全國咨詢熱線電話：
0737-8561858 13755025442
一、 前言
粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一�，F(xiàn)階段我國年排渣量已達(dá)14000萬噸。若火力發(fā)電廠按每千瓦時(shí)年排灰0.7~1.0噸計(jì)，一個(gè)中小規(guī)模的火力發(fā)電廠每年產(chǎn)生的粉煤灰就達(dá)幾十萬噸。隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，同時(shí)加上歷年的積累，露天堆放，占用大量的土地，若不加處理，就會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；若排入水系會(huì)造成河流淤塞，而其中的有害化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對人體和生物造成危害。因此粉煤灰的處理和利用問題引起人們的廣泛關(guān)注。
二、粉煤灰
1、粉煤灰的產(chǎn)生
目前，火力發(fā)電廠大多采用高溫沸騰爐提供熱煙氣。煤經(jīng)粉碎后進(jìn)入沸騰爐，煤粉在爐膛中呈懸浮狀態(tài)燃燒，煤粉中的絕大部分可燃物都能在爐內(nèi)燒盡，而煤粉中的不燃物(主要為灰分)大量混在高溫?zé)煔庵�。這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融．同時(shí)由于其表面張力的作用，形成大量細(xì)小的球形顆粒。在鍋爐尾部引風(fēng)機(jī)的抽力作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細(xì)粒因受到一定程度的急冷呈玻璃體狀態(tài)稱玻璃珠，從而具有較高的潛在活性。在引風(fēng)機(jī)將煙氣排入大氣之前，上述這些細(xì)小的球形顆粒，經(jīng)過除塵器，被分離、收集，即為粉煤灰。
2、粉煤灰的特性
影響粉煤灰活性的因素很多，主要是受其成分、細(xì)度及其形成條件等影響，這就涉及所用原煤的品種、鍋爐構(gòu)造、燃燒條件以及收集方式等。
2.1粉煤灰的化學(xué)組成
化學(xué)成分是粉煤灰重要性質(zhì)之一，它對粉煤灰有重要影響。主要的化學(xué)成分有SiO2、A12O3、Fe2O3和FeO，約占總量的80%以上。次要的化學(xué)成分為CaO、MgO、SO3、Na20及K20等。上述成分中，SiO2及A12O3為酸性氧化物，而CaO及MgO則為堿性氧化物。做為活性混合物材料的粉煤灰，依其化學(xué)成分，可計(jì)算其堿性率(Mo)，以初步評定其活性：
MO=（CaO%+MgO%）/(SiO2%+AL2O3%)<1
若Mo小于1，則屬酸性，利于進(jìn)行“火山灰反應(yīng)”，SiO2和A12O3是粉煤灰
活性的主要來源，因此被稱為活性的SiO2和A12O3。
2.2粉煤灰的顆粒組成對混凝土的影響
由于采用了先進(jìn)的測試手段——掃描電子顯微鏡，對粉煤灰的顆粒組成及結(jié)構(gòu)有了進(jìn)—步的了解，在許多工業(yè)發(fā)達(dá)的國家里，因?yàn)槊悍N和火電廠燃燒條件單一，所以粉煤灰中的顆粒組成變化不大，其性能基本相似。而我國國土廣闊，且各地資源分布、工業(yè)發(fā)展水平不同，煤品種、火電廠的裝備、燃煤爐差異都很大，從而粉煤灰的顆粒組成變化較大，明顯地影響粉煤灰性能，因此，應(yīng)對其顆粒組成給予重視。
粉煤灰中的小顆粒多為球形玻璃體結(jié)構(gòu)，這些玻璃球體較為致密且吸水性較小，當(dāng)粉煤灰中球形顆粒較多時(shí)，將其摻于混凝土中起著一定的滾動(dòng)滑潤作用，改善混凝土和易性，干縮性較小，抗裂性較好。所以，將此類粉煤灰摻于混凝土中特別適用于水工大體積建筑物中。
粉煤灰中粗灰多為多孔玻璃體結(jié)構(gòu)，這些多孔玻璃體中雖然氧化硅和氧化鋁含量較高，但因體積較大且疏松，又有大量空隙，故比重，容量都很小，比表面積很大，因此，多孔顆粒的增加會(huì)使粉煤灰的物理性能變壞。原因在于內(nèi)部孔隙多、表面粗糙、疏松，增加混凝土漿體的需水量，降低混凝土強(qiáng)度。
粉煤灰中的另一種有害組分是多孔炭粒屬惰性組分，因?yàn)槎嗫�，使混凝土需水量增加，硬化后混凝土體積中孔隙增加，強(qiáng)度降低。為此，在國內(nèi)外“粉煤灰品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”中都對含碳量（以燒失量表示）加以控制。
2.3粉煤灰的物理性質(zhì)
粉煤灰的主要物理性質(zhì)是：細(xì)度、需水量及比重，細(xì)度是控制粉煤灰質(zhì)量的一個(gè)主要指標(biāo)， 粉煤灰的細(xì)度主要由燃燒煤的磨細(xì)度、燃燒程度及收集方法而確定。根據(jù)國內(nèi)外資料表明，粉煤灰細(xì)度波動(dòng)很大，以80μM篩余量計(jì)，在3-30%之間。
