محصولات احتراق زغال سنگ - که اغلب به عنوان "خاکستر زغال سنگ" شناخته می شود - مواد جامدی هستند که هنگام سوزاندن زغال سنگ برای تولید برق تولید می شوند. دلایل خوب زیادی وجود دارد که خاکستر زغال سنگ را به جای ضایعات به عنوان یک منبع در نظر بگیریم. استفاده از آن باعث حفظ منابع طبیعی و صرفه جویی در مصرف انرژی می شود. در بسیاری از موارد، محصولات ساخته شده با خاکستر زغال سنگ عملکرد بهتری نسبت به محصولات بدون آن دارند.

از آنجایی که زغال سنگ به تولید تقریباً یک سوم برق تولیدی در ایالات متحده ادامه می دهد، حجم قابل توجهی از خاکستر زغال سنگ تولید می شود. از سال 1968، انجمن خاکستر زغال سنگ آمریکا تولید و استفاده از انواع خاکستر زغال سنگ را دنبال می کند. این بررسی‌ها برای نشان دادن الگوهای استفاده گسترده و داده‌های ACAA توسط صنعت و بسیاری از سازمان‌های دولتی به عنوان بهترین معیارهای موجود برای شیوه‌های استفاده مفید پذیرفته شده‌اند.

شصت و چهار درصد از خاکستر زغال سنگ تولید شده در سال 2017 بازیافت شد - این رکورد جدیدی را ایجاد کرد و سومین سال متوالی را رقم زد که بیش از نیمی از خاکستر زغال سنگ تولید شده در ایالات متحده به جای دفع سودمند استفاده شد. استفاده از خاکستر بادی زغال سنگ در بتن تقریباً به میزان 14.1 میلیون تن در سال گذشته باقی مانده است. تولیدکنندگان و مصرف کنندگان بتن تمایل به استفاده بیشتر از خاکستر بادی را نشان دادند، اما چندین بازار منطقه ای تحت تأثیر تغییر دینامیک عرضه مرتبط با بسته شدن نیروگاه های با سوخت زغال سنگ قرار گرفتند. استفاده از یک محصول کلیدی احتراق زغال سنگ "غیر خاکستر" به طور قابل توجهی افزایش یافت. گچ مصنوعی محصول جانبی واحدهای گوگرد زدایی گازهای دودکش است که به نام اسکرابر نیز شناخته می شود که در نیروگاه های با سوخت زغال سنگ قرار دارد. استفاده از گچ مصنوعی در محصولات پانل (یعنی تخته دیواری) 60 درصد افزایش یافت و به 15 رسید.

Fly Ash

خاکستر بادی یک ماده پودری است که قبل از اینکه بتواند به بالای پشته "پرواز کند" توسط تجهیزات کنترل انتشار جذب می شود. خاکستر بادی که بیشتر از سیلیس، آلومینا و ترکیبات کلسیم تشکیل شده است، دارای خواص مکانیکی و شیمیایی است که آن را به یک عنصر ارزشمند در طیف وسیعی از محصولات بتنی تبدیل می کند. جاده ها، پل ها، ساختمان ها، بلوک های بتنی و سایر محصولات بتنی معمولاً حاوی خاکستر بادی هستند.

بتن ساخته شده با خاکستر زغال سنگ قوی تر و بادوام تر از بتن ساخته شده با سیمان به تنهایی است. با کاهش میزان سیمان تولیدی مورد نیاز برای تولید بتن، خاکستر بادی هر سال حدود 14 میلیون تن از انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد. سایر کاربردهای عمده خاکستر بادی شامل ساخت پرهای ساختاری و خاکریزها، تثبیت و انجماد زباله، احیای معدن و استفاده به عنوان خوراک خام در تولید سیمان است.

انجمن سازندگان راه و حمل و نقل آمریکا تخمین می زند که استفاده از خاکستر زغال سنگ در جاده ها و پل ها باعث صرفه جویی 5.2 میلیارد دلاری در سال در هزینه های ساخت و ساز ایالات متحده می شود.

