粉煤灰和脱硫石膏的特性

粉煤灰和脱硫石膏的特性

1. 粉煤灰是燃煤锅炉排放的废渣，是煤燃烧后形成被烟气携带出炉膛的从烟气中收捕下来的细灰。粉煤灰也称飞灰，是燃煤电厂将煤磨细成100μ m 以下的细粉，用预热空气吹入炉膛悬浮燃烧，产生高温烟气，经由捕尘装置捕集得到的粉状残留物，是一种人工火山灰质材料。对于粉煤灰的综合利用，一般也包括炉底渣[16-20]。

（1）颜色

粉煤灰的颜色一般在乳白色到灰黑色之间变化。粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标，可以反映含碳量的多少和差异。在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度，颜色越深，粉煤灰的粒度越细，含碳量越高。粉煤灰有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分，通常高钙粉煤灰的颜色偏黄，低钙粉煤灰的颜色偏灰。

（2）粉煤灰的细度和比重

粉煤灰颗粒细度与磨制的煤粉细度有关，一般在 ~320μm 之间，相对密度一般为 ~cm3。粉煤灰越细，细粉占的比重越大，其活性也越大。粉煤灰的细度影响早期水化反应。

（3）粉煤灰的物理性质

粉煤灰的物理性质包括密度、堆积密度、细度、比表面积、需水量，这些性质是化学成分及矿物组成的宏观反映。由于粉煤灰的组成波动范围很大，因此其物理性质的差异也很大。

表1 粉煤灰的物理性质

性质单位数据范围平均值密度g/cm33~42

堆积密度g/cm3~

密实度t/m322~45

比表面积cm2/g氮吸附法：700~170003330透气法：1340~69803230

原灰标准稠度%26~6949需水量%77~180100

28天抗压强度

比

%33~7860

（3）粉煤灰的化学成分

粉煤灰的化学成分与煤所含有的各种物质成分有关，主要成分是二氧化硅（SiO2）、三氧化二铝（Al2O3）、三氧化二铁（Fe2O3）、氧化钙（CaO）、氧化镁（MgO）、未燃尽的炭（烧失量），还有少量微量元素等。其中SiO2、Al2O3、Fe2O3三种成分占70%左右，CaO 和MgO含量较小。

从物相上讲，粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物。其矿物组成的波动范围较大。一般晶体矿物为莫来石、磁铁矿、赤铁矿、石英、石墨及少量硅酸盐、方铝矿、金红石等，其中莫来石硬度大，粉磨较困难。非晶体矿物为玻璃体、无定形碳和次生褐铁矿，其中玻璃体含量占50%以上，主要由硅铝质等组成，这些玻璃体经过高温煅烧，储藏了较高的化学内能，是粉煤灰活性的主要来源。

（4）粉煤灰的需水量比

粉煤灰的需水量比在一定程度上反映粉煤灰的物理性质的优劣。最劣质的粉煤灰的需水量比往往高达120%，优质粉煤灰需水量比在90%以下。

（5）粉煤灰中的微量元素

粉煤灰中含有多种微量的金属、非金属元素。火电厂原煤经过磨细后吹入炉膛燃烧，收尘采取多级电场除尘器，从第一电场至末电场，粉煤灰的细度逐渐变细，细粒径的粉煤灰比表面积、表面活性和吸附功能均较大，从而导致绝大多数微量元素趋向在细粒径中富集，其富集程度是粗灰的数倍。

2. （1）脱硫石膏的物理性质

脱硫石膏颗粒特征和物理状态与天然石膏相比有较大的差异。脱硫石膏含有10%~25%附着水，呈湿粉状。正常脱硫石膏的外观颜色近乎白色，随杂质含量变化呈黄白色或灰褐色。脱硫石膏较天然石膏细，粒径一般不超过 92μm，且80%以上的粒径在30μm~60μm 之间，级配不如天然石膏磨细后的石膏粉。天然石膏经过磨细后粗颗粒多为杂质，细颗粒多为石膏，而脱硫石膏粗颗粒多为石膏，细颗粒多为杂质。基于以上原因，脱硫石膏虽细，但其比表面积却不如天然石膏[21-24]。

（2）脱硫石膏的化学性质

在化学成分上，脱硫石膏与天然石膏的主要成分均为二水硫酸钙。脱硫石膏中二水硫酸钙含量达90%以上，高于天然石膏中二水硫酸钙的含量。脱硫石膏游离水含量一般在10%~25%左右，还含有飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙以及钠、钾、镁的硫酸

盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。脱硫石膏在使用过程中必须严格控制可溶性盐浓度，如钾、钠、氯离子及氧化镁等物质的含量。

（3）脱硫石膏的特性

1）颗粒过细

天然石膏经粉粹后，细度约140μm，而脱硫石膏颗粒直径小于60μm（30~50μm），由于颗粒过细而带来流动性和触变性问题。

2）有一定的含水率

脱硫石膏的含水率一般达到10%~25%。由于其含水率高、粘性强，在装载、提升、输送的生产过程中极易粘附在各种设备上，造成积料堵塞，影响生产过程的正常进行。

3）颜色偏深

质地优良的脱硫石膏是纯白色的，但常见的呈深灰色或带黄色，作为粉刷石膏和装饰石膏将影响外观，主要原因是烟气除尘系统效率不高，致使脱硫石膏含有较多的粉煤灰，其次是由于石灰不纯，含有铁等杂质。

4）堆密度大

脱硫石膏的堆密度达 1g/cm3左右。堆密度大对其贮存、生产和产品的性能有重要影响。脱硫石膏与天然石膏的最大不同，在于脱硫石膏含有某些杂质，而这些杂质对石膏制品的性能造成不同程度的危害。