Las cenizas volantes son las cenizas finas recolectadas del gas de combustión después de la combustión del carbón, y también son los principales desechos sólidos descargados de las centrales eléctricas de carbón. Sus principales componentes son óxidos de silicio, aluminio, hierro, calcio y magnesio.
Con el desarrollo de la industria energética, la descarga de cenizas volantes de las centrales eléctricas de carbón aumenta año tras año. Si una gran cantidad de cenizas volantes no se trata, generará polvo y contaminará la atmósfera. Pero ahora, las cenizas volantes también se pueden utilizar como recurso.
Las propiedades de las cenizas volantes
Apariencia: La apariencia de las cenizas volantes es similar al cemento, y el color es entre blanco lechoso y negro grisáceo. El color de las cenizas volantes es un índice de calidad importante, que puede reflejar la cantidad de contenido de carbono y, hasta cierto punto, la finura de las cenizas volantes. Cuanto más oscuro es el color, más fino es el tamaño de las partículas de las cenizas volantes y mayor es el contenido de carbono.
Clasificación: Las cenizas volantes se pueden dividir en cenizas volantes bajas en calcio y cenizas volantes altas en calcio. Generalmente, el color de las cenizas volantes con alto contenido de calcio es rojizo y el color de las cenizas volantes con bajo contenido de calcio es gris. Las partículas de cenizas volantes tienen una estructura porosa de panal con una gran superficie específica y un alto rendimiento de adsorción.
Gradación de partículas: la gradación de las cenizas volantes se puede dividir aproximadamente en tres formas. El primero es gris fino. La gradación de partículas de la ceniza fina es más fina que la del cemento y se utiliza principalmente para reemplazar el cemento o la mezcla de cemento en el hormigón armado. El segundo tipo es la ceniza gruesa. La granulometría de las partículas de la ceniza gruesa es más gruesa que la del cemento y se utiliza principalmente en materiales de construcción como el mortero para reemplazar los agregados. El tercero es ceniza mixta. Las cenizas volantes mezcladas con las cenizas de fondo del horno se pueden usar como sustitutos de agregados o para relleno.
Densidad: La densidad de las cenizas volantes ordinarias es de 1,8 a 2,3 g/cm3, que es aproximadamente dos tercios del cemento Portland. El rango de variación de la densidad aparente de las cenizas volantes es de 0,6 a 0,9 g/cm3, y la densidad aparente después de la vibración es de 1,0 a 1,3 g/cm3. La densidad de las cenizas volantes con alto contenido de calcio es ligeramente superior.
¿Cómo se produce la ceniza volante?
El proceso de combustión de las cenizas volantes es el siguiente:
El carbón pulverizado se quema en estado suspendido en el horno. La mayoría de los combustibles en el proceso de combustión del carbón se pueden quemar en el horno, mientras que una gran cantidad de los no combustibles del carbón pulverizado se mezclan con los gases de combustión a alta temperatura. Estos incombustibles (principalmente cenizas) se funden parcialmente debido a la alta temperatura. Al mismo tiempo, por efecto de su tensión superficial, se forman un gran número de finas partículas esféricas.
Bajo la acción del ventilador de tiro inducido en la cola de la caldera, el gas de combustión que contiene una gran cantidad de cenizas fluye hacia la cola del horno. A medida que disminuye la temperatura de los gases de combustión, una parte de las partículas finas fundidas estarán en un estado vítreo debido a un cierto grado de enfriamiento rápido, por lo que tendrán una mayor actividad potencial. Antes de que el ventilador de tiro inducido descargue los gases de combustión a la atmósfera, las partículas esféricas finas mencionadas anteriormente son separadas y recolectadas por el colector de polvo, que es ceniza volante.
Ventajas y desventajas de las cenizas volantes
Ventajas
1. Ahorro de energía y reducción de emisiones. El reciclaje de cenizas volantes puede realizar efectivamente la reutilización de recursos y evitar el desperdicio de recursos. Al mismo tiempo, al reducir la demanda de materias primas, también reduce la contaminación, como los gases residuales y las aguas residuales producidas durante la minería y otros procesos de producción. Por lo tanto, el uso de cenizas volantes puede tener el efecto de ahorro de energía y reducción de emisiones.
2. Reducir costos. Las cenizas volantes pueden reemplazar parte del cemento como una mezcla de cemento relativamente barata, lo que reduce el costo de los materiales de construcción. Durante el uso, las cenizas volantes también pueden reducir el tiempo de suspensión y el contenido de cemento del concreto, y mejorar la velocidad de construcción y la calidad de la ingeniería del concreto.
