火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化

1、粉煤灰的處理與資源化火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化一.普通燃煤電廠粉煤灰的來(lái)源與特性 將磨成100m以下的煤粉，用預(yù)熱空氣噴入爐膛，在13001500爐膛呈懸浮狀態(tài)燃燒，絕大部分可燃物質(zhì)在爐內(nèi)燒盡；大量不燃物（主要是灰分）混雜在高溫?zé)煔庵?，因受到高溫作用而部分熔融，同時(shí)由于表面張力作用，形成大量細(xì)小的球形顆粒。在鍋爐尾部引風(fēng)機(jī)的抽氣作用下，煙氣流向爐尾。隨著煙氣溫度的降低，一部分熔融的細(xì)粒因受到一定程度的急冷，呈玻璃態(tài)，從而具有較高的活性。在引風(fēng)機(jī)將煙氣排入大氣之前，這些細(xì)小的球形顆粒，經(jīng)過(guò)除塵器的作用，被分離、收集，即成為粉煤灰。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 粉煤灰單體由Si

2、O2、Al2O3、CaO、Fe2O3、MgO和一些微量元素、稀有元素等組成、雜糅（rou）有表面光滑的球形顆粒和不規(guī)則的多孔顆粒的硅鋁質(zhì)非晶體材料。 粉煤灰屬硅鋁酸鹽，其中SiO2、Al2O3和Fe2O3的含量約占總量的80%，富集有多種堿金屬、堿土金屬元素，pH值較高；粉煤灰具有粒細(xì)、多孔、質(zhì)輕、容重小、粘結(jié)性好、結(jié)構(gòu)松散、比表面積較大、吸附能力較強(qiáng)等特性。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化我國(guó)粉煤灰的主要綜合利用途徑 建材原料：水泥或混凝土摻料、制磚、空心砌塊、硅鈣板、陶 粒等； 工程填筑：路面路基、低洼地或荒地填充、廢礦井或塌陷區(qū)充填等； 農(nóng)業(yè)：復(fù)

3、合肥、磁化肥、土壤改良劑等； 環(huán)境保護(hù)：廢水處理、脫硫、吸聲等； 生產(chǎn)功能性新型材料：復(fù)合混凝劑、沸石分子篩、填料載體等； 回收有用物質(zhì)：空心微珠、工業(yè)原料、稀有金屬等。二、粉煤灰的資源化火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化1.粉煤灰在建材、建筑工業(yè)中的應(yīng)用 理論依據(jù)：粉煤灰潛在的火山灰活性。 火山灰活性：硅酸鹽材料磨細(xì)后在一定溫度下與Ca(OH)2等堿性物質(zhì)反應(yīng)，其生成物不但能在空氣中硬化，且能在水中繼續(xù)硬化的特性。粉煤灰含有大量的SiO2和Al2O3，粉煤灰的活性很高。粉煤灰的顆粒大小對(duì)活性影響很大，顆粒越小，其表面能就越大，化學(xué)反應(yīng)就越強(qiáng)烈，活性就越高。（1）粉煤灰水泥 粉煤灰硅酸鹽水泥

4、 由硅酸鹽水泥熟料和粉煤灰、適量石膏磨細(xì)制成的水硬性膠凝材料稱為粉煤灰硅酸鹽水泥（稱粉煤灰水泥），粉煤灰摻量（重量）為2040。 粉煤灰硅酸鹽水泥特性：對(duì)硫酸鹽侵蝕和水侵蝕具有抵抗能力，對(duì)堿集料反應(yīng)能起一定抑制作用；水化熱低；干縮性好；早期強(qiáng)度不高，后期強(qiáng)度不斷增加；適用一般民用和工業(yè)建筑工程、大體積水工混凝土工程、地下和地下混凝土構(gòu)筑等方面。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 大摻量粉煤灰水泥 大摻量粉煤灰水泥是在堿性激發(fā)作用下激發(fā)粉煤灰、礦渣活性而得，其粉煤灰摻量為6070，礦渣摻量為2030，熟料摻量為10。 大摻量粉煤灰水泥可大量利用粉煤灰、降低成本、節(jié)約能源、減輕生產(chǎn)水泥熟料對(duì)環(huán)

5、境的破壞作用。 大摻量粉煤灰水泥對(duì)大體積混凝土工程特別有利，可有效地避免混凝土因內(nèi)外溫差應(yīng)力而開裂。大摻量粉煤灰水泥的水化產(chǎn)物中Ca(OH)2含量較低，使其耐軟水、耐酸、耐硫酸鹽能力較強(qiáng)。 高活性粉煤灰水泥混合材料 解決粉煤灰作混合材生產(chǎn)的粉煤灰水泥早期強(qiáng)度低的弱點(diǎn)?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（2）粉煤灰混凝土和砂漿 三種效應(yīng)：形態(tài)效應(yīng)、活性效應(yīng)和微集體效應(yīng)。 形態(tài)效應(yīng)：粉煤灰粉料中其顆粒的外觀形貌、內(nèi)部結(jié)構(gòu)、表 面性質(zhì)、顆粒級(jí)配等物理性狀所產(chǎn)生的效應(yīng)。 活性效應(yīng)：粉煤灰中活性成份所產(chǎn)生的化學(xué)效應(yīng) 。微集料效應(yīng)：粉煤灰中的微細(xì)顆粒均勻分布在水泥漿內(nèi)，填充 孔隙和毛細(xì)孔，改善混凝土孔結(jié)

