粉煤灰的处理与综合利用

污染与防治

粉煤灰的处理与综合利用

赛汉胡尔 姚婕

(呼和浩特城发供热分公司,呼和浩特 010010)

摘要:介绍了粉煤灰的基本结构与几种主要综合利用途径:粉煤灰制备建筑材料,包括粉煤灰制砖、制各

种砌块、制取水泥和混凝土基本材料等;粉煤灰在农业方面可以制成肥料和土壤改良剂;粉煤灰在废水处理和

烟气脱硫方面的应用等等。提出呼和浩特市区应加深对粉煤灰综合利用的认识,加强妥善处理粉煤灰,加快

粉煤灰的综合利用步伐,防止粉煤灰资源的浪费,减少粉煤灰对环境污染。

关键词:粉煤灰; 处理; 利用

中图分类号:X522文献标识码:A文章编号:1007-0370(2004)04-0021-03

THE DISPO SAL AND COMPREHENSIVE UTILIZATION OF FLY ASH

Saihanhuer YAO Jie

(Heation Supply Branch Company of Hohhot Urban Development Group,Hohhot 010010)

Abstract:T he basic structure and major compr ehensive uses of fly ash are introduced,and it proposes that the use and pro per disposal of fly ash should be paid attention to prevent from w aste of fly ash resources and reduce the pollut ion of fly ash on environment.

Key words:fly ash;disposal;ut ilization

粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的发电厂和城市集中供热锅炉的除尘器。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国,目前粉煤灰年排量约1.8亿吨,考虑到今后新建和扩建燃料发电、城市集中供热工程增多,粉煤灰的产生量也必将会随之快速增多,因此,加大对粉煤灰的妥善处理和综合利用的研究和开发显得日益重要。发达国家已将它作为一种新的资源来利用,粉煤灰利用率已高达70%80%,而我国目前的利用率仅为30%左右,因此,国家已将粉煤灰的综合利用技术列为重点推广应用的十项新技术之一。而呼和浩特市也同样存在大量的粉煤灰的妥善处理和再利用问题。解决粉煤灰资源节约综合利用工作与妥善处理粉煤灰搞好环境保护问题是我市实施可持续发展战略的重要措施之一。

1 粉煤灰的基本结构及性能

收稿日期:2004-07-17

作者简介:赛汉胡尔(1971),女,大学本科,现从事城市发电供热管网工作. 我国多数大中型电厂和集中供热的粉煤灰化学成分与粘土很相似,但其二氧化硅含量偏低,三氧化二铝含量偏高。粉煤灰中硅的含量最高,其次是铝,以复杂的复盐形式存在,酸溶性较差。铁含量相对较低,以氧化物形式存在,酸溶性好。此外还有未燃尽的炭粒、CaO和少量的M gO、Na2O、K2O、SO3,以及锗、镓、硼、镍、铀、铂等稀有元素。

粉煤灰外观类似水泥,为球形或微珠的集合体,直径1um100um,颜色从乳白到灰黑,颜色的变化在一定程度上反映它的细度和含碳量。粉煤灰具有较大的比表面积、多孔。粉煤灰是一种火山灰质材料,其中SiO2、AI2O3、Fe2O3三种成分占70%左右,CaO和MsO 含量较小,Ca0和M g0含量随原煤的组成和产出时代不同而变化。粉煤灰中的有害成分是未燃尽炭粒,其吸水性大、强度低、易风化,不利于粉煤灰的资源化。

2 粉煤灰在建材方面的应用

2.1 制取粉煤灰水泥和作为混凝土基本材料

由于粉煤灰的主要成分SiO2、AI2O3,是不定型的,在常温有水存在的情况下,能与碱金属和碱土金属生

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粉煤灰的处理与综合利用 赛汉胡尔 姚婕

!凝硬反应∀,所以粉煤灰可以作为一种优良的水泥和混凝土的掺和料使用。

采用水泥用量不高、粉煤灰和外加剂(高效减水剂、普通减水剂、引气型外加剂)掺量较大,以适宜的配合比制备早期强度较高、后期强度发展幅度大、收缩小、渗透性很强的混凝土,代表着今后水泥混凝土路面材料的一种发展方向。

相对于直接在混凝土中掺人粉煤灰而言,尽可能在水泥生产过程中多掺粉煤灰大有好处,因为水泥生产中掺加粉煤灰不存在掺配不均的问题,而且经过机械活化,还可以提高粉煤灰等级,充分发挥其胶凝性,这一点已得到国内外专家的认可。

2.2 粉煤灰制砖

粉煤灰制砖是我国目前粉煤灰量大面广的项目之一,其特点是工艺简单,建厂速度快,吃灰量大。!十五∀期间,国家进一步加大淘汰实心粘土砖的力度,至2005年底前所有省会城市禁用实心粘土砖,这样粉煤灰制砖将大有可为,市场前景广阔。粉煤灰可以和粘土、页岩、煤矸石分别做成不同类型的烧结砖。用粉煤灰代替部分粘土烧制的砖。它的性能与普通砖相比,强度相同,而重量约轻20%,导热系数小,能改善物理性质,砖坯不易风裂,易于干燥,可减少晾坯时间和场地,可少用燃料,降低单耗,节约能源。

