طين الفحم

يُعدّ ملاط ​​الفحم خليطًا من المواد الصلبة ( الفحم المستخرج أو نفايات الفحم ) والسوائل (الماء أو المواد العضوية) ^{[ 1 ]} التي تنتجها محطة تحضير الفحم .

لتحويل رماد الفحم إلى معلق ، يُفصل الفحم عن المكونات غير القابلة للاحتراق، ويمكن أيضًا تجزئته حسب حجم الجسيمات. يُنقل معلق الفحم عبر خطوط الأنابيب أو باستخدام مضخات متخصصة، مثل مضخة التجويف التدريجي ، لضخ معلق الفحم شديد الكشط والتآكل واللزوجة. ^{[ 2 ]} يُستخرج أكثر من 7 مليارات طن من الفحم سنويًا (عام 2010)، باستخدام ما يقارب 200 لتر من الماء لكل طن. ^{[ 3 ]} ومع ذلك، فإن كمية الماء المطلوبة تعتمد على خصائص سطح الفحم المستخدم. تتطلب معظم معلقات الفحم إضافة مادة خافضة للتوتر السطحي لتقليل اللزوجة، وبالتالي تقليل الضغط على خطوط الأنابيب والمضخات. ^{[ 4 ]}

استخدمت الدراسات الحديثة أساليب جديدة لتحضير الملاط، مثل استخدام التشعيع بالموجات فوق الصوتية ومزيج من المواد الخافضة للتوتر السطحي الطبيعية والاصطناعية لتحسين استقرار وخواص التدفق لملاط الفحم. ^{[ 5 ] [ 6 ]}

من الناحية المثالية، يتكون طين الفحم من الفحم المسحوق والماء فقط ، ويمكن فصلهما بكفاءة. أما عمليًا، فإن عملية الفصل مكلفة للغاية نظرًا لكميات المياه الكبيرة اللازمة لها وكمية مياه الصرف الناتجة عنها. ^{[ 8 ]} علاوة على ذلك، يحتوي الطين أيضًا على غبار فحم ناعم جدًا ينتج عنه نفايات تُسمى المياه السوداء . ولأن المياه السوداء لا يمكن تنقيتها في محطات معالجة المياه ، ^{[ 9 ]} تُخزن في أحواض تجميع كبيرة. هذه الأحواض عرضة لحوادث تسرب كارثية، مثل فيضان بافالو كريك عام 1972 أو تسرب طين الفحم في مقاطعة مارتن عام 2000، والذي أدى إلى تسرب أكثر من 250 مليون جالون من طين الفحم. ^{[ 10 ]} قد يحتوي طين الفحم على مواد كيميائية خطرة مثل الزرنيخ والزئبق، ويمكن أن يتسبب في نفوق الحياة المائية، كما حدث في تسرب مقاطعة مارتن. ^{[ 11 ]} يمكن أن يصل إجمالي هذه النفايات السائلة المحتجزة في بعض الأحيان إلى مليارات الجالونات ^{[ 12 ]} في منشأة واحدة.

حتى الآن، من المعروف أن وقود مخلفات الفحم يتميز بكثافة طاقة منخفضة ، وبالتالي لا يمكن احتراقه بنجاح إلا في محركات ذات ضغط عالٍ مثل محركات الديزل أو محطات توليد الطاقة التوربينية الغازية (محركات كبيرة ذات متطلبات كثافة طاقة منخفضة). تشمل أنظمة المحركات الأخرى محركات الديزل البطيئة والتوربينات المستخدمة في محطات توليد الطاقة للسفن وإنتاج الكهرباء الثابتة. ^{[ 13 ]} مع ذلك، في سوق الاحتراق، بالنسبة لمحطات الطاقة الصغيرة والمتوسطة التي تتراوح قدرتها من 20 كيلوواط (27 حصانًا) إلى 5 ميغاواط (6700 حصان) ، سيتطلب استخدام مخلفات الفحم تحديثًا للغلايات. ^{[ 14 ]}    

توجد تطبيقات أخرى لهذه المواد المعلقة في أنظمة مثل الغلايات والمحولات الغازية والمحركات الثابتة ذات المتطلبات المحددة التي تنقسم إلى مجالين رئيسيين: كيميائي وفيزيائي كما هو موضح في الجدول أدناه.

• وقود خليط الفحم والماء
• الفحم المسحوق
• الحمأة (الطبقة الرقيقة)
• سد مخلفات التعدين

• وسائط متعلقة بمخلفات الفحم على ويكيميديا ​​كومنز