粉煤灰在水泥生产中应用

浅析粉煤灰在水泥生产中的应用

【摘要】本文通过对工业废渣粉煤灰作水泥生产配料组分及粉煤灰作混合材掺入水泥的考察和探讨，提出了水泥企业利用工业废渣生产有用产品达到节能降耗，获得良好经济、环境、社会效益的方法和前景。

【关键词】资源；工业废渣；综合利用

0.前言

资源与人口、环境问题并列为当今世界三大难题。人类社会经济的发展既需要开发利用资源，也需要良好的自然生存环境。资源的大量开发利用，促进了国民经济的快速发展，同时也消耗了不可再生的有限资源。具有关资料统计，我国冶金、煤炭、电力、化工等工业部门产出的废渣数量十分可观、例如，煤矸石已积存20亿吨以上，占地6700公顷以上；粉煤灰约2亿吨；还有硫酸渣、磷渣、各类采矿废石等。工业废渣的产出既耗费了大量资源和人力，还要占用大量土地，有的还污染水资源、大气，给我们的经济建设和生活带来重大危害。如果变害为利，以之生产有用的工业产品，达到节能、增产、降低成本乃至消除污染，改善环境的目的，已成为国家和有关生产企业的重大课题。国家为了更好地促进合理利用和节约资源，提高资源利用率，保护环境，实现经济社会的可持续发展，由国家发改委、财政部、国家税务总局联合下发了资源综合利用优惠政策。体现了国家鼓励资源综合利用发展的政策导向。

1.粉煤灰的产出和利用概况

粉煤灰是电厂烧煤粉炉排出的废渣。电厂对粉煤灰的收集和排出可分为三种方式：

（1）干收干排；（2）干收湿排；（3）湿收湿排。

粉煤灰的利用途径有如下几种：

（1）作通用水泥的混合材；（2）作水泥生料配料的组分；（3）作混凝土或砂浆的掺和料；（4）生产砌筑水泥；（5）生产低温合成粉煤灰水泥；（6）用于水工建筑的碾压混凝土；（7）用于联合生产水泥和氧化铝等。

2.粉煤灰的成分和基本性质

2.1粉煤灰的成分：国内资料中粉煤灰化学成分的一般范围是：sio245～50%、ai2o320～30%、fe2o35～10%、cao1～5%、mgo0.5～2.0%、烧失量2～10%，其它矿物组成有玻璃相、莫来石、石英、赤铁矿等。

2.2粉煤灰的性质：粉煤灰是具有火山灰性的废渣，即具有水化活性。粉煤灰的活性主要取决于所含可溶性sio2和：ml2o3以及玻璃体的含量。磨细的粉煤灰可改善水泥需水量及和易性。

3.粉煤灰综合利用条件分析

由（表一）看，现粉煤灰均为湿排灰，水分较大，最低水分为14.0%；烧失量也较高，不符合gbl1596标准规定的用于水泥和混凝土中的粉煤灰要求。因此将粉煤灰用作生料配料组分或非活性混合材料来研究。

粉煤灰的化学成分与粘土相似，故可代替粘土进行配制生料。由

于粉煤灰中含有一定量未燃尽的矿粒，使用配料可充分利用这些碳粒的能量来加强生料的预烧。另外，粉煤灰中的氧化物经过高混灼烧后化学活性优于粘土中的氧化物，对熟料煅烧要求的上火速度、窑转速及台时产量均有一定好处。

3.1粉煤灰作生料组分的工艺条件

由（表一）知，粉煤灰水分大，但对运输进厂提供了方便，且粘性不大，工艺处理简易。粉煤灰采用汽车运输进厂，堆放在联合储库内，再用抓斗机送到生料配料站的料仓内，计量配料后，送到立磨（兼烘干）内粉磨。粉煤灰料仓内衬应设计为高分子树脂衬板（防堵料），下了口应设计稍宽（大约1米），采用宽调速喂料机加皮带计量称。这样粉煤灰即可正常下料顺利生产。

3.2粉煤灰作混合材料掺入水泥中

3.2.1粉煤灰作通用水泥的混合材料：国内通用水泥的标准

gb1344规定有粉煤灰硅酸盐水泥，其粉煤灰掺加量为20～40%，所用粉煤灰必须符合gb1596的规定。

此外，在标准gb175的普通硅酸盐水泥和gb1596标准规定的粉煤灰作活性混合材料，作出了掺入水泥中质量百分比的规定要求。

3.2.2 粉煤灰作非活性混合材料：通过对电厂粉煤灰的质量分析和试验，除烧失量不符合标准bg1596规定外，其余各项质量指标均符合要求。特别是通过试验发现这些粉煤作非活性混合材使用水泥的28天抗压强度比均在80%以上（ⅰ级粉煤灰要求大于75%）。

4.预计粉煤灰利用后的效果

启用粉煤灰代替粘土配料，在粘土资源枯竭的情况下，为新型干法生产所需原材料提供保障。粉煤灰作为活性混合材料或非活性混合材料掺入水泥中，可降低普通水泥生产成本，改善水泥性能。使用粉煤灰生产后，每年将减少粘土使用量约20万吨，既保护了耕地，又达到了环保要求。若粉煤灰从生料和水泥两方面掺入，其掺入量将满足国家对工业废渣综合利用优惠政策的要求，预计每年可免税上千万元。

5.结束语

提高工业废渣综合利用率，变害为利，走可持续发展道路的国家资源综合利用的发展导向。利用工业废渣生产有用的工业产品，合理利用资源，达到节能增产，降低成本亚获得较好的经济效益。可见，实现环境效益、经济效益和社会效益的统一是完全可能的。