Tình trạng nghiên cứu và tiến độ tận dụng tro bay than đá có giá trị cao

Sự tăng trưởng nhanh chóng của nhu cầu năng lượng toàn cầu đã mở đường cho việc phát triển các nguồn tài nguyên thiên nhiên thay thế. Tuy nhiên, than đá vẫn đóng vai trò quan trọng trong nguồn năng lượng chính của thế giới. Than đá chiếm 29% tổng nguồn cung năng lượng toàn cầu năm 2015, và ước tính đến năm 2035, than đá vẫn sẽ chiếm 24% tổng năng lượng. Là một sản phẩm phụ công nghiệp của các nhà máy điện đốt than, lượng tro bay từ than đá sẽ vẫn ở mức cao trong thời gian dài.Tro bay than đá Tro bay than đã trở thành tâm điểm của mối quan tâm về môi trường do thành phần phức tạp và cách xử lý không hợp lý. Đồng thời, tro bay than là một nguồn tài nguyên tiềm năng, cần được khai thác hợp lý một cách khẩn cấp. Hiện nay, việc sử dụng tài nguyên tro bay than liên quan đến nhiều lĩnh vực, nhưng tỷ lệ sử dụng có giá trị cao còn thấp. Tiền đề để sử dụng có giá trị cao là nghiên cứu các đặc tính của tro bay than. Tro bay than bao gồm các hạt hình cầu vô định hình rắn hoặc rỗng, các hạt carbon chưa cháy không đều và các hạt khoáng chất như mullit, thạch anh, hematit, v.v. Có một số khác biệt về tính chất vật lý, thành phần hóa học và thành phần khoáng chất của tro bay than ở các khu vực sản xuất khác nhau. Cách thức và mục đích sử dụng của nó cũng không giống nhau. Thành phần phức tạp của tro bay than là một trở ngại lớn đối với việc sử dụng có giá trị cao. Tuy nhiên, các thành phần hữu ích, chẳng hạn như vi cầu rỗng, carbon chưa cháy, vật liệu từ tính, v.v., có thể được tách ra khỏi các thành phần phức tạp bằng các kỹ thuật tách hợp lý. Thành phần hóa học và thành phần khoáng chất của tro bay là nguyên liệu thô giá rẻ cho các sản phẩm có giá trị gia tăng cao như... Vật liệu geopolymer, gốm thủy tinh và zeolit. Thành phần hóa học và kích thước hạt ban đầu của tro bay than có ảnh hưởng lớn đến độ bền của geopolymer. Các điều kiện kỹ thuật tối ưu cần được xác định trên cơ sở xem xét đầy đủ các đặc tính cơ bản của tro bay than khi chế tạo geopolymer. Theo thành phần hóa học của tro bay than, gốm thủy tinh được chế tạo từ tro bay than chủ yếu bao gồm hai hệ: CaO-Al2O3-SiO2 và MgO-Al2O3-SiO2, nhưng phương pháp chế tạo này tiêu thụ năng lượng tương đối cao. Phương pháp thiêu kết trực tiếp với mức tiêu thụ năng lượng thấp vẫn cần được nghiên cứu và phổ biến thêm. Có nhiều thí nghiệm ứng dụng zeolit ​​tổng hợp từ tro bay than, nhưng ít thí nghiệm công nghiệp được thực hiện. Nghiên cứu lý thuyết về việc chế tạo silica xốp và các thí nghiệm sol khí silica chưa đủ kỹ lưỡng, các điều kiện khó kiểm soát, và vẫn còn một chặng đường dài trước khi sản xuất công nghiệp.