6、構(gòu)和增大密實(shí)度 的特性。 摻用大量粉煤灰可制備經(jīng)濟(jì)的高性能混凝土，常被用于泵送混凝土、大體積混凝土、抗?jié)B混凝土、抗腐蝕混凝土等。火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（3）粉煤灰磚 粉煤灰和粘土、頁(yè)巖、煤矸石等可分別制成不同類型的燒結(jié)磚，如蒸養(yǎng)粉煤灰磚、泡沫磚、輕質(zhì)粘土磚、承重型多孔磚、非承重型空心磚，以及碳化粉煤灰磚、彩色步道板、地板磚等新型墻體材料。 大部分粉煤灰磚都具有輕質(zhì)保溫、隔熱隔聲、綠色環(huán)保等性能。 粉煤灰粘土燒結(jié)磚的生產(chǎn)工藝流程 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（4）輕集料和空心砌塊輕集料和用輕集料配制的混凝土：質(zhì)輕、保溫性能較好，可用于建造大跨度橋梁和高層建筑。適于燒制輕集料

7、的粉煤灰含碳量低于13。粉煤灰輕集料混凝土輕型空心砌塊：以粉煤灰生產(chǎn)的輕集料作為骨料，水泥為膠結(jié)材料，加入少量外加劑，加水?dāng)嚢璨⒔?jīng)成型、自然養(yǎng)護(hù)而成。砌塊性能穩(wěn)定，可取代全部砂石和部分水泥，具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、工藝簡(jiǎn)單、成本低和利廢率高、使用效果好等優(yōu)點(diǎn)?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化粉煤灰空心砌塊：以粉煤灰為骨料，以磨細(xì)生石灰、石膏作膠結(jié)材料，經(jīng)振動(dòng)成型、蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的。標(biāo)號(hào)可達(dá)200號(hào)，性能穩(wěn)定，使用效果良好。與普通磚相比具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、節(jié)約能源和減少開支等經(jīng)濟(jì)技術(shù)優(yōu)勢(shì)，同時(shí)還具有隔音、隔熱等效果?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（5）燒結(jié)粉煤灰陶粒用粉煤灰為主要原料，摻加少量粘結(jié)助

8、熔劑（粘土或頁(yè)巖、膨潤(rùn)土等）和無(wú)煙煤、瘦煤、焦炭下腳料等輔助原料，經(jīng)配料、混合、成球、燒結(jié)機(jī)焙燒、成品處理而制得的一種人造輕骨料。優(yōu)先使用干排灰，使用濕排灰須先對(duì)其脫水處理。主要特點(diǎn)：密度輕、強(qiáng)度高，隔熱保溫性能好，耐火、抗凍、耐久性能優(yōu)等。其物理力學(xué)和化學(xué)性能明顯優(yōu)于天然石材骨料。 適用于配制各種用途的高強(qiáng)度輕質(zhì)混凝土：全輕陶?；炷痢o(wú)砂大孔陶?；炷痢摻钐樟；炷痢㈩A(yù)應(yīng)力鋼筋陶?；炷痢?yīng)用范圍比較廣泛，用于各類節(jié)能、抗震、耐久性建筑（樓板、墻板、橫梁、立柱等）和橋梁（人行和車道板、拱肋、拱波、填拱、立柱、蓋梁等）、道路和耐熱混凝土等?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（6）保溫、防

9、水材料粉煤灰具有良好的熱工特性，其導(dǎo)熱系數(shù)與蓄熱系數(shù)比達(dá)到1:17，具有良好的隔熱性。利用其生產(chǎn)保溫材料，可降低建筑材料的導(dǎo)熱系數(shù)，提高材料的保溫隔熱性能。以粉煤灰、廢舊聚苯乙烯泡沫塑料顆粒為主要原料，普通硅酸鹽水泥、生石灰為膠凝材料，添加少量防水劑、憎水劑、激發(fā)劑，可制得屋面保溫防水材料?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（8）硅鈣板簡(jiǎn)稱SC板：以粉煤灰為硅質(zhì)材料、石灰為鈣質(zhì)材料、加入硫酸鹽激發(fā)劑和增強(qiáng)纖維，或使用高強(qiáng)堿性材料，采用抄取法或流漿法生產(chǎn)。具有質(zhì)輕、高強(qiáng)、不燃、無(wú)污染、可任意加工，尤其是其干縮變形小，可解決長(zhǎng)期困擾石膏板、GRC板等非金屬板材施工后出現(xiàn)的翹曲和對(duì)接處存在板縫的問(wèn)

10、題。廣泛用于框架結(jié)構(gòu)建筑的內(nèi)墻體、吊頂、吸音、隔熱、電絕緣設(shè)施及工業(yè)、民用和別墅式建筑屋頂及其它裝飾方面?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（9）其它建材制品 生產(chǎn)輝石微晶玻璃：與普通礦渣微晶玻璃相比，具有很高的強(qiáng)度、硬度，其耐蝕和耐磨性也有數(shù)倍提高。作石膏制品填充劑：能取代部分石膏，又可作為促凝劑，提高石膏制品的防水性，一般摻用量最大可達(dá)30%。作瀝青填充料生產(chǎn)防水油氈：外觀質(zhì)量和物理性能，與用滑石粉做填充料的防水油氈相同，可使成本大大降低。制備礦物棉、纖維化灰絨、陶砂濾料，提高玻璃纖維水泥制品的壽命。在砂漿中代替部分水泥、石灰或砂等?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化2.粉煤灰在工程填