خاکستر پایین

خاکستر پایین ماده ای سنگین تر و دانه ای است که از "ته" دیگ های بخار با سوخت زغال سنگ جمع آوری می شود. خاکستر پایین اغلب به عنوان سنگدانه استفاده می شود و جایگزین شن و ماسه می شود. خاکستر پایین اغلب به عنوان یک عنصر در تولید بلوک های بتنی استفاده می شود.

سایر کاربردهای اصلی خاکستر کف شامل ساخت پرهای ساختاری و خاکریزها، احیای معادن و استفاده به عنوان خوراک خام در تولید سیمان است.

گچ مصنوعی

نیروگاه‌های مجهز به کنترل‌های گوگرد زدایی گازهای دودکش ("FGD") که به نام "اسکرابر" نیز شناخته می‌شوند، محصولات جانبی را ایجاد می‌کنند که شامل گچ مصنوعی است. اگرچه این ماده از نظر فنی "خاکستر" نیست زیرا در زغال سنگ وجود ندارد، اما به عنوان یک محصول احتراق زغال سنگ مدیریت و تنظیم می شود.

اسکرابرها از جاذب های با کلسیم بالا مانند آهک یا سنگ آهک برای جذب گوگرد و سایر عناصر از گازهای دودکش استفاده می کنند. بسته به پیکربندی اسکرابر، قوام محصولات جانبی از لجن مرطوب تا مواد پودری خشک متفاوت است.

گچ مصنوعی به طور گسترده در ساخت تخته دیواری استفاده می شود. استفاده از گچ مصنوعی که به سرعت در حال رشد است در کشاورزی است، جایی که از آن برای بهبود شرایط خاک و جلوگیری از روان شدن کودها و آفت کش ها استفاده می شود.

سایر کاربردهای عمده گچ مصنوعی شامل تثبیت زباله، احیای معادن و تولید سیمان است.

بیش از نیمی از تخته دیواری گچی تولید شده در ایالات متحده از گچ مصنوعی از نیروگاه های زغال سنگ استفاده می کند.

استفاده از گچ مصنوعی در مزارع باعث بهبود کیفیت و عملکرد خاک می شود.

سایر محصولات و موارد استفاده

سرباره بویلر  - خاکستر مذابی است که در پایه دیگ های نسل قدیم جمع آوری می شود که با آب خاموش می شود و به ذرات سیاه و زاویه دار با ظاهری صاف و شیشه ای تبدیل می شود. سرباره دیگ بخار برای استفاده مفید به عنوان سنگ ریزه انفجار و گرانول سقف تقاضای زیادی دارد، اما به دلیل بازنشستگی از خدمات نیروگاه های قدیمی که سرباره دیگ بخار تولید می کنند، منابع در حال کاهش است.

سنوسفرها  - از خاکستر بادی برداشت می شوند و از کره های توخالی میکروسکوپی تشکیل شده اند. سنوسفرها قوی و سبک هستند و به عنوان پرکننده در طیف گسترده ای از مواد از جمله بتن، رنگ، پلاستیک و کامپوزیت های فلزی مفید هستند.

خاکستر FBC  - دسته ای از خاکستر از نیروگاه های احتراق بستر سیال است. این نیروگاه‌ها زغال‌سنگ زباله را برای سوخت بازیافت می‌کنند و محصول جانبی خاکستر ایجاد می‌کنند که بیشتر برای بازیابی معادن سطحی متروکه و کاهش زه‌کشی معدن اسیدی استفاده می‌شود. خاکستر حاصل از نیروگاه های FBC نیز می تواند برای تثبیت زباله و خاک استفاده شود

کاربردهای جدید در Horizon

کاربردهای سودمند جدید برای خاکستر زغال سنگ به طور مداوم در حال توسعه است. محققان و بازاریابان خاکستر در حال حاضر به شدت بر روی پتانسیل برداشت خاکستری که قبلاً برای استفاده مفید بالقوه دفع شده است تمرکز می کنند. همچنین علاقه مجددی به پتانسیل استخراج مواد معدنی کمیاب استراتژیک از خاکستر برای استفاده در تولید لوازم الکترونیکی وجود دارد.