粉煤灰綜合利用概述課件

粉煤灰綜合利用技術(shù)報(bào)告人：段鵬選北京建筑材料科學(xué)研究總院粉煤灰綜合利用概述5報(bào)告內(nèi)容一、國(guó)內(nèi)外粉煤灰綜合利用概述二、粉煤灰基本性能三、粉煤灰在建材行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀四、粉煤灰在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用五、蒸壓粉煤灰磚生產(chǎn)管理及過程控制粉煤灰綜合利用概述5一、國(guó)內(nèi)外粉煤灰綜合利用概述粉煤灰是火力發(fā)電廠的主要廢棄物，其產(chǎn)量逐年增大。處理不當(dāng)將嚴(yán)重污染環(huán)境目前國(guó)內(nèi)外已經(jīng)把粉煤灰廣泛應(yīng)用于建材、建工、回填、筑路、農(nóng)業(yè)、化工、環(huán)保、高性能陶瓷材料等眾多領(lǐng)域。1、國(guó)外粉煤灰利用情況國(guó)外20世紀(jì)30年代就用粉煤灰配置混凝土英國(guó)粉煤灰利用率為46.2%,德國(guó)65%,法國(guó)75%。美國(guó)把粉煤灰列入礦物資源的第七位，排在礦渣石灰與石膏之前。美國(guó)20世紀(jì)30、40年代就用粉煤灰建造水壩日本也從20世紀(jì)50年代起用粉煤灰建造水壩粉煤灰綜合利用概述5

一、國(guó)內(nèi)外粉煤灰綜合利用概述2、國(guó)內(nèi)粉煤灰利用情況我國(guó)粉煤灰的綜合利用技術(shù)有近200項(xiàng)，其中得到實(shí)施應(yīng)用的近70項(xiàng)。但是相對(duì)來說我國(guó)粉煤灰的利用率還是較低產(chǎn)生的附加值并不是很高。所以我們必須加緊對(duì)粉煤灰在高新技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)用的研究。據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，中國(guó)的粉煤灰堆積量已達(dá)到120億t，且每年以1.6億t速度增加，用這些粉煤灰堆成4m寬、4m高的城墻，長(zhǎng)達(dá)80，000km，比萬里長(zhǎng)城長(zhǎng)16倍多，可以繞地球兩圈以上目前我國(guó)粉煤灰利用率約為45％左右粉煤灰綜合利用概述5

二、粉煤灰基本性能1、外觀特性粉煤灰外觀類似水泥，顏色在乳白色到灰黑色之間變化。粉煤灰的顏色是一項(xiàng)重要的質(zhì)量指標(biāo)，可以反映含碳量的多少和差異。在一定程度上也可以反映粉煤灰的細(xì)度，顏色越深，粉煤灰粒度越細(xì)，含碳量越高。粉煤灰就有低鈣粉煤灰和高鈣粉煤灰之分。通常高鈣粉煤灰的顏色偏黃,低鈣粉煤灰的顏色偏灰。粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比表面積較大，具有較高的吸附活性，顆粒的粒徑范圍為0.5～300μm。并且珠壁具有多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率高達(dá)50%—80%，有很強(qiáng)的吸水性粉煤灰綜合利用概述5二、粉煤灰基本性能2、化學(xué)成分粉煤灰物理化學(xué)性質(zhì)波動(dòng)比較大，這主要是煤質(zhì)的不同、鍋爐技術(shù)參數(shù)不同、技術(shù)管理水平不同等造成的。粉煤灰的主要化學(xué)成分為：SiO2：33%—63%；AlO3：16%—40%；Fe2O3：1.5%—6%；CaO：2%—8%；MgO：1.5%—4%；Na2O：0.5%—2.5%；K2O：0.3%—2%；TiO2：0.3%—1.6%。

粉煤灰綜合利用概述5二、粉煤灰基本性能3、微觀性能粉煤灰的顯微結(jié)構(gòu)主要是研究顆粒形狀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)及物相種類等特性。3．1漂珠漂珠一般呈乳白色，密度小于1g/cm3，粒徑15μm—180μm，以玻璃相為主，空心球，漂于水面，玻璃相內(nèi)有殘存氣體包裹。在熔融態(tài)時(shí)，因表面張力的作用，在最終收縮過程中，產(chǎn)生復(fù)合結(jié)構(gòu)的微珠（即子母珠）。有呈定向針狀莫來石集合體和交織狀的針狀莫來石晶體。