11、筑方面的應(yīng)用（1）用作路基材料 將粉煤灰、石灰和碎石按一定比例混合攪拌，即可制作路基材料。粉煤灰的摻加量最高可達(dá)70。路面隔熱性能好，防水性和板體性好，利于處理軟弱地基。技術(shù)成熟、施工簡(jiǎn)單、維護(hù)容易，節(jié)約維護(hù)費(fèi)用3080。上海的滬嘉、莘松高速公路及河北省石安高速公路等使用粉煤灰修筑路堤，還用于大橋、護(hù)坡、引道、飛機(jī)場(chǎng)跑道等工程，如三峽大壩、北京五環(huán)工程、廈門黃海大橋、黃浦江隧道等。火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化2.粉煤灰在工程填筑方面的應(yīng)用（2）用于工程回填煤礦區(qū)因采煤后易塌陷，形成洼地，利用粉煤灰對(duì)礦區(qū)的煤坑、洼地等進(jìn)行回填，既降低了塌陷程度，還能復(fù)墾造田，減少農(nóng)戶搬遷，改善礦區(qū)生態(tài)。

12、粘土磚瓦廠取土后的坑洼地、山谷等也可用粉煤灰來(lái)填充造田。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化3 粉煤灰在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用 兩種途徑：直接施用于農(nóng)田，利用粉煤灰生產(chǎn)化肥。（1）粉煤灰直接施用于農(nóng)田 作用：直接提供營(yíng)養(yǎng)元素、增加土壤空隙度、改善土壤團(tuán) 粒結(jié)構(gòu)、提高保水性能和增加農(nóng)作物產(chǎn)量等。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（2）利用粉煤灰生產(chǎn)化肥 粉煤灰硅鈣肥要求：可溶性硅含量達(dá)20%以上。燒高鈣煤的固態(tài)排渣爐排渣：可溶性SiO2含量為10%左右；含SiO240%60%低鈣粉煤灰：可溶性SiO2含量為1%2%。不能直接作為粉煤灰硅鈣肥施用。利用粉煤灰生產(chǎn)粉煤灰硅鈣肥的技術(shù)要求：A. 增鈣；B.

13、 提高爐溫、延長(zhǎng)灰渣高溫區(qū)的停留時(shí)間；C. 使高溫狀態(tài)下的粉煤灰驟冷。土壤施用粉煤灰硅鈣肥的臨界值為土壤有效硅低于95mg/kg，稻草莖葉干重SiO2低于10%?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 粉煤灰鈣鎂磷肥 粉煤灰含有一定的鈣、鎂，加適量的磷礦粉，利用白云石作助熔劑，調(diào)節(jié)整個(gè)體系的鈣、鎂含量，然后通過(guò)適當(dāng)?shù)纳a(chǎn)工藝，便可獲得符合質(zhì)量要求的鈣鎂磷肥。 粉煤灰復(fù)混肥料 粉煤灰含有作物生長(zhǎng)所必需的大部分營(yíng)養(yǎng)元素，而氮、磷等少量元素在燃燒過(guò)程中因揮發(fā)而損失，向粉煤灰中補(bǔ)充部分氮、磷、鉀便可制成一種營(yíng)養(yǎng)全面、均衡的復(fù)合肥料。 利用粉煤灰配制復(fù)混肥料，須先破壞粉煤灰中的玻璃體結(jié)構(gòu)（常用化學(xué)激發(fā)劑）

14、，使粉煤灰得到活化，然后將活化后的粉煤灰再與氮肥、磷肥、鉀肥復(fù)合便可得到粉煤灰復(fù)混肥料。粉煤灰復(fù)混肥料生產(chǎn)工藝 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 粉煤灰磁化肥 通過(guò)磁化效應(yīng)和微量元素作用增強(qiáng)粉煤灰的肥效，降低用灰量，達(dá)到增產(chǎn)的效果。 粉煤灰磁化肥對(duì)土壤的改良作用 A 物理效應(yīng)：磁化粉煤灰施入土壤，磁性顆粒周圍形成一個(gè)附加的局部磁場(chǎng)，使土壤顆粒發(fā)生“磁性活化”而逐步聚化，使土壤水穩(wěn)定性團(tuán)聚體數(shù)量增加，改善土壤通氣透水性，有利于營(yíng)養(yǎng)成分的輸送及植物根系的吸收，提高土壤耕作質(zhì)量。 B 化學(xué)效應(yīng)：磁化粉煤灰中磁性礦物（Fe3O4和-Fe2O3）的轉(zhuǎn)化加快土壤中其他成分的氧化還原過(guò)程，使土壤中的有效

15、氮和有效鉀增加。磁化粉煤灰為堿性，可降低土壤的水解性酸度和提高pH值，促進(jìn)磷和微量元素有效性的增加。 C 生物效應(yīng)：磁場(chǎng)對(duì)植物、微生物和酶的生命活動(dòng)產(chǎn)生促進(jìn)或抑制作用，使土壤和蛋白質(zhì)中順磁性過(guò)度金屬離（原）子活化度增加，加速土壤中有效養(yǎng)分的形成。 堆肥 可用于污泥的堆肥化。將粉煤灰與脫水污泥混合，不僅能夠降低污泥的水分，而且便于污泥造粒成型，利于空氣的流通。粉煤灰中含有的Al、Si、Fe、Ca、K、Mg、S、B、Zn等微量元素，可以改善堆肥的內(nèi)在成分，增加肥效。 產(chǎn)品能直接當(dāng)作肥料或土壤調(diào)劑使用，也可作為生產(chǎn)其他有機(jī)肥料的輔料?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化4.粉煤灰在環(huán)境保護(hù)中的應(yīng)用（