一般认为掺粉煤灰量按体积比在30%以下属低掺量,30%50%属中掺量,在50%以上为高掺量。黑龙江省浩良河化肥分公司上马一套年产3万m3粉煤灰陶粒及空心砖和标准砖生产线,年产标准砖1200万块,一年可治理利用粉煤灰2.5万t 2.8万t,与实心烧结砖相比,可节约标准粉煤约6200万t,还可减少一定的粉煤灰堆放场地。

2.3 粉煤灰制各种砌块

利用粉煤灰可以制成各种大型砌块和板材。以粉煤灰为主要原料,在加热条件下与石灰、石膏、水泥。骨料等原材料发生反应,转化后的产物具有水硬性,因此砌块便有了必要硬度。生产过程中应因地制宜地选择原料路线和配比。

2.4 粉煤灰生产其他建筑材料

粉煤灰还可用于烧结制品、铺筑道路、构筑坝体、建设港口等。

2.4.1 粉煤灰路面基层材料。粉煤灰石灰类混合料是一种缓凝性的硅酸盐材料,用它铺筑的道路基层将会结成整体层。在一定的温度、湿度下其强度随着龄期而增加。结硬后具有较好的板体性、水稳定性和一定的冰冻稳定性。这种混合料适用于修筑道路基层、底基层。2.4.2 粉煤灰做路堤。用粉煤灰代土做路堤有全灰和间隔灰(一层土一层灰)两种。由于粉煤灰比土轻,碾压最佳含水范围大,渗透系数大(水份易渗出),有自硬性等特性,用于路堤可以减轻自重、缩短施工周期,减小路面沉降。

2.4.3 粉煤灰在工程回填中应用。用粉煤灰代土或其他材料在建筑物的地基、桥台、档土墙做回填,由于其容重轻,(比大多数土轻25%50%)可在较差的低层土上应用,减少基土上的荷载,降低沉降量。同时粉煤灰最佳压实含水率较高,对含水率变化不敏感,抗剪强度比一般天然材料高,便于潮湿天气施工,可缩短建设工期,降低造价。

2.4.4 生产粉煤灰陶粒。以粉煤灰为原料,加入一定量的胶结料和水,经成球、烧结而成的轻骨料即为烧结粉煤灰陶粒。它是一种性能较好的人造轻骨料。其用灰量大,还可以充分利用粉煤灰中的热值,粉煤灰掺量约80%。生产工艺一般由原料的磨细处理、混合料力口水成球、焙烧等工序制成。烧结通常采用带式烧结机、回转窑或立波尔窑。带式烧结机对原料的适用范围大,生产操作方便,产量高,质量较好,工艺技术成熟。用烧结机生产的粉煤灰陶粒的容重一般为650kg/m3,可以配制300号混凝土。

3 粉煤灰在农业方面的应用

粉煤灰可以改良土壤的质地,使其容重、比重、孔隙度、通气性、渗透率、三相比关系、PH值等理化性质得到改善,可起到增产效果。

用粉煤灰改良粘性土、酸性土效果明显。每亩掺灰量应控制在1.53万公斤(累计量),在适宜的施灰量下,对小麦、玉米、水稻、大豆等约能增产10%20%。但对砂质上不宜接施粉煤灰。粉煤灰还可纯灰植树。在粉煤灰灰场上种植乔、灌木。可减少扬尘和增加绿化面积。电力部门一些电厂已组织试验,取得较好成果。种植前应施入适量有机肥和氮肥,要保持一定水份,对无灌溉条件的山区灰场,严重干旱时可采用挖渠引排灰水灌溉。推荐树种为:柳树、荆条、刺槐、紫穗槐等。在新、老灰场都可实施。

粉煤灰的农用具有投资少、用量大、需求平稳、潜力大等特点,是适合我国国情的重要综合利用途径,目前,我国粉煤灰的农业应用研究主要是粉煤灰的改土效果和肥料价值。

虽然粉煤灰中的硅成分主要是玻璃体部分与铝元素结合呈柱状晶体,不能直接被农作物吸收,但SiO,与Ms(OH)2。和KOH在900#的高温下可以烧结形成化合物。这种化合物中的硅、镁、钾等元素,易被农作物吸收,所以粉煤灰通过技术加工可以制成肥料。

粉煤灰的组成以微细玻璃为主,细砂约占80%,所以粉煤灰可以作为土壤改良剂。

另外,粉煤灰磁化肥具有明显的增产作用。粉煤灰

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内蒙古环境保护 第16卷 第4期 2004年12月