粉煤灰技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

粉煤灰技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展

1煤渣煤粉爐灰渣排放碳灰粉也被稱為飛灰，是現(xiàn)代發(fā)電裝置的副產(chǎn)品。一般,每燃燒1t煤,就能產(chǎn)出250～300kg粉煤灰和20～30kg的爐渣。無論是煤粉爐還是沸騰爐,灰渣排放量約為燃煤總量的1/3。每發(fā)1kWh的電,需標準煤約300g,產(chǎn)出粉煤灰約100g。燃煤發(fā)電機組,每kW的裝機容量,年排放粉煤灰1t左右。隨火力電力工業(yè)的迅速發(fā)展,帶來了粉煤灰的急驟增加。據(jù)統(tǒng)計,1995年粉煤灰年排放量1.25×102井內(nèi)黑鄉(xiāng)既有框架式碳粉的使用現(xiàn)狀和特點目前,我國僅煤礦坑口電廠有100多個,裝機容量均在5×102.1粉煤灰的主要技術(shù)研發(fā)粉煤灰的利用除了過去的粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰筑路、粉煤灰回填等,在很多行業(yè)又有了新的發(fā)展。(1)建筑制品。如,高摻量粉煤灰燒結(jié)磚、加氣砌磚、空心砌磚、彩色地面磚、免燒免蒸磚、粉煤灰陶粒、微晶玻璃、陶瓷和粉煤灰-氯氧鎂制品等。(2)耐火保溫制品。如浮珠隔熱耐火磚、礦棉、防火涂料、粉煤灰珍珠巖制品等。(3)金屬制品。從粉煤灰中提取的礦物質(zhì)和金屬,如造炭、鐵、鋁,造微元素等。(4)固化技術(shù)與活化技術(shù)。是目前粉煤灰技術(shù)比較重要的部分。固化技術(shù)廣泛用于灰場防塵、灰場筑壩和筑路工程;活化技術(shù)為粉煤灰在水泥工業(yè)中大量應(yīng)用開拓了新的前景。(5)“灰”變“肥”的系列產(chǎn)品。利用粉煤灰制造粉煤灰硅鈣肥、長效鉀肥、磁化復(fù)合肥等。研究表明:大量利用粉煤灰,逐步消滅貯存占地,應(yīng)重點地把粉煤灰應(yīng)用于城鎮(zhèn)建設(shè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。這才能真正解決貯存占地的根本問題。粉煤灰應(yīng)用要從多產(chǎn)品、多技術(shù)到多行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域開拓。要解決粉煤灰貯存占地多的問題,最根本的辦法:一是加大粉煤灰在城鎮(zhèn)建設(shè)中的利用,二是加快粉煤灰在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的利用。2.2用碳灰粉代替工作(1)用碳灰粉代替鹽酸水泥粉煤灰的主要成分是SiO(2)墻體材料的養(yǎng)護是以粉煤灰、石灰、石膏以及細集料按一定比例配合,經(jīng)控料、陳化、輪碾、壓制成型、高壓蒸汽養(yǎng)護制成的墻體材料。生產(chǎn)1×10蒸壓粉煤灰磚是利用粉煤灰數(shù)量最大的建材制品之一,其產(chǎn)品可分為4個強度級別、3個等級,用于易受凍融作用的建筑部位,要進行抗凍性檢驗。受冷熱交替作用或有酸性侵蝕的建筑部位不得用蒸壓粉煤灰磚。(3)粉煤灰路堤的鋪設(shè)和填充料基層見圖2這在我國已有幾十年歷史。從60年代到目前,在城市道路和一級、二級至全封閉高速公路建設(shè)中,用量與年俱增。粉煤灰筑路主要用于道路基礎(chǔ)、道路路堤填方和振動碾壓路面。A.道路基層用粉煤灰。要求其化學(xué)成分中硅鋁總量大于70%,且在950℃時燒失量不大于10%。含水過高的粉煤灰應(yīng)經(jīng)堆高濾干自然脫水。施工時的含水量應(yīng)保持在20%～35%。原材料中除粉煤灰外,還需要石灰,必要時還可摻加一定比例的黏土及碎石或其它骨料。在適當含水率下拌合,然后在路槽中攤鋪,并在最佳含水率條件下壓實,保持濕潤狀態(tài)并經(jīng)一定時間養(yǎng)護。所筑的路面整體層即為石灰粉煤灰混合料基層。應(yīng)注意的是:拌料要均勻、色澤調(diào)和,無嚴重粗細分離狀況。未被打碎的石灰、土塊、粉煤灰團塊不得大于50mm,且大于20mm的石灰、土塊、粉煤灰團塊的總量不得大于細料總量的10%,混合料的含水量應(yīng)接近最佳壓實含水量。這項應(yīng)用技術(shù),不僅投資少,施工簡便,用灰量大,好管理等,而且強度比一般碎石基層高(與石灰土相比較,抗壓強度高1.5～2.0倍,收縮系數(shù)降低一半,凍融穩(wěn)定性好);節(jié)約土源,降低工程造價(據(jù)建成道路工程結(jié)算,每利用1t粉煤灰,可節(jié)約成本10元以上)。