16、1）在廢水處理工程中的應(yīng)用 粉煤灰粒細(xì)質(zhì)輕、疏松多孔、表面能高，具有一定的活性基團(tuán)和較強(qiáng)的吸附能力，在環(huán)保領(lǐng)域中已廣為應(yīng)用，主要用于廢水治理、廢氣脫硫及噪聲防治等。 去除廢水中有害物質(zhì)的機(jī)理：吸附、中和、絮凝、過(guò)濾等協(xié)同作用。 利用粉煤灰處理廢水通常先對(duì)其進(jìn)行改性處理，提高其吸附性能，粉煤灰的改性主要有酸改性及堿改性兩種方法。 影響粉煤灰處理廢水效果的主要影響因素有以下幾個(gè)方面： 粉煤灰的粒徑和比表面積：粉煤灰粒徑越細(xì)、比表面積越大，處理效果越好。 粉煤灰的化學(xué)組分：粉煤灰中SiO2及A12O3等活性物質(zhì)含量高，有利于化學(xué)吸附。 粉煤灰中CaO含量較低時(shí)，應(yīng)投加石灰對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性。高溫脫出粉

17、煤灰中的結(jié) 合水，能使粉煤灰活化，提高處理效果。 溶液的pH值：pH值直接影響處理效果，pH值的影響結(jié)果與污染物的性質(zhì)有關(guān)， pH值的改變，直接決定了吸附質(zhì)的存在形態(tài)，亦即決定了其疏水性。如粉煤灰處理 含氟廢水，酸性條件效果好，而處理含磷廢水，則宜在中性條件下進(jìn)行。 溫度：溫度越低，粉煤灰對(duì)廢水中有害物質(zhì)去除率越高。 污染物的性質(zhì)：廢水污染物質(zhì)的溶解度、分子極性、分子量大小、濃度等對(duì)處理效 果有影響。分子量越大、溶解度越小，處理效果越好。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化粉煤灰處理廢水的三種方式： 直接投入法； 濾柱法； 廢水引入灰場(chǎng)法。 粉煤灰還可與其它水處理方法聯(lián)合：粉煤灰活性污泥法、

18、粉煤灰鐵屑法、粉煤灰Fenton試劑法、粉煤灰過(guò)氧化氫法、粉煤灰氯化亞鐵、粉煤灰高鐵酸鉀法、粉煤灰鋁鹽法、粉煤灰鍋爐煙氣法等，各種作用互為補(bǔ)充，使去污效果大大提高。 粉煤灰的廢水處理工程工藝簡(jiǎn)單、基建投資省，運(yùn)行費(fèi)用低。 馬家溝河城市污水粉煤灰處理工藝方案 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 粉煤灰在廢水處理工程的應(yīng)用實(shí)踐中，還急待解決的幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題： 理論研究薄弱，特別是粉煤灰處理廢水的過(guò)程機(jī)理及反應(yīng)動(dòng)力學(xué)研究。 灰水分離問(wèn)題 目前除了過(guò)濾法易實(shí)現(xiàn)灰水分離外，其他一些方法灰水分離都有一定困難，阻礙了該項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用。 吸附飽和灰的最終處置問(wèn)題 吸附飽和灰不能任意棄置，吸附飽和灰的處置首先

19、要考慮資源再利用，如用作水泥生產(chǎn)的原料和混凝土的集料、用于制磚等。如果沒(méi)有再利用的條件，應(yīng)在儲(chǔ)灰場(chǎng)最終處置，儲(chǔ)灰場(chǎng)應(yīng)建有防滲層以防止灰場(chǎng)水可能對(duì)地下水造成污染。 污水處理效果受粉煤灰吸附容量限制的問(wèn)題 工程應(yīng)用需要廉價(jià)高效的粉煤灰復(fù)合混凝劑?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（2）在燃煤煙氣治理工程中的應(yīng)用 粉煤灰含CaO、MgO、K2O、Na2O等堿性物質(zhì)，本身的微孔結(jié)構(gòu)有良好的吸附性，可用來(lái)中和、吸收酸性污染廢氣（SO2、NOx等）。 粉煤灰吸附除去酸性氣體的能力，由粉煤灰的含碳量和比表面積決定。 粉煤灰在煙氣脫硫工程中的應(yīng)用 三種主要工藝：（1）噴霧干燥法 以粉煤灰石灰漿液作吸收劑。以

20、細(xì)霧滴噴入反應(yīng)器，水分被熱煙氣蒸發(fā)，固體與SO2發(fā)生反應(yīng)，生成亞硫酸鈣和硫酸鈣，最后用除塵器除去。（2）管道噴射煙氣脫硫法 將石灰、粉煤灰、石膏制成干粉狀吸收劑噴入煙道，使之均勻分布在熱煙氣中，吸收劑得到干燥，SO2被吸收，煙氣得到冷卻增濕。在除塵器中吸收劑仍可與SO2反應(yīng)生成亞硫酸鈣和硫酸鈣。（3）固定床吸附再生法 用粉煤灰制備合成沸石，吸附SO2氣體?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 粉煤灰在煙氣脫硫脫氮工程中的應(yīng)用 將熟石灰、粉煤灰或脫硫灰加水在一定條件下可制成高活性吸附劑，將其置于具有獨(dú)特內(nèi)、外循環(huán)結(jié)構(gòu)的煙氣循環(huán)流化床中進(jìn)行脫硫脫氮，可獲得90%左右的脫硫率和63%左右的脫氮率。

