cenosphere in fly ash
简介
粉状煤粒经高温悬浮燃烧后形成的一种空心球状玻璃体，是粉煤灰的主要组分之一。
形成机理 煤中成灰矿物，在高温燃烧条件下，由于助熔物质的作用，形成了充满气体的低黏度熔体。这些熔体在进入锅炉尾部冷却段以前，受熔体内气体的膨胀和因黏度影响的表面力的作用，形成了大小不同、密度不等的熔溶玻璃体。进入锅炉冷却段后，它们因冷却固化形成了内含气体的玻璃体外壳。根据密度不同，微珠可分为漂珠和沉珠两类。
漂珠 密度小于水密度的微珠 (见图1)，又称水上漂。它是一种轻质空心的玻璃球体，密度为0.6～0.8 g/cm3，外观浑圆，壳薄，呈灰白色，表面有大小不等的针孔，粒度在20～200μm之间，内部有一大的气穴，含N2和CO气体，壳壁厚度一般为粒径的3%～10%，壳壁物质主要是硅、铝，也有少量铁，它们以莫来石和玻璃体形式存在。漂珠耐火度约1670～1730℃，1000℃热导率约0.2W/(m·K)，是一种优质耐火绝热材料，现主要用于生产耐火保温砖。漂珠捞取方法简单，一般可在除尘器下，按一定要求设计的冲灰明沟、浓缩池水面上及灰场积水表面直接捞取。粉煤灰中漂珠含量按重量计，一般在0.3%～0.5%范围内。
图1 漂珠 (照片)
沉珠 密度大于水密度的微珠(见图2)，是一种密实的空心玻璃体。密度为1.5～2.7g/cm3，外观浑圆或呈类球体，呈灰白色或黄白色，表面有针孔或气穴，粒度一般在50μm以下，内部有一个或数个气穴，含N2和CO气体，壳壁厚度约为粒径的30%，壳壁物质主要有硅、铝和少量铁，它们以莫来石、α—石英、磁铁矿、赤铁矿、碳酸钙晶体和玻璃体形式存在。沉珠耐火度可大于1430℃，抗静压强度可达7×104N/cm2，并且硬度高，耐磨、耐腐蚀，可作为人造玻璃微珠的代用品或体积填充材料，在塑料、橡胶、油漆和一些特殊领域有广阔应用前景。工业上直接收取沉珠的技术还不够成熟，目前一般采用选矿手段通过去除杂质的办法间接收取，效果不甚理想。
图2 沉珠 (照片)
20年代人们就发现粉煤灰中含有微珠，但其开发利用仅在70年代英国中央发电局 (CEGB)发表了对微珠的研究和美国北方电力公司报导了对沉珠的选取技术之后才受到广泛重视。中国70年代末开始对微珠进行研究，目前漂珠的生产和销售十分活跃，沉珠的选取和利用正在开发。但从利用量上来讲，微珠的利用在国内外都还处于初步探索阶段。