سنتز، جداسازی و مشخصه یابی میکروحباب های شیشه ای از خاکستر ذغال سنگ معدن زرند

هدف: میکروحباب های شیشه ای به دلیل چگالی بسیار پایین و سختی و استحکام قابل قبول یکی از گزینه های مناسب برای ایجاد ترک های هیدرولیک در چاه های نفت و استحکام بخشی به بتن های سبک هستند. در این تحقیق از خاکستر ذغال سنگ معدن زرند بعنوان یک ماده بازیافتی جهت تهیه این دسته از مواد استفاده شده است.مواد و روش ها: برای تولید میکرو حباب های شیشه ای ذغال سنگ آسیاکاری شده در محدوده دمایی °C ۷۰۰ تا °C ۱۱۰۰ در کوره الکتریکی به منظور بدست آوردن دمای بهینه برای تولید میکروحباب ها حرارت داده شدند و سپس عملیات جداسازی به کمک آب مقطر و بر اساس اختلاف چگالی صورت گرفت. بررسی های مورفولوژیکی، ساختاری و عنصری به کمک دستگاههای XRD، XRF و SEM  همراه با آنالیز  EDS در کنار اندازه گیری چگالی انجام شد.نتایج: بر اساس آنالیز مورفولوژی و اندازه ذرات انجام گرفته با SEM، ساختار ذرات متخلخل و آگلومره بوده و عناصر Ca، K و Fe بر اساس آنالیز EDS دیده شد، که به شکل فازهای اکسید کلسیم و پتاسیم در آنالیز XRD نیز مشاهده شدند. وجود این اکسیدها منجر به تشکیل فازهای شیشه ای در دماهای پایین شده و این مساله باعث شده است تا با افزایش دمای کوره میزان آگلومراسیون ذرات خاکستر نیز افزایش یافته و خردایش آن نیاز به انرژی بیشتری داشته باشد.نتیجه گیری: این روش قادر به تولید میکروحباب هایی با مورفولوژی شبه کروی و توده ای شکل با چگالی پایین در محدوده g/cm۳ ۹۵/۰- ۷/۰بوده و عملیات آسیاکاری منجر به راندمان بالاتری از میکروحباب های شیشه با اندازه کوچکتر شده است.  همچنین با افزایش دمای سنتز مقدار فاز مولایت تشکیل شده در ساختار نیز افزایش یافته است که منجر به بالا رفتن استحکام ذرات می شود

کلیدواژه ها:

خاکستر ، ذغال سنگ ، جداسازی ، غبار ، میکروحباب شیشه ای