21、具有投資相對(duì)較低，運(yùn)行可靠和操作維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn)。 管道噴射脫硫脫氮技術(shù)：在混合箱內(nèi)將飛灰、消石灰和石膏與5倍總固體重的水混合制得吸著劑，再將其噴入煙道中使吸著劑顆粒與煙氣中SO2、NOx充分接觸并發(fā)生反應(yīng)。吸著劑不僅能脫硫而且能夠脫氮，在Ca/S為時(shí)，脫硫率為80%，脫氮率為40%。 工藝系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修和運(yùn)行費(fèi)用低，占地面積小?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（3）在固體廢物處理處置中的應(yīng)用 下水道污泥的固化和穩(wěn)定 與水泥混合，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染。 處理含氟廢渣 以粉煤灰為調(diào)節(jié)劑，以含氟廢渣中硫酸鹽等為激發(fā)劑，以水泥為固化劑。 調(diào)理自來(lái)水廠的污泥 使污泥比阻抗減小，易脫水干化，經(jīng)壓濾或

22、抽濾得泥餅，按比例摻入煤炭，做成低熱值煤餅燃料，供應(yīng)民用或動(dòng)力鍋爐使用，實(shí)現(xiàn)自來(lái)水廠污泥的最終焚燒處置，回收部分熱值。 垃圾焚燒飛灰的固化處理 粉煤灰與20水泥熟料激發(fā)劑和少量Na3PO4穩(wěn)定劑混合后得到膠結(jié)材。 降低固化體的重金屬浸出濃度 A） Na3PO4與飛灰的反應(yīng)產(chǎn)物對(duì)重金屬的穩(wěn)定作用：磷酸鈉和焚燒飛灰發(fā) 生反應(yīng)后，可產(chǎn)生Ca5(PO4)3(OH)、Ca10(PO4)6(OH)2、Ca2PO4C1、 Pb3(PO4)2、KPb4(PO4)3、KPb3PO4(SO4)2等物質(zhì)。B） 粉煤灰膠結(jié)材水化后產(chǎn)物對(duì)重金屬的固化作用：粉煤灰在水泥熟料的 激發(fā)下產(chǎn)生CSH凝膠和鈣礬石等硅酸鹽礦物，通

23、過(guò)CSH凝膠 以及其他硅酸鹽礦物對(duì)重金屬的物理包膠作用和吸附作用以及其產(chǎn)生堿 性環(huán)境下的重金屬?gòu)?fù)分解沉淀反應(yīng) ，從而約束重金屬，降低浸出濃度?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（4）在噪聲防治工程中的應(yīng)用 粉煤灰可分為粗、細(xì)灰。 細(xì)灰一般用作水泥或混凝土的摻和料。 粗灰可用于水泥剛體多孔吸音材料上，具有良好的聲學(xué)性能。 粉煤灰泡沫玻璃 70粉煤灰、30硅質(zhì)粘土材料以及發(fā)泡劑等混配后，經(jīng)二次燒成工藝即制得。具有耐燃、防水、保溫、隔熱、吸音和隔音等優(yōu)良性能，可廣泛應(yīng)用于建筑、石油、化工、造船、食品和國(guó)防等工業(yè)部門的隔熱、保溫、吸聲和裝飾等工程中。 新型保溫吸音板等建材 70干灰和濕灰加粘結(jié)劑、石

24、灰、粘土制成直徑80100 mm料球，高溫爐內(nèi)熔化成玻璃液態(tài)，經(jīng)過(guò)離心噴吹制成粉煤灰纖維棉，再深加工?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 粉煤灰GRC圓孔隔墻板面 密度4055 kgm3，為同厚度粘土磚墻的1/6，具重量輕、強(qiáng)度高、防火與耐水性能好、生產(chǎn)成本低、運(yùn)輸安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。 再采用邊肋與面板一次復(fù)合成型結(jié)構(gòu)，組成雙層GRC隔墻板夾氣層結(jié)構(gòu)，隔聲指數(shù)大于45 dB，接近24 cm厚實(shí)心磚墻的隔聲效果，能滿足工程上對(duì)隔聲降噪性能的要求。 粉煤灰中的漂珠質(zhì)輕多孔、導(dǎo)熱系數(shù)小、穩(wěn)定性好，經(jīng)浮選回收 后，以其為基核，可制備性能優(yōu)越的吸聲材料?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化5.從粉煤灰中回

25、收有用物質(zhì)（1）分選玻璃微珠 五種形式 ： 薄殼微珠； 厚殼微珠； 實(shí)心微珠； 富鐵微珠； 復(fù)合微珠。 薄殼微珠，又稱“漂珠”， 漂珠在粉煤灰中一般僅占； 厚殼微珠、實(shí)心微珠、富鐵微珠和復(fù)合微珠，又稱“沉珠”，約為粉煤灰的3080。 富鐵微珠，又叫“磁珠”。 微珠的產(chǎn)量和質(zhì)量，與煤種、煤的細(xì)度、鍋爐負(fù)荷、燃燒狀況等因素有關(guān)。 發(fā)熱量高含硫量低的煙煤，漂珠量多；無(wú)煙煤漂珠少，褐煤漂珠極少甚至無(wú)漂珠。 爐溫過(guò)高和過(guò)低都會(huì)影響漂珠的形成。爐膛溫度低于1400，很少形成漂珠；14001500，形成漂珠較多，1500以上，形成的漂珠會(huì)爆裂成碎片?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 微珠具有活性高、質(zhì)輕

