粉煤灰综合利用.ppt

粉煤灰综合利用 粉煤灰 粉煤灰定义 粉煤灰 是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰 粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物 一粉煤灰的形成 第一阶段 粉煤在开始燃烧时 其中气化温度低的挥发分 首先自矿物质与固体碳连接的缝隙间不断逸出 使粉煤灰变成多孔型炭粒 此时的煤灰 颗粒状态基本保持原煤粉的不规则碎屑状 但因多孔型性 使其表面积更大 第二阶段 伴随着多孔性炭粒中的有机质完全燃烧和温度的升高 其中的矿物质也将脱水 分解 氧化变成无机氧化物 此时的煤灰颗粒变成多孔玻璃体 尽管其形态大体上仍维持与多孔炭粒相同 但比表面积明显地小于多孔炭粒 第三阶段 随着燃烧的进行 多孔玻璃体逐渐融收缩而形成颗粒 其孔隙率不断降低 圆度不断提高 粒径不断变小 最终由多孔玻璃转变为一密度较高 粒径较小的密实球体 颗粒比表面积下降为最小 不同粒度和密度的灰粒具有显著的化学和矿物学方面的特征差别 小颗粒一般比大颗粒更具玻璃性和化学活性 最后形成的粉煤灰 其中80 90 为飞灰 10 20 为炉底灰 是外观相似 颗粒较细而不均匀的复杂多变的多相物质 飞灰是进入烟道气灰尘中最细的部分 炉底灰是分离出来的比较粗的颗粒 或是炉渣 这些东西有足够的重量 燃烧带跑到炉子的底部 粉煤灰的物理性质 密度 g cm3 1 9 2 9堆积密度 g cm3 0 531 1 261比表面积 cm2 g 800 19500透气法1180 6530原灰标准稠度 27 3 66 7需水量 89 13028d抗压强度比 37 85 二粉煤灰的化学组成 我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为 sio2 al2o3 feo fe2o3 cao tio2 mgo k2o na2o so3 mno2等 此外还有p2o5等 其中氧化硅 氧化钛来自黏土 岩页 氧化铁主要来自黄铁矿 氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐 粉煤灰元素组成 粉煤灰的元素组成 质量分数 为 o 47 83 si 11 48 31 14 al 6 40 22 91 fe 1 90 18 51 ca 0 30 25 10 k 0 22 3 10 mg 0 05 1 92 ti 0 40 1 80 s 0 03 4 75 na 0 05 1 40 p 0 00 0 90 cl 0 00 0 12 其他0 50 29 12 我国电厂粉煤灰化学组成 粉煤灰的具体化学成分 因煤的产地 煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同 粉煤灰产量 粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一 现阶段我国年排渣量已达3000万t 粉煤灰污染 粉煤灰不加处理 就会产生扬尘 污染大气 若排入水系会造成河流淤塞 而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害 粉煤灰研究进展 20世纪70年代 世界性能源危机 环境污染以及矿物资源的枯竭等强烈地激发了粉煤灰利用的研究和开发 目前 对粉煤灰的研究工作大都由理论研究转向应用研究 特别是着重要资源化研究和开发利用 国内外粉煤灰综合利用工作与过去相比较 发生了重大的变化 主要表现为 粉煤灰治理的指导思想已从过去的单纯环境角度转变为综合治理 资源化利用 粉煤灰综合利用的途径以从过去的路基 填方 混凝土掺和料 土壤改造等方面的应用外 发展到目前的在水泥原料 水泥混合材 大型水利枢纽工程 泵送混凝土 大体积混凝土制品 高级填料等高级化利用途径 粉煤灰活性 粉煤灰的活性主要来自活性sio2 玻璃体sio2 和活性a12o3 玻璃体a12o3 在一定碱性条件下的水化作用 因此 粉煤灰中活性sio2 活性a12o3和f cao 游离氧化钙 都是活性的的有利成分 粉煤灰中的硫 硫在粉煤灰中一部分以可溶性石膏 caso4 的形式存在 它对粉煤灰早期强度的发挥有一定作用 因此粉煤灰中的硫对粉煤灰活性也是有利组成 粉煤灰中的钙 粉煤灰中的钙含量在3 左右 它对胶凝体的形成是有利的 国外把cao含量超过10 的粉煤灰称为c类灰 而低与10 的粉煤灰称为f类灰 c类灰其本身具有一定的水硬性 可作水泥混合材 f类灰常作混凝土掺和料 它比c类灰使用时的水化热要低 粉煤灰中少量的mgo na2o k2o等生成较多玻璃体 在水化反应中会促进碱硅反应 但mgo含量过高时 对安定性带来不利影响 粉煤灰中的未燃炭粒疏松多孔 是一种惰性物质不仅对粉煤灰的活性有害 而且对粉煤灰的压实也不利 过量的fe2o3对粉煤灰的活性也不利 粉煤灰的结构 在显微镜下观察 粉煤灰是晶体 玻璃体及少量未燃炭组成的一个复合结构的混合体 混合体中这三者的比例随着煤燃烧所选用的技术及操作手法不同而不同 其中结晶体包括石英 莫来石 磁铁矿等 玻璃体包括光滑的球体形玻璃体粒子 形状不规则孔隙少的小颗粒 疏松多孔且形状不规则的玻璃体球等 未燃炭多呈疏松多孔形式 目前 粉煤灰主要用来生产粉煤灰水泥 粉煤灰砖 粉煤灰硅酸盐砌块 粉煤灰加气混凝土及其他建筑材料 还可用作农业肥料和土壤改良剂 回收工业原料和作环境材料 粉煤灰在水泥工业和混凝土工程中的应用 粉煤灰代替粘土原料生产水泥粉煤灰作水泥混合材 粉煤灰生产低温合成水泥粉煤灰制作无熟料水泥粉煤灰作砂浆或混凝土的掺和料 粉煤灰在建筑行业的应用 蒸制粉煤灰砖烧结粉煤灰砖蒸压生产泡沫粉煤灰保温砖粉煤灰硅酸盐砌块粉煤灰陶粒粉煤灰轻质耐热保温砖 粉煤灰作农业肥料和土壤改良剂 粉煤灰具有良好的物理化学性质 能广泛应用于改造重粘土 生土 酸性土和盐碱土 弥补其酸瘦板粘的缺陷 粉煤灰中含有大量枸溶性硅钙镁磷等农作物所必需的营养元素 故可作农业肥料用 回收煤炭资源 回收煤炭资源 利用浮选法在含煤炭粉煤灰的灰浆水中加入浮选药剂 然后采用气浮技术 使煤粒粘附于气泡上浮与灰渣分离 回收金属物质 粉煤灰中含有fe2o3 al2o3 和大量稀有金属 分选空心微珠 空心微珠具有质量小 高强度 耐高温和绝缘性好 可以用于塑料的理想填料 用于轻质耐火材料和高效保温材料 用于石油化学工业 用于军工领域 坦克刹车 作环保材料 利用粉煤灰可制造分子筛 絮凝剂和吸