粉煤灰綜合利用概述5二、粉煤灰基本性能3、微觀性能3．2沉珠（硅鋁質(zhì)玻璃微珠）一般呈灰白色，粒徑小于50μm，密度為1.8-2.7g/cm3可沉于水底。SiO2和Al2O3的總和通常在80%以上，珠體形成的溫度為1300℃-1400℃左右，其物相主要為玻璃相、莫來石及少量鱗石英晶體析出，莫來石的含量與晶體的程度高于石英如果對(duì)微珠進(jìn)行輕度溶蝕，使殼層玻璃體溶解，可清晰見到從珠壁向內(nèi)生長(zhǎng)的針狀莫來石晶體，并且大微珠內(nèi)還包裹著更小的微珠。也有微珠在玻璃質(zhì)珠壁上析出莫來石和鱗石英。其玻璃基質(zhì)有很多氣孔出現(xiàn)。粉煤灰綜合利用概述5二、粉煤灰基本性能3．3海綿體玻璃體（也稱不規(guī)則微珠）當(dāng)煤粉粒子較粗或鍋爐溫度低于1300℃時(shí)，煤粉中的鋁硅酸鹽黏土礦物來不及完全液化，通過固-液相反應(yīng)和快速冷卻而形成的。在液相粘度較大所形成的硅鋁玻璃體表面極為粗糙，具有大量微孔的近似圓形的海綿體的不規(guī)則微珠。該微珠呈乳白色-灰色，粒徑小。含硅量高，有少量的莫來石等。3．4磁珠也稱高鐵微珠，呈黑色，粒徑為50μm左右，導(dǎo)電，并顯磁性，密度為3.8—4.2g/cm3。該珠體是由富鐵組成的粉煤灰溶體從高溫快速冷卻，通過表面張力收縮形成的，成珠后溶體極易析出磁鐵礦、赤鐵礦和方鐵礦等晶體。粉煤灰綜合利用概述5二、粉煤灰基本性能3．5殘?zhí)繗執(zhí)康男纬墒钱?dāng)煤粉過粗或爐溫較低時(shí)，燃燒不完全形成的一種未燃盡的殘屑。一般呈黑色，粒度范圍較大，密度在1.5g/cm3左右表面疏松多孔，有片狀殘?zhí)?、半圓狀殘?zhí)?、多孔球狀殘?zhí)考盁o定形殘?zhí)亢凸桎X微珠連接體。粉煤灰綜合利用概述5二、粉煤灰基本性能4、水化活性粉煤灰最主要的三大效應(yīng)。第一，“形態(tài)效應(yīng)”。在顯微鏡下顯示，粉煤灰中含有70％以上的玻璃微珠，粒形完整，表面光滑，質(zhì)地致密。這種形態(tài)對(duì)混凝土而言，無疑能起到減水作用、致密作用和勻質(zhì)作用，促進(jìn)初期水泥水化的解絮作用，改變拌和物的流變性質(zhì)、初始結(jié)構(gòu)以及硬化后的多種功能，尤其對(duì)泵送混凝土，能起到良好的潤(rùn)滑作用。粉煤灰綜合利用概述5二、粉煤灰基本性能4、水化活性第二，“活性效應(yīng)”。粉煤灰的“活性效應(yīng)”因粉煤灰系人工火山灰質(zhì)材料，所以又稱之為“火山灰效應(yīng)”。這一效應(yīng)能對(duì)混凝土起到增強(qiáng)作用和堵塞混凝土中的毛細(xì)組織，提高混凝土的抗腐蝕能力。第三，微集料效應(yīng)。粉煤灰中粒徑很小的微珠和碎屑，在水泥中可以相當(dāng)于未水化的水泥顆粒，極細(xì)小的微珠相當(dāng)于活潑的納米材料，能明顯地改善和增強(qiáng)混凝土及制品的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，提高勻質(zhì)性和致密性。這三種效應(yīng)相互關(guān)聯(lián)，互為補(bǔ)充。粉煤灰的品質(zhì)越高，效應(yīng)越大粉煤灰綜合利用概述5三、粉煤灰在建材行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀1粉煤灰制磚粉煤灰燒結(jié)磚是我國(guó)目前吃灰量很大的項(xiàng)目之一，生產(chǎn)工藝及主要設(shè)備與普通粘土磚基相同。與普通粘土磚相比，其各項(xiàng)性能均能達(dá)到要求，并能降低建筑物的自重，提高建筑物的保溫性能，其使用效果優(yōu)于普通粘土磚。目前國(guó)家已逐步禁止使用實(shí)心粘土磚，這樣粉煤灰燒結(jié)磚市場(chǎng)前景廣闊。粉煤灰蒸養(yǎng)磚也可以和粘土磚一樣，作為承重墻體材料應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑。生產(chǎn)粉煤灰蒸養(yǎng)磚可以使用質(zhì)量較差和長(zhǎng)年積存在灰坑中的濕排灰，提供了一條可行的出路。粉煤灰綜合利用概述5

三、粉煤灰在建材行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀

2、粉煤灰制砌塊粉煤灰砌塊目前主要是粉煤灰小型空心砌塊等品種。粉煤灰小型空心砌塊的主要工藝特點(diǎn)是：①原材料：膠結(jié)料以水泥為主；集料由爐渣、砂、石或人造輕集料的多元材料組成；②生產(chǎn)工藝由帶模養(yǎng)護(hù)變?yōu)槊撃ｐB(yǎng)護(hù)，成型設(shè)備由振動(dòng)臺(tái)變?yōu)榧訅赫駝?dòng)成型機(jī)組流水作業(yè)，勞動(dòng)生產(chǎn)率提高，勞動(dòng)強(qiáng)度降低粉煤灰綜合利用概述5三、粉煤灰在建材行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀3粉煤灰作為制水泥和混凝土的原材料粉煤灰的成分與粘土相似，可以替代粘土配料生產(chǎn)水還可利用其殘余碳，在煅燒水泥熟料時(shí)可節(jié)約燃料。用粉煤灰做生產(chǎn)水泥的混合材料時(shí)，主要是利用其火山灰性質(zhì)。根據(jù)粉煤灰摻量的不同，生產(chǎn)不同品種的水泥。粉煤灰加氣混凝土是以粉煤灰為基本原料，配以適量的生石灰、水泥、石膏及鋁粉等添加劑制成的一種輕質(zhì)混凝土建筑材料，粉煤灰摻量一般可達(dá)70％。用粉煤灰作混凝土摻和料，要求粉煤灰有較高的質(zhì)量，如細(xì)度要大、活性要高、含碳量要低。粉煤灰綜合利用概述5三、粉煤灰在建材行業(yè)的應(yīng)用現(xiàn)狀4粉煤灰生產(chǎn)其他建筑材料粉煤灰還可用于生產(chǎn)粉煤灰