26、、絕熱、電絕緣性好、耐高低溫、耐腐蝕、防輻射、隔音、耐磨、抗壓強(qiáng)度高、分散性好、流動(dòng)性好、熱穩(wěn)定性好、罕見的電阻熱效應(yīng)、防水防火、無(wú)毒等優(yōu)異功能，是新型復(fù)合材料工業(yè)的優(yōu)質(zhì)原料及填充劑。 從粉煤灰中分選玻璃微珠目前主要有二種工藝：利用空氣為介質(zhì)的干法分選工藝和利用水為介質(zhì)的濕法分選工藝。 粉煤灰干法分選系統(tǒng) 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化采用濃縮池方式濕選法從粉煤灰中提取漂珠的除灰供水系統(tǒng) 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化玻璃微珠的主要應(yīng)用A. 塑料工業(yè)的填充劑：入量大、成本低、強(qiáng)度高、耐熱性好、導(dǎo)熱性小等優(yōu)點(diǎn)。B. 輕質(zhì)耐火材料：強(qiáng)度高、壽命長(zhǎng)、高溫導(dǎo)熱系數(shù)小等特點(diǎn)。C. 保溫材料：

27、高效、價(jià)格低廉。D. 防水涂料：功能良好。E. 固井勘探技術(shù)中堵漏材料：效果較好。F. 冶金工業(yè)中作為澆鑄和電焊車間隔板的填充料，用作砂芯的材料。G. 消聲器材：乙烯類塑料中摻入適量微珠，可將噪聲由95100dB降低到90dB以 下，也可用于消聲涂料等。H. 空心微珠：汽車剎車片、軍用磨擦片及石油鉆機(jī)剎車片等制品，物理性能好， 使用壽命長(zhǎng)，生產(chǎn)成本低的特點(diǎn)。I. 石油煉制過(guò)程中的裂化催化劑：提高汽油產(chǎn)量和質(zhì)量?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化J. 人造大理石的填充材料：生產(chǎn)各式各樣彩色條紋大理石，美觀、輕質(zhì)新型裝飾材料。K. 聚氯乙烯人造革的填充劑：新型人造革，耐磨性好、耐熱性好、成本低。

28、L. 取代白炭黑作為橡膠填充劑：大大增強(qiáng)橡膠耐磨性。M. 空心微珠具有良好的吸附性和磁性，可用于治理江河、湖泊、海洋等水域環(huán)境的油污染 在磁場(chǎng)作用下空心微珠與油液形成空心微珠一油液混合體并浮于水面上，空心微珠吸附油污后，其磁性并無(wú)變化，只要經(jīng)過(guò)適當(dāng)處理，仍可再次使用?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化N. 磁珠處理廢水 磁珠在水中表面帶正電荷，先向待處理的水中加入一定量的絮（混）凝劑和磁種（強(qiáng)磁性微粒），水中污染物與絮（混）凝劑和磁種一起生成帶負(fù)電荷的磁性絮團(tuán)，磁珠表面空隙度大、粒度細(xì)、比表面積大、表面能高，加入粉煤灰磁珠可吸附團(tuán)絮并使其磁性增強(qiáng)，然后可用高梯度磁分離器通過(guò)高梯度磁選（HGM

29、S）將磁性絮團(tuán)分離出來(lái)，從而達(dá)到處理廢水的目的?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（2）提取碳 粉煤灰中的殘余碳是燃燒鍋爐中煤未完全燃燒所產(chǎn)生的固體物。殘余碳的回收方法主要有電選法和浮選法。 電選法 利用粉煤灰中的碳粒和灰粒導(dǎo)電性能的差異。 浮選法 碳顆粒表面具有疏水性及親油性，灰粒表面具有親水性。在浮選藥劑和捕收劑的作用下，借助于浮選機(jī)內(nèi)所產(chǎn)生的氣泡，使碳粒浮到灰水上，形成礦化泡沫層。然后用浮選機(jī)刮板刮出去，便得到精碳，灰分不與氣泡沾附而留在灰漿中 ?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（3）提取氧化鋁 粉煤灰中含有l(wèi)535的氧化鋁，含氧化鋁30以上的高鋁粉煤灰約占粉煤灰排放總量的30左右

30、。 主要方法：酸溶法、堿石灰燒結(jié)法、石灰石燒結(jié)法等。 硫酸浸取法：以粉煤灰和硫酸為原料。經(jīng)活化、磁選、硫酸浸出、硫酸鋁溶出、結(jié)晶制備出Al2(SO4)318H2O。硫酸鋁經(jīng)煅燒、-Al2O3堿溶和晶種分解、氫氧化鋁煅燒等過(guò)程可制備出冶金級(jí)氧化鋁。氧化鋁提取率。 內(nèi)蒙古國(guó)內(nèi)首條粉煤灰提取氧化鋁生產(chǎn)線： 利用氧化鋁含量大于40的粉煤灰經(jīng)過(guò)配料煅燒、提純、干燥、焙燒等工序，采用石灰石燒結(jié)法提取氧化鋁每年消耗粉煤灰160萬(wàn)噸。 總投資18億元，主要產(chǎn)品為40萬(wàn)噸氧化鋁以及硅酸鹽水泥熟料、多品種氧化鋁和金屬鎵等，年產(chǎn)值億元，利稅億元。（4）提取鐵 前提：只要粉煤灰中含鐵超過(guò)5。 磁選工藝：濕式和干式。目

