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 700 تا °c 1100 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/cm3 0.95- 0.7بوده 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

synthesis, separation and characterization of glass microbubbles from coal ash of zarand mine

objective: due to their very low density and acceptable hardness and strength, glass microbubbles are one of the options used to create hydraulic cracks and increase the efficiency of oil and gas wells, and as one of the materials used to strengthen light concrete. in this research, coal ash from zarand mine has been used as a recycled material to prepare this category of materials.materials and methods: for the production of glass microbubbles, ground coal was heated in the temperature range of 700°c to 1100°c in an electric furnace in order to obtain the optimal temperature for the production of microbubbles, and then the separation operation was carried out with the help of deionized water based on the difference in surface density. morphological, structural and elemental investigations were carried out with the help of xrd, xrf and sem devices along with eds analysis. also, the density of the samples measured.results: the presence of ca, k and fe elements based on eds analysis, which was also observed in the form of calcium and potassium oxide phases in xrd analysis, led to the formation of glass phases at low temperatures, and this problem has caused the agglomeration of ash particles to increase with the increase in furnace temperature.conclusions: this method was able to produce microbubbles with semi-spherical and lumpy morphology with low density in the range of 0.7-0.95 g/cm3 and the grinding operation led to a higher efficiency of small glass microbubbles with higher density. also, with the increase in the synthesis temperature, the amount of mullite phase formed in the structure has increased, which leads to an increase in the strength of the particles