粉煤灰資源的綜合利用研究

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1、文章編號(hào)：1009—944l(2011)10-0010一04粉煤灰資源的綜合利用研究①口口王寶民，張?jiān)?，韓瑜(大連理工大學(xué)建設(shè)工程學(xué)部，遼寧大連116024)摘要：粉煤灰是從煤粉爐排出的煙氣中收集到的細(xì)顆粒粉末，是工業(yè)“三廢”之一。作為具有潛在資源屬性的工業(yè)廢渣，研究粉煤灰的綜合利用具有重大意義。介紹了粉煤灰在建筑材料、廢水廢氣處理、高分子制品等領(lǐng)域的綜合利用現(xiàn)狀，并對(duì)其今后在各領(lǐng)域的深入研究與應(yīng)用作了展望。關(guān)鍵詞：粉煤灰；綜合利用；展望中圖分類(lèi)號(hào)：X773；TQ170．4文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A引言粉煤灰是煤粉經(jīng)過(guò)燃燒后，從鍋爐煙氣中排放出的細(xì)灰狀殘留物，其成分中80％左右為飛灰，20％

2、左右為底灰，是一種人工火山灰質(zhì)物質(zhì)?。粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，我國(guó)每年粉煤灰的排放總量約為1．8億t，但其利用率僅為30％左右心]?；痣姀S粉煤灰的主要氧化物組成為SiO：、A1203、Fe203、CaO、Ti02等。其中Si02、Ti02來(lái)自黏土、頁(yè)巖；Fe：O，主要來(lái)自黃鐵礦；MgO和CaO來(lái)自相應(yīng)的碳酸鹽和硫酸鹽bJ。我國(guó)電廠粉煤灰的化學(xué)組成如表1t4J所示。表1我國(guó)電廠粉煤灰的化學(xué)組成％項(xiàng)目燒失量Si02A1203Fe203CaOMgoS03Na20含量1．2—1．5～0．8～0．7～0．2～范圍2．333～5916～35O～1．119lO1．91．1l粉煤灰資

3、源的綜合利用現(xiàn)狀1．1粉煤灰在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用1．1．1用作水泥混合材粉煤灰在加水后本身雖不硬化，但在水熱條件下能與石灰、水泥熟料等堿性激發(fā)劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性能的化合物，故可用作水泥的活性?昆合材。用粉煤灰配制的水泥，其抗裂性好、干縮小，抗硫酸鹽侵蝕性強(qiáng)，水化熱低，是大體積混凝土和地下工程的理想水泥品種"J。法國(guó)從1955年就開(kāi)始用粉煤灰作水泥混合材哺]，至1975年共在水泥中摻入了l300—1500萬(wàn)t粉煤灰。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在水泥工業(yè)中每摻入100萬(wàn)t粉煤灰，可節(jié)約12萬(wàn)t燃料。1．1．2代替黏土作水泥原料粉煤灰的主要化學(xué)成分與黏土類(lèi)似，因而可用它代替黏土制備水泥生料

4、。用適當(dāng)?shù)姆勖夯掖骛ね?，可降低物料水分，減少烘干熱能消耗，提高水泥窯的產(chǎn)量。李榮桂"1在用粉煤灰配制水泥漿的研究中發(fā)現(xiàn)，用20％的粉煤灰等量替代水泥，外加3‰的聚羧酸鹽減水劑，這種粉煤灰水泥漿的強(qiáng)度與純水泥漿相當(dāng)，成石率略有提高，成本降低13．6％，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。1．2粉煤灰在混凝土中的應(yīng)用粉煤灰混凝土是指摻加粉煤灰的混凝土，它可改善混凝土的性能，如強(qiáng)度、于縮性等舊‘10

5、。摻加粉煤灰既能節(jié)約水泥，又能提高混凝土的性能，同時(shí)還可以減少粉煤灰對(duì)環(huán)境的污染¨1

6、。但是，由于粉煤灰密度較小，在振搗過(guò)程中易上浮，因此，大摻量粉煤灰混凝土要盡量采用低用水量、低水膠比，以避免粉煤灰上

7、浮現(xiàn)象的發(fā)生¨2

8、。ReadP等¨糾在粉煤灰配制高強(qiáng)混凝土方面的研究中，通過(guò)對(duì)溫度與強(qiáng)度之間關(guān)系的研究，得出了如下結(jié)論：摻粉煤灰混凝土濕養(yǎng)護(hù)試件強(qiáng)度需1年齡期才能趕上純水泥混凝土，試件在空氣中養(yǎng)護(hù)與濕養(yǎng)護(hù)相比，各齡期強(qiáng)度均有所下降，強(qiáng)度發(fā)展較慢，但后期可以達(dá)到高強(qiáng)度。謝慧東等¨41的研究表明，在高性能混凝土中摻人粉煤灰，可改善混凝土的流動(dòng)性，抑制坍落度損失；孫家順¨糾則在三峽建設(shè)工程中，對(duì)不同品質(zhì)的粉煤灰的優(yōu)選和應(yīng)用展開(kāi)了研究。①基金項(xiàng)目：中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專(zhuān)項(xiàng)基金項(xiàng)目(DUTllNYll)-_____—●———__———-———●—●_—●_-———-__——●_—___I

9、—-●—●__●————___——-_——-_——__-●_●—_____●-——●●___________________—●—-_————-________-·10·Research&ApplicationofBuildingMaterials1．3粉煤灰陶粒陶粒是以粉煤灰為原料，加入一定量的膠結(jié)料和水，經(jīng)成球、燒結(jié)而成的人造輕骨料。它具有用灰量大(粉煤灰摻量約80％)、質(zhì)輕、保溫、隔熱、抗沖擊等特點(diǎn)，適用于高層建筑或大跨度構(gòu)件，其質(zhì)量可減輕33％，保溫性能可提高3倍¨6

10、。粉煤灰陶粒還可用于生產(chǎn)保溫輕質(zhì)混凝土、粉煤灰陶粒砌塊等。在國(guó)外，粉煤灰陶粒的生產(chǎn)已經(jīng)形成了五大代表性生

11、產(chǎn)技術(shù)體系：以燒結(jié)機(jī)法生產(chǎn)粉煤灰陶粒的英國(guó)“萊太克”技術(shù)體系；以回轉(zhuǎn)窯法生產(chǎn)黏土陶粒的丹麥“萊卡”陶粒技術(shù)體系；利用燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)粉煤，灰陶粒的日本“FALight”技術(shù)體系；利用養(yǎng)護(hù)倉(cāng)生產(chǎn)蒸養(yǎng)粉煤灰陶粒的荷蘭“安德粒”技術(shù)體系；以多孔式回轉(zhuǎn)窯生產(chǎn)粉煤灰及有機(jī)垃圾陶粒的美國(guó)“杜羅萊安特”技術(shù)體系。1．4粉煤灰在沸石生產(chǎn)中的應(yīng)用絕大多數(shù)的天然沸石由火山玻璃巖與巖層中含有的堿性溶液反應(yīng)形成，而人工合成的速度則大大加快。出于節(jié)省能源和環(huán)保的目的，可以利用廢棄資源合成沸石，相應(yīng)的原料類(lèi)型包括