliga morfologier är cenosfärer särskilt lovande, med hög motståndskraft mot sprickutbredning.
Cenosfärernas densitet varierar från 0,2 g/cc upp till 2,6 g/cc. Tillgängligheten av sådan lågdensitets (De befintliga metoderna för cenosfärseparation klassificeras i två grupper: våtseparation och torrseparation. Våtseparationsmekanismen baseras på skillnaderna mellan densiteten hos fasta partiklar och ett flytande medium: med denna process kan cenosfärer utvinnas från flygaska genom en gravitationssedimenteringsseparation - sjunk-flyt-metoden. Separationseffektiviteten för våtseparation baseras på cenosfärernas naturliga flytkraft i mediet, koncentrationen av matarpartiklar, yttopologin och partiklarnas porositet samt förädlingscykler. Effektiviteten begränsas dock av inverkan av den täta massan av flygaska, vilket förhindrar att partiklar lättare än vatten undkommer agglomerationen, vilket följaktligen hindrar de lättare partiklarnas uppstigning till ytan. Fördelen med våtseparationsmetoden är möjligheten att erhålla intakta cenosfärer med låg densitet direkt från separationsprocessen: tillgången på mark och vatten är dock ett stort problem för storskalig produktion. Ett annat problem är frågan om upplösning av farliga material i vattenkällor. En ytterligare nackdel är behovet av ett ytterligare torkningssteg före vidare användning. När det gäller materialkvaliteten (särskilt för Flygaska klass C med hög kalciumhalt) bildas kristaller på partikelytan och härdas sedan i torkningssteget, vilket begränsar deras användning för ytterligare tillämpningar. Torrseparation är en alternativ metod som syftar till att övervinna problemen med våtseparation. Med denna metod förblir den kemiska sammansättningen oförändrad. Dessutom behövs inget torkningssteg, vilket undviker problem med energiförbrukning: denna metod kräver dock avancerad teknik som involverar pneumatisk separation, såsom en luftklassificerare, för att effektivt klassificera partiklarna. Luftklassificering är en operation som separerar dispergerade fasta partiklar baserat på deras skillnader i storlek, geometrisk form och densitet i luftströmmen.
Publiceringstid: 27 februari 2023