B.道路路堤和填方用粉煤灰。粉煤灰在筑路回填中的應(yīng)用最早是美國50年代的州際公路系統(tǒng)。我國從80年代開始用粉煤灰修筑公路路堤。如西安至三原的一級公路路堤用粉煤灰填筑,最高處達4.5m,全線用灰近100×10粉煤灰修筑路堤,需要掌握一定的技術(shù)措施。若用純粉煤灰填筑路堤,必須用石灰粉煤灰混合包裹邊坡及堤頂,或用黏土包裹邊坡及堤頂;包裹土體的厚度視邊坡的高度,少者1m,多者2m不等。包裹用石灰粉煤灰混合材料的厚度也視邊坡高度,在30～50cm不等。C.粉煤灰路堤存在的缺陷或不利因素。最主要的是由于粉煤灰顆粒有明顯的凍融敏感性。解決方法是,需往粉煤灰中稍加石灰,拌合均勻,使水分不再以游離狀態(tài)存在,而以結(jié)合水形式存在于石灰粉煤灰的水化產(chǎn)物中,可大大提高路堤的抗凍性能。研究認為,對粉煤灰路堤耐久性影響最大的是毛細管水的上升。所以,在粉煤灰路堤底層與地下接觸的地區(qū),輔設(shè)的自由排水材料保護濾層至少應(yīng)高出地下水面46cm,可防止毛細水上升侵入粉煤灰路堤中。該技術(shù)優(yōu)點是,其自重輕,可減輕對結(jié)構(gòu)的側(cè)壓力;有一定的自硬性,減少附加荷載,減小路堤回填的沉降,剪切強度較好。特別推薦用于廠區(qū)公路、村鎮(zhèn)公路建設(shè)。(4)土壤中含鹽量的影響及措施主要有以下幾點:一是覆土造田,改良土壤;二是純灰種植;三是生產(chǎn)碳化粉煤灰復(fù)合肥、鈣、鎂、硅肥。A.施用適當?shù)姆勖夯?對小麥、玉米、水稻、大豆等主要農(nóng)作物都有明顯增產(chǎn)效果。B.施灰后增產(chǎn)效果與土壤質(zhì)地關(guān)系密切,于黏土質(zhì)土壤施灰效果最好,增產(chǎn)明顯;對砂質(zhì)土壤施灰效果不明顯;對改良土壤有很好作用。C.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上用灰量大面廣。每畝可施灰15～35t,特別是黏性大的土壤中,每畝施灰可達30t以上。在種植小麥、玉米、水稻、豆類、蔬菜地上都可施粉煤灰。D.粉煤灰是多種顆粒的聚合體,具有多孔特征,有砂性、質(zhì)輕、滲透快、吸水強、吸附性好等特征,且含有很多植物生長所需的微量元素,增產(chǎn)效果是綜合性的,有增溫、增強通透性作用。E.粉煤灰本身的pH值在8.2左右。施用粉煤灰對堿性土壤有一定影響,但并不十分明顯,而對酸性土壤影響則較明顯,可中和部分酸性。在鹽堿地帶的稻田土壤里施灰可以增強通透性,有一定脫鹽效果,施灰可降鹽;在地下水位高的旱田地里施灰,能使耕作層含鹽量增高。這一點必須注意。(1)覆土造田,改良土壤。一是,利用山谷、洼地、低坑、采石后廢棄的石料場等作為灰場,待貯滿灰后在上面覆蓋20～30cm厚的土層,即可成為田地。在此地上種植物要比純土上的產(chǎn)量高。原因是,粉煤灰與黏土拌和(部分),使土壤得到改良,底層粉煤灰透氣、透水性能良好;表面黏土在抵抗蒸發(fā),保水,保肥方面都比灰好。所以,填灰還田是成功經(jīng)驗;二是,純灰種植。要注意粉煤灰本身的形狀和外界的關(guān)系,要有較好的管理措施。研究認為:a.在純灰場上種植作物是可行的,但技術(shù)性強,對植物有選擇性(采用點播或播,又適宜撒播等要求)。b.在純灰地上種植作物應(yīng)先種草、種樹,在具備水源、肥源后,從第2或第3年開始再種農(nóng)作物和蔬菜,使灰場逐步熟化。c.在純灰場上種植物的病蟲害比土壤上少得多。三是,改造土壤。特別是對黏性大的土壤和酸性土壤,粉煤灰作為單純肥料來施用是不妥當?shù)?因為本身不具有肥料功能,但可以與N、P、草碳腐植酸等肥料結(jié)合施用。既可作為其他肥料的載體,又能充分發(fā)揮其本身含有的微量元素作用。(2)生產(chǎn)碳化粉煤灰復(fù)合肥。碳化粉煤灰復(fù)合肥是土壤碳學(xué)理論與優(yōu)化配方和施肥技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物。與普通復(fù)合肥比,不同之處在于此肥中含較多的碳化處理了的粉煤灰。不但使復(fù)合肥中增加粉煤灰中固有的微量元素,而且粉煤灰中的富鐵玻璃微珠碳化作用后的剩碳也能使土壤的某些性能改善。這就增加了復(fù)合肥的綜合肥力,具有高效、長效、養(yǎng)分全、功能多的優(yōu)點,而且生產(chǎn)成本低、投資少、工藝簡單,有很好的社會效益及經(jīng)濟效益。碳化粉煤灰復(fù)合肥的原料要根據(jù)土壤特點和作物的生長要求,在粉煤灰中添加2種及3要素(N、P、K)養(yǎng)分,經(jīng)配料、混合、碳化(處理時,粉煤灰應(yīng)在