粉煤灰资源综合利用的现状概要

文章编号:100527676(20020420020203

粉煤灰资源综合利用的现状

欧阳小琴,夏为民,熊亮

(江西省环境保护科学研究所,江西南昌330029

摘要:本文介绍了粉煤灰的矿物组成和理化特性,以及它在农业、建材、环保等行业的资源化利用现状,指出粉煤灰资源综合利用合乎可持续发展的方向。关键词:粉煤灰;综合利用

The R esources of Comprehensive U tilization of Coal Fly Ash at Present

OUY ANG X iao 2qin ,XI A Wei 2min ,XI ONGLiang

(The Environment Protection Science Institute of Jiangxi ,Nanchang 330029PRC

Abstract :In the paper ,the maineral com position and physicochemical feattures of coal fly ash were introduced ,at same time ,presence of res ourceful utilization on agriculture 、building material 、environmental protection were intro 2duced ,the res ourceful utilization of coal fly ash was aim of the sustainable development.K ey w ords :coal fly ash ;com prehensive utilization

收稿日期:2002209209资源、能源、环境与发展是当今社会瞩目的问题,资源综合利用的程度是反映人类文明程度和科技发展水平的重要指标。目前,随着我国电力工业的迅猛发展,火力发电厂粉煤灰排放量逐年锐增,据统计已由1990年的7000万t 增加到1995年的1亿t ,2000年全国粉煤灰的年排放量累计达到116亿t ,而且仍以每年800万t 的排放量递增。

火力发电厂粉煤燃烧后产生大量固体产物,主要有两部分:一部分是飞灰(Fiy Ash 简称FA 占75%~80%;另一部分是底灰(Bottom Ash 简称BA ,两者合称为粉煤灰。粉煤灰组份中,几乎全部为有用材料成份,作为一种资源,粉煤灰的用途日益广泛,利用率也在不断地提高,据统计资料表明:欧美一些国家粉煤灰资源利用率较高,如荷兰粉煤灰的利用率为100%,法国为75%,德国为65%。而我国粉煤灰的利用率虽然由1989年的24%增加到了40%,但相比之下我国粉煤灰的利用率仍很低。因

此,国家已将粉煤灰综合利用技术列为重点推广应用的十项新技术之一。1粉煤灰的理化性质和矿物组成111粉煤灰的化学成分

我国电厂粉煤灰化学成分的一般变化范围如表1。112粉煤灰的物理性质

粉煤灰外观类似水泥,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,颜色较黑的粉煤灰中粗粒较多,含碳量较高。其细度极

高,颗粒粒径在0.5~300μ

m 之间。我国粉煤灰的平均容量为783kg/m 3,平均比重2.14g/cm 3,容量和比重可反映其各种组分的相对含量和结构特点。粉煤灰具有非常大的比表面积,一般为1600~3500cm 2/g ,需水量比约为106%[1]。

粉煤灰是由多种颗粒机械混合的粒群,其质量的优劣很大程度上取决于各种颗粒组成及其组成的变化。粉煤灰颗粒大致可分为珠状、渣状、钝角、碎

屑、粘聚颗粒等5种。

表1粉煤灰化学成分的变化范围及

典型粉煤灰化学成分(%

化学成分低钙粉煤灰化学

成分变化范围

典型粉煤灰化学成分

低钙粉煤灰高钙粉煤灰

S iO246~6054.939.9

Al2O317~3525.816.7

Fe2O32~15‘ 6.9 5.8

CaO1~108.724.3

MgO0.5~2 1.8 4.6

S O30.1~20.6 3.3

Na2O0.5~40.6 1.3

烧失量1~26——

注:低钙粉煤灰和高钙粉煤灰按化学成分中的CaO含量区分。

113粉煤灰的矿物组成

粉煤灰中的矿物与原煤总的矿物有关,原煤所含矿物主要是铝硅酸盐矿物、氧化硅、黄铁矿、磁铁矿、赤铁矿、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐和氯化物等,煤在燃烧过程中,原生矿物发生化学反应,形成各种矿物和玻璃体。因此,粉煤灰主要是由玻璃体、海绵状玻璃体、石英、氧化铁、碳粒、硫酸盐等矿物组成,其他晶体矿物还有云母、长石、石灰、氧化镁、石膏、硫化物、氧化钛等。矿物组成一般是玻璃体占优势,含量最多可达85%以上(重量百分比,矿物结晶体则较少。其活性主要取决于非晶态的玻璃体成分及其结构和性质,而不取决于结晶矿物。

2粉煤灰在农业方面的应用和研究

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。

211利用粉煤灰改善土壤

作为一种农用资源,粉煤灰可直接用作土壤改良剂,粉煤灰中的硅酸盐矿物和碳粒具有多空性,是土壤本身的硅酸盐类矿物所不具备的,将粉煤灰施入土壤,能进一步改善土壤的毛囊血管作用和溶液在土壤内的扩散情况,从而调节了土壤的湿度,有利于植物根部加速对营养物质的吸收和分泌物的排出,促进植物的生长。粉煤灰掺入粘质土壤,可使土壤疏松,粘粒减少,砂粒增多;渗入盐碱土,除土壤变得疏松外,还有抑碱作用。粉煤灰具有的灰黑色有利于吸收热量,一般加入土壤可使土层温度提高1℃~2℃,有利于生物活动,养份转化和种子的萌芽,合理施用符合农用标准的粉煤灰对不同土壤都有增产作用。

印度坎普尔地区的导水性实验[2]、南昌的土壤孔隙实验[3]、西北农学院土壤膨胀实验(防止土壤流失都已经有力地证明了粉煤灰改善土壤结构的效果。

212利用粉煤灰生产复合肥

粉煤灰可以改善土壤的pH值和化学成分,利用粉煤灰、粪便和生活垃圾,可以生产无害全营养复合肥料,既能解决我国无机化肥和微肥品种少,营养不全,造成土壤板结、碱化、营养失调及农作物变异的矛盾,又能解决有机肥肥效低和造成环境污染的突出难题。

磁性复合肥是用粉煤灰为主要原料按科学配方加入适量添加剂,经特殊磁化处理的复合肥,含有N、P、K和Si、B、Fe、Ca、Mg、Zn、Mn、Cu等多种元素,为深灰色粉状肥料,是国内独创工艺,称之为中国磁化肥。磁性复合肥作为专用肥料,不仅能提高肥效,改良土壤耕性,而且能增强作物的光合作用和呼吸功效,提高作物抗旱抗灾性。可用于水稻、小麦、油菜、花生等多种粮食作物和经济作物,可使用于有