粉煤灰顆粒愈粗，比重愈輕，需水量愈大，這是因?yàn)轭w粒粗，比重輕的粉煤灰的顆粒表面多粗糙且多棱角、多孔，同時(shí)球形顆粒少，所以，帶來了需水量較大的弊端。
3、用于水泥和混凝土中粉煤灰的國家標(biāo)準(zhǔn)（GB1596-91）
級別 | I | II | III |
細(xì)度（45μm方孔篩余）≯% | 12 | 20 | 45 |
需水量比≯% | 95 | 105 | 115 |
燒失量≯% | 5 | 8 | 15 |
含水量≯% | 1 | ||
SO3≯% | 3.0 | ||
安定性 | 雷試夾沸煮后增加≯5.0mm | ||
三、粉煤灰的加工工藝
粉煤灰的特點(diǎn)是在比表面積300㎡/㎏時(shí)，早期活性很低，后期活性很高，因此在通常水泥細(xì)度的情況下，限制了粉煤灰的摻入量。當(dāng)粉煤灰的比表面積提高到466~700m2/kg后，即使水泥中粉煤灰摻量高達(dá)30%，仍可獲得很高的后期強(qiáng)度。對以球形玻璃體為主的粉煤灰不易磨細(xì)，否則將大量球形玻璃體打散后，比表面積大幅度增高，會(huì)使拌和需水量大幅度升高，對提高水泥和混凝土的早期強(qiáng)度不利。對以海綿體為主的粉煤灰，就應(yīng)磨得很細(xì)，將海綿體打碎，反而有助于降低需水量。GB1596-91規(guī)定，I、II、III級粉煤灰用0.045mm方孔篩篩余分別不大于12%、20%、45% ，需水量比不大于95%、100%、115%。需水量比間接反映出形貌等的差別。一般I級灰可以直接摻，II級灰應(yīng)再磨細(xì)，III級灰燒失量過高，不能直接摻。由于粉煤灰的柔性和流動(dòng)性，給粉煤灰的深加工帶來極大的難度，目前，粉煤灰的細(xì)化工藝主要包括分選、球磨機(jī)磨細(xì)、分選加磨細(xì)、其他的加工形式。
1、分選方案
分選即將電除塵器或布袋收塵器第一電場分離下來的粗灰進(jìn)行篩選，將摻混在粗灰內(nèi)的部分一、二級細(xì)灰分離出來進(jìn)入細(xì)灰?guī)�，將分離后殘留的粗灰進(jìn)入粗灰?guī)�。再按質(zhì)銷售。所以在選用分選方案時(shí)應(yīng)首先將原灰進(jìn)行檢測，若原灰中一、二級細(xì)灰的含量低于20％，則選用分選方案意義不大，即效益太低。若接近40％或超過40％，則可選用分選方案。
選用分選方案的優(yōu)點(diǎn)：
(1)系統(tǒng)簡單
(2)施工時(shí)間短，見效快。一般安裝、調(diào)試僅需2—3月。
(3)分選技術(shù)日趨完善，分級機(jī)的運(yùn)行可靠性提高.
(4)分選后粉煤灰外層玻璃體未遭破壞，其化學(xué)內(nèi)能和表面自由能大，活性較高，對混凝土強(qiáng)度的貢獻(xiàn)較大。如三峽水電站摻用粉煤灰全部是經(jīng)分選后的一級灰。
2、磨細(xì)方案
所謂磨細(xì)即將電除塵器或布袋收塵器第一電場分離下來的粗灰全部進(jìn)球磨機(jī)進(jìn)行碾磨，磨細(xì)灰可全部達(dá)國家一級或二級灰標(biāo)準(zhǔn)，再進(jìn)入細(xì)灰?guī)臁?/span>
選用磨細(xì)方案的優(yōu)點(diǎn)：
(1)粗粉煤灰可100％全部利用。產(chǎn)量高，磨細(xì)灰質(zhì)量也較穩(wěn)定。
(2)當(dāng)碾磨高鈣灰時(shí)，能降低和改善f—Cao的功能。
3、分選和磨細(xì)的組合方案
所謂分選和磨細(xì)的組合方式即上述兩種方式的疊加。即對選用分選方案經(jīng)分離后殘留的粗灰再進(jìn)到球磨機(jī)進(jìn)行碾磨。其磨細(xì)灰與分選后細(xì)灰均進(jìn)到細(xì)灰?guī)靸?nèi)。
該組合方式同時(shí)吸取分選和磨細(xì)方案的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)然，其投資、維護(hù)工作量、運(yùn)行費(fèi)用、環(huán)保問題的處理等均明顯增加，但其經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益可觀。一般情況下，投資回收期也就一年左右。
4、其他形式的加工工藝
黑龍江牡丹江水泥廠和漢中建筑材料總廠進(jìn)口法國FCB公司筒輥磨用來粉磨水泥，粉磨電耗只有26度，水泥比表面積320㎡/㎏以上。湖北有一臺試驗(yàn)筒輥磨，用來試加工粉煤灰，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不但電耗底，而且能形成穩(wěn)定的料床，加工后的粉煤灰比表面積高達(dá)600㎡/㎏以上，被用來生產(chǎn)三峽大壩用高性能混凝土。如果能將筒輥磨的規(guī)格大型化，用來對粉煤灰進(jìn)行高細(xì)粉磨，能大大提高粉煤灰的利用率和利用價(jià)值，對發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)具有重要的意義。
