Caracterización morfológica y estructural de polvos de cenizas volantes

Morphological and structural characterization of fly ash powders

Se reporta la caracterización morfológica y estructural de polvos de cenizas volantes obtenidos de la combustión de carbón, suministrados por la Central Termoeléctrica Termotasajero S.A. El estudio morfológico consistió en el análisis superficial mediante el uso de microscopia electrónica de barrido (MEB). La composición química elemental fue hallada usando los espectros de dispersión de energías de rayos X (EDS-MEB), mientras que la caracterización estructural se llevó a cabo por difracción de rayos X (DRX). Para la distribución del tamaño de partícula se usó el software Image Tool V. 3.0. Los resultados obtenidos muestran que los polvos de cenizas volantes están formados por partículas mayoritariamente esféricas (cenosferas y plerosferas), así como de partículas de inquemados adheridas a las partículas de ceniza, con tamaño de partícula promedio del orden de micrómetros. El estudio estructural, para el cual se utilizó DRX, reporta las fases cristalinas mayoritarias de la mullita, cuarzo y hematita. Nuestros resultados permitirán evaluar los procesos de combustión del carbón de la Central Termoeléctrica de Termotasajero, así como otros usos o aplicaciones a dichas cenizas.

1. INTRODUCCIÓN

En la producción de energía termoeléctrica, la combustión del carbón genera grandes cantidades de residuos sólidos, dentro de los que se encuentran las cenizas volantes, las cuales, en la actualidad, debido a su granulometría muy fina (1 a 100 um) y a su actividad puzolánica, son usadas en la industria del cemento (Davidovits, 1994; Hanehara, Tomosawa, Kobayakawa & Hwang, 2001; Bonzoubaa, Zhang & Malhotra, 2001); también por su alta superficie específica se han usado como adsorbentes en la eliminación de colorantes (Wang, Boyjoo, Choueib & Zhu, 2005) y en la remoción de sales y ácidos de boro (Oztúrk de Kavak, 2005) presentes en soluciones acuosas, desechadas por las industrias de tintas, de cueros y cosméticas, En la industria cerámica se han usado cenizas volantes clase F, para elaborar ladrillos refractarios y pisos, cementos geopoliméricos de alta temperatura y en la producción de zeolitas por procesos hidrotermales (Rajamaman, Kalyana, Vimihagiri & Shanmugam, 2013; Skvára, Jilek & Kopecky, 2005; Ruiz-Román et al., 2000).

En la fabricación de productos que requieren materiales en forma granular, y es de vital importancia el conocimiento de las propiedades morfológicas, como la forma y distribución de sus partículas, de la estructura cristalina y de su composición química. Prueba de lo anterior es que en países como España se han realizado estudios tendientes a caracterizar las cenizas volantes producidas por sus centrales térmicas (Cañadas-Serrano et al., 1990), con el objeto de conocerla composición, morfología, estructura y comportamiento térmico.