3. Mejorar el medio ambiente. Las cenizas volantes son un material muy estable que no se descompondrá ni deteriorará con el tiempo. Al mismo tiempo, debido al peso relativamente ligero de las cenizas volantes, su transporte y almacenamiento también son relativamente convenientes. Todos estos factores pueden hacer que las cenizas volantes sean fáciles de reciclar y causen menos contaminación ambiental.
4. Mejorar el rendimiento de los materiales existentes. Como mezcla de hormigón, las cenizas volantes pueden mejorar la durabilidad, la resistencia a las heladas, la resistencia a la compresión y otras características del hormigón. Estas características son difíciles de conseguir con el hormigón tradicional. Por lo tanto, la adición de cenizas volantes no solo puede ahorrar recursos, sino también mejorar el rendimiento del hormigón, lo que es de gran ayuda para las aplicaciones prácticas.
5.Expandir nuevos mercados. El reciclaje de cenizas volantes puede abrir nuevos mercados. En algunas regiones, como Europa, América y Asia, las cenizas volantes se han convertido en uno de los materiales de construcción más utilizados. Con la mejora de los requisitos nacionales para la protección del medio ambiente y la eficiencia energética, las cenizas volantes recibirán cada vez más atención.
Desventajas
1.Necesidad de dominar la proporción adecuada. Cuando se utilizan cenizas volantes como materia prima, la proporción de hormigón a cenizas volantes debe controlarse estrictamente para no afectar la calidad del hormigón.
2. No apto para todo tipo de hormigón. Si bien las cenizas volantes pueden mejorar el rendimiento del concreto, no son adecuadas para todos los tipos de concreto. Es necesario prestar atención a la distinción estricta al usar.
3. Es más difícil evaluar la calidad. Si se mezclan demasiadas cenizas volantes con el concreto, puede causar problemas tales como una disminución en la resistencia del concreto. Sin embargo, es difícil evaluar la cantidad de cenizas volantes, por lo que debe usarse con precaución, de lo contrario, puede afectar la calidad del concreto.
Usos de las cenizas volantes
Las cenizas volantes son ricas en recursos, de bajo precio y contienen una gran cantidad de ingredientes activos. Después del procesamiento, se puede utilizar para un uso secundario en los campos de materiales de construcción, hormigón y productos químicos.
1. Hacer hormigón y cemento. Después de clasificar y moler, las cenizas volantes se pueden utilizar como sustituto parcial de las materias primas del hormigón. Diferentes cantidades de mezcla afectarán el nivel de endurecimiento, la resistencia, la contracción y otras propiedades del concreto. La tecnología de fabricación de cemento con cenizas volantes es relativamente madura, por lo que la cantidad de mezcla en el cemento puede alcanzar el 75 %.
2. Hacer productos de ladrillo. Después de procesar materias primas como las cenizas volantes a través de una serie de procesos, se pueden convertir en diferentes bloques de ladrillos, como ladrillos huecos de cenizas volantes y ladrillos macizos.
3. Ser utilizado en la industria química. El alumbre de alta pureza se puede extraer de las cenizas volantes, que se pueden usar para sintetizar bauxita y también se puede usar para producir polvo de SiC, un material cerámico sin óxido. Las cenizas volantes se pueden convertir en material de relleno de polímero después de cierto proceso de refinamiento, y el material sintético se puede modificar.
4. Hacer fertilizante agrícola. La ceniza volante es rica en oligoelementos, como silicio, boro, azufre, zinc, cobre, calcio, magnesio y hierro, etc. Tiene una textura suelta y puede mejorar significativamente la estructura del suelo. Agregar la cantidad adecuada de aditivos a las cenizas volantes de acuerdo con la fórmula científica puede hacer un fertilizante compuesto.
5. Produce la ceramsita. La ceramsita toma cenizas volantes como materia prima principal, agrega agua y material aglutinante, procesa en bolas y sinteriza en agregado artificial. La proporción de cenizas volantes utilizadas en la producción de ceramsita puede ser de hasta el 80%, que es de calidad más liviana, tiene un buen aislamiento térmico, una fuerte función de aislamiento térmico, alta resistencia y resistencia al impacto. El uso de ceramsita de cenizas volantes en edificios de gran altura y componentes de gran envergadura puede reducir la masa de la estructura en un 33%, y el rendimiento del aislamiento térmico puede mejorarse considerablemente.
Además, las cenizas volantes también se pueden utilizar en la producción de mortero, tabiques ligeros, ladrillos aislantes y otros productos.
La ceniza volante es un material de construcción con amplias perspectivas de aplicación. Su aplicación no solo puede mejorar la calidad y la eficiencia de los edificios, sino también proteger el medio ambiente, ahorrar energía y reducir la contaminación. Como nuevo material de construcción, debemos estudiar cuidadosamente sus propiedades, rango de aplicación y tecnología de procesamiento, para ejercer su mayor potencial de aplicación.