粉煤灰综合利用

1、洁/净/煤/技/术 粉煤灰综合利用粉煤灰综合利用 粉煤灰粉煤灰 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

2、 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

3、度/（g/cm3） 1.92.9 堆积密度/（g/cm3） 0.5311.261 比表面积（cm2/g） 80019500 透气法 11806530 原灰标准稠度/% 27.366.7 需水量/% 89130 28d抗压强度比/% 3785 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：

4、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

5、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

6、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 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

7、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 m g o 、 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

8、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粉煤灰

9、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 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； 回收金属物质回收金属物质 粉 煤 灰 中 含 有 f e 2 o 3 、 al2o3、和大量稀有金属； 分选空心微珠分选空心微珠 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。 作环保材料作环保材料 利用粉煤灰可制造分子筛、 絮凝剂和吸附材料等环保 材料； 粉