31、前國(guó)內(nèi)均采用濕式。 工藝簡(jiǎn)單、投資少，成本低等特點(diǎn)?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（5）提取鎵 目前，世界上還未發(fā)現(xiàn)以鎵為主要成分的礦藏，其基本制備方法： 從提取鋁、鋅后的廢料提??； 從含鎵的粉煤灰中提取。 鎵在粉煤灰中的含量達(dá)12230gg，具有回收價(jià)值。英國(guó)某公司采用還原熔煉一萃取法及堿熔一碳酸化法成功地從粉煤灰中提取了鎵。 用來(lái)制作光學(xué)玻璃、真空管、半導(dǎo)體的原料。裝入石英溫度計(jì)可測(cè)量高溫。加入鋁中可制得易熱處理的合金。鎵和金的合金應(yīng)用在裝飾和鑲牙方面。也用來(lái)作有機(jī)合成的催化劑?？捎糜诎雽?dǎo)體工業(yè)，發(fā)光二極管和砷化鎵激光二極管。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（6）提取鍺 目前，

32、國(guó)外鍺的提取主要有沉淀法和萃取法。 沉淀法 在pH2的酸性溶液中，鍺可以生成各種鍺酸鹽。 常用的沉淀劑有單寧及其衍生物，氧化鎂和硫化物等。鍺經(jīng)沉淀后分別生成單寧鍺、鍺酸鎂、硫化鍺和硫化鍺酸鹽等。將該濃縮物溶解于HCl，隨后分餾，得純GeC14，通過(guò)水解轉(zhuǎn)化為氧化物，最后通過(guò)氫還原得到金屬鍺。 方法可靠、選擇性高、可達(dá)到富集的目的。 萃取法 利用二酰異羥肟酸萃取法從含鍺 的粉煤灰中提取鍺，最終鍺回收率可達(dá)99，產(chǎn)品純度在以上。 氧化還原法 先將粉煤灰進(jìn)行分選，除去非鍺的化合物。將預(yù)處理后的粉煤灰做成小球，然后加熱氧化以除去易揮發(fā)的其它元素，鍺以氧化物GeO2留在粉煤灰中。而后在還原性氣體中如CO

33、或者CO2的混合氣氛中加熱將鍺還原為低價(jià)氧化物。低價(jià)態(tài)的氧化物可以揮發(fā)出來(lái)，使鍺得到富集，再經(jīng)過(guò)一步處理，即可得到鍺的化合物。 此外，國(guó)內(nèi)外還開發(fā)了從粉煤灰中回收鉬、鈦、鈾等稀有金屬的新技術(shù)，其中有些技術(shù)已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提取。火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化高純度的鍺是半導(dǎo)體材料。摻有微量特定雜質(zhì)的鍺單晶，可用于制各種晶體管、整流器及其他器件。鍺的化合物用于制造熒光板及各種高折光率的玻璃。有機(jī)鍺陶瓷管火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（1）復(fù)合混凝劑 粉煤灰的主要化學(xué)組成為SiO2、Al2O3、Fe2O3等，用硫酸、鹽酸或其混合酸浸提，將濾出的粉煤灰烘干，即得粉煤灰混凝劑（Al、Fe、Si的

34、聚合物或混合物 ）。 粉煤灰混凝劑的處理效果要優(yōu)于單一的硫酸鋁混凝劑和氯化鐵混凝劑。6.利用粉煤灰生產(chǎn)新型功能性材料火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（2）白炭黑 白炭黑是白色粉末狀X一射線無(wú)定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化硅、氣相二氧化硅、超細(xì)二氧化硅凝膠和氣凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。 白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用SiO2nH2O表示，能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水和其他酸，耐高溫、不燃、無(wú)味、無(wú)嗅、具有很高的電絕緣性，很強(qiáng)的穩(wěn)定性、補(bǔ)強(qiáng)性、增稠性和觸變性，廣泛應(yīng)用于涂料、精密鑄造、耐火材料、造紙、石油化工、電子等各個(gè)行業(yè)。 以粉煤灰為原料，經(jīng)激活、酸浸等一系

35、列工藝，可制取純度較高的白炭黑。 納米白炭黑的制造，主要有氣相法、沉淀法和溶膠凝膠法等。以粉煤灰與氟化鈣等為原料，用氣相法可直接制備納米級(jí)SiO2nH2O，分別使用乙醇、乙二醇、丙三醇、十二烷基硫酸鈉、檸檬酸作為水解添加劑和分散劑，對(duì)其進(jìn)行粒徑控制，可得到其不同粒徑的納米粉體。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（3）沸石分子篩 粉煤灰合成沸石的方法主要有堿溶液水熱法、堿熔融、鹽熱法、微波一堿溶水熱法和法、混堿氣相合成法、痕量水體系固相合成法以及水熱合成與其他輔助方法結(jié)合等方法。 粉煤灰沸石的高鋁硅比使許多沸石具有高的CEC（陽(yáng)離子交換能力），離子交換能力和吸附能力是沸石應(yīng)用的兩個(gè)重要性能指

