粉煤灰的形成及其資源化

大氣污染控制工程粉煤灰的形成及其資源化

主要內(nèi)容粉煤灰的基本性質(zhì)粉煤灰的形成過(guò)程及影響因素粉煤灰?guī)?lái)的環(huán)境問(wèn)題粉煤灰的資源化粉煤灰的基本性質(zhì)粉煤灰：實(shí)際上是煤燃燒的非揮發(fā)物殘?jiān)?。分為三類：①漂?它是從煙囪中漂出來(lái)的細(xì)灰(<10um)②粉煤灰,又稱飛灰（80%—90%）,它是煙道氣體中收集的細(xì)灰;③爐底灰,是從爐底中排出的爐渣中排出的細(xì)灰。礦物組成：由玻璃微珠、海綿狀玻璃體、石英、氧化鐵、碳粒、硫酸鹽等礦物組成粒徑較細(xì)而不均勻的復(fù)雜多變的非均質(zhì)物質(zhì)。我國(guó)粉煤灰的組成可以看出我國(guó)粉煤灰化學(xué)成分主要由二氧化硅、氧化鋁組成粉煤灰的形成過(guò)程有機(jī)物完全燃燒，無(wú)機(jī)礦物進(jìn)一步反應(yīng)。由于內(nèi)、外燃燒及冷凝及表面張力的作用，此時(shí)粉煤灰為多孔玻璃體

低沸點(diǎn)物質(zhì)從固體碳間隙揮發(fā)，形成多孔粉煤灰物質(zhì)，其表面粗糙，比表面積大FirstSecondThird多孔玻璃體逐漸熔融收縮而形成顆粒，粒徑不斷變小轉(zhuǎn)變?yōu)榱捷^小的密實(shí)球體，顆粒比表面積下降為最小。煤質(zhì)對(duì)粉煤灰形成的影響

褐煤：由于煤化度較低，含碳:60％～77％，富含揮發(fā)分高（>40%）,易冒煙所以粉煤灰形成較多>50%煙煤：由于煤化度高，含碳高：75％～90％所以灰分含量都小于25%無(wú)煙煤：煤化程度最高，含碳量最高：>90％，揮發(fā)分最少：<10%,所以其灰分含量很低粉煤灰來(lái)源礦物性質(zhì)

從成分上可將粉煤灰分出低鐵質(zhì)玻璃微珠(空心微珠、實(shí)心微珠)、高鐵質(zhì)玻璃微珠(磁珠)、高鈣玻璃微珠、不規(guī)則多孔玻璃體和未燃盡炭粒等。其中低鐵質(zhì)玻璃微珠來(lái)源于煤中粘土礦物。粘土礦物的粒度、成分、結(jié)晶形態(tài)及其與有機(jī)質(zhì)的結(jié)合關(guān)系等將影響到粉煤灰顆粒的形貌與粒度分布?？招奈⒅榈捏w積或殼壁的厚薄與熔體粘度有關(guān),由高嶺石熔體粘度較高,形成粒徑較大的薄壁空心微珠;伊利石或金屬氧化物含量較高的粘土礦物形成低粘度熔體，這樣粉煤灰變?yōu)榱捷^小的厚壁空心微珠或?qū)嵭奈⒅?另外呈分散狀的含鐵礦物,可與粘土小灰球聚結(jié)在一起,形成磁珠,形成厚壁空心微珠或?qū)嵭闹椤?/p>

不同組分的影響石英:顆粒通常僅部分熔融,形成不規(guī)則顆粒;粘土礦物:因脫水收縮,形成多孔玻璃體;黃鐵礦、白鐵礦:這些含鐵礦物則形成另外一種幾乎全由氧化鐵構(gòu)成的磁珠；碳酸鹽巖礦物：經(jīng)分解熔融,形成高鈣微珠.微量元素的性質(zhì)微量元素在粉煤灰中的分布賦存特征取決于該元素的地球化學(xué)性質(zhì)、在煤中的賦存狀態(tài)及鍋爐燃燒工況等.按其揮發(fā)的難易程度可分三類：第一類：主要富集在粗粒底灰中或在粗粒底灰和細(xì)粒飛灰間均勻分布。第二類：為那些在燃燒過(guò)程中揮發(fā),而溫度降低時(shí)冷凝的元素,這些元素主要富集在飛灰細(xì)小顆粒物中,且含量隨飛灰粒度的減小而增大。第三類：具有更強(qiáng)的揮發(fā)性,他們?cè)诠滔嘀谢静淮嬖?主要以氣相形式排放到大氣中。與燃燒過(guò)程有關(guān)燃燒過(guò)程如升溫速度，燃燒時(shí)間等可以影響粉煤灰的形成，其中由燃燒過(guò)程決定的冷卻速度更是深刻的影響了粉煤灰的形成。一般來(lái)說(shuō)，冷卻速度較快時(shí)，玻璃體含量較多：反之，玻璃體容易析晶。不同成分的煤粉在燃燒過(guò)程中形成的粉煤灰在排出的冷卻過(guò)程中，形成了不同的物相，組成了晶體和非晶體礦物的混合物。且波動(dòng)范圍較大。一般晶體礦物為石英、莫來(lái)石、磁鐵礦、氧化鎂、生石灰及無(wú)水石膏等，非晶體礦物為玻璃體、無(wú)定形碳和次生褐鐵礦，其中玻璃體含量占50%以上。我國(guó)粉煤灰的現(xiàn)狀我國(guó)的主要能源仍然來(lái)源于煤炭（占80%左右）所以產(chǎn)生大量粉煤灰。我國(guó)粉煤灰的利用率僅為30%~40%遠(yuǎn)低于國(guó)外的70%~80%粉煤灰引起的環(huán)境問(wèn)題

粉煤灰危害占用大量土地形成氣溶膠，嚴(yán)重污染大氣排入水中造成嚴(yán)重的水生生態(tài)環(huán)境污染，并可能引起堵塞威脅人類健康其比表面積較大，已凝結(jié)重金屬放射性元素。同時(shí)其粒徑小（10-100um）粉煤灰的資源化粉煤灰多孔比表面積大，密度小，質(zhì)輕、易粘，結(jié)適合做建筑材料，吸附材料。富含Al2O3,SiO2等活性成分，具有類似粘土性質(zhì)易于水硬膠凝，作為水泥材料，GB1344-1999《礦渣硅酸鹽水泥、火山灰硅酸鹽水泥及粉煤灰硅酸鹽水泥》。含有豐富的堿金屬使ph通常大11—12，同時(shí)含有農(nóng)作物所需的很多微量元素和鉀、氮、磷及鈣、硼等營(yíng)養(yǎng)元素，并且能夠改變土壤物理性質(zhì)，所以可以用作土壤改良劑、作物肥料等。含有大量玻璃體，易于分離空心微珠，干法達(dá)85%燃燒后各種金屬品位較高，易于富集提取粉煤灰利用展望（1）雖然應(yīng)經(jīng)廣泛應(yīng)用于建筑材料，并獲得成功，仍剩下很多廢渣，所以考慮怎么把這部分廢渣資源化也是十分重要的。（2）即使在發(fā)達(dá)國(guó)家目前利用粉煤灰的技術(shù)也主要是以