36、標(biāo)。粉煤灰沸石分子篩的應(yīng)用范圍 交換廢水中的Cu2、Cd2、Fe3、Pb2、Cs2、Co2等重金屬離 子； 合成不同類型的沸石，選擇性吸附NH3、NOx、SO2、Hg等以凈化 氣體和除臭； 土壤改良劑：脫除Cu、Ni、Zn、Cr等易濾性金屬離子，防止地表 水和地下水污染?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化什么是沸石分子篩？沸石分子篩具有晶體的結(jié)構(gòu)和特征，表面為固體骨架，內(nèi)部的孔穴可起到吸附分子的作用?？籽ㄖg有孔道相互連接，分子由孔道經(jīng)過(guò)。由于孔穴的結(jié)晶性質(zhì)，分子篩的孔徑分布非常均一。分子篩依據(jù)其晶體內(nèi)部孔穴的大小對(duì)分子進(jìn)行選擇性吸附，也就是吸附一定大小的分子而排斥較大物質(zhì)的分子，因而被形象

37、地稱為“分子篩”。粉煤灰的主要化學(xué)組成為SiO2和Al2O3，礦物組成以玻璃相為主，含少量結(jié)晶礦物及未燃炭。在晶體礦物中，主要是石英、莫來(lái)石等；由于粉煤灰的化學(xué)組成類似于亞高嶺石，其中富含硅鋁玻璃體，大多都適合合成沸石分子篩的要求。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（4）莫來(lái)石 莫來(lái)石（3Al2O32SiO2）用作玻璃窯爐和熔煉鐵、銅、鋁等金屬熔爐內(nèi)襯、爐底、滑動(dòng)水口及用作高鋁磚的原料、不定型耐火材料的骨料和陶瓷制品用的匣缽、窯具等。 莫來(lái)石生產(chǎn)的高級(jí)陶瓷在航天領(lǐng)域及其它高技術(shù)領(lǐng)域具很大的發(fā)展?jié)摿Α?目前，世界上尚沒(méi)有具經(jīng)濟(jì)價(jià)值的天然莫來(lái)石礦產(chǎn)，工業(yè)所用莫來(lái)石全是人工合成的。 利用粉煤灰與

38、A12O3燒結(jié)生產(chǎn)莫來(lái)石的工藝流程： 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（5）凝石 以經(jīng)過(guò)高溫過(guò)程的固體廢物或火山灰類物質(zhì)為主要原料，模仿火山灰大地成巖過(guò)程，經(jīng)配方設(shè)計(jì)，配料計(jì)算制備而成的硅鋁基水硬性膠材料。 凝石是一類可以在許多場(chǎng)合替代水泥，但又有著許多與傳統(tǒng)水泥不同的優(yōu)異特性的硅鋁基膠凝材料體系。凝石與普通水泥相比，在強(qiáng)度、固土、固沙、防凍融、耐腐蝕性、生產(chǎn)成本和清潔生產(chǎn)等許多方面表現(xiàn)十分突出。 凝石產(chǎn)品在道路混凝土路面工程、建筑結(jié)構(gòu)工程和混凝土預(yù)制件、充采礦工程、水利工程等方面得到規(guī)?；瘧?yīng)用?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（6）催化劑 國(guó)外很早就采用粉煤灰、純堿和氫氧化鋁為原料制

39、備4A 分子篩，作為化學(xué)氣體和液體的分離凈化劑和催化劑載體。采用粉煤灰制備分子篩具有節(jié)約原料、工藝簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，已大規(guī)模用于工業(yè)化生產(chǎn)中。 以粉煤灰為載體制備的復(fù)合硫酸亞鐵固體酸催化劑，取代工業(yè)上酯化反應(yīng)中傳統(tǒng)質(zhì)子酸催化劑硫酸，可大大降低催化劑的成本，使工業(yè)廢料粉煤灰得到二次利用，同時(shí)可避免采用硫酸作催化劑時(shí)存在副反應(yīng)、精制復(fù)雜、排放含酸廢水、酸消耗大、產(chǎn)物難分離、設(shè)備易腐蝕等缺點(diǎn)。 粉煤灰具有較好的催化活性，還可以直接作為化學(xué)反應(yīng)催化劑而加以利用。以粉煤灰作為非均相催化劑，可催化H2O2和NaClO氧化CN-，可用于焦化、制革、電鍍行業(yè)中含CN-的工業(yè)廢水的預(yù)處理?；鹆Πl(fā)電廠固體廢物的處理方法

40、與資源化什么是4A分子篩？A型分子篩屬于分子篩其中的一種，其結(jié)構(gòu)與NaCl的很相似，屬于立方晶系。由于4A分子篩的有效孔徑為0.4nm,故稱為4A分子篩 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化（7）高分子填料 粉煤灰應(yīng)用于高分子材料制品中，首先將高鐵微珠及含鐵礦物進(jìn)行干法磁選，用磁選機(jī)分選出來(lái)，分離出大于325目的粉煤灰送到振動(dòng)磨超細(xì)，超細(xì)后經(jīng)表面改性后，可用于橡膠制品。 改性粉煤灰填加到橡膠制品中可以起到一定的補(bǔ)強(qiáng)和交聯(lián)效果，可以使其力學(xué)性能指標(biāo)基本上能與半補(bǔ)強(qiáng)碳黑相同，能部分或全部代替半補(bǔ)強(qiáng)碳黑。 火力發(fā)電廠固體廢物的處理方法與資源化 分離后用于塑料制品中的粉煤灰，其硅鋁玻璃微珠含量較多，一般含珠率能達(dá)90左右。經(jīng)表面改性后，即可應(yīng)用于用于較深或有顏色的塑料制品中（如汽車中的塑料部件）。 將分離后的粉煤灰微珠進(jìn)行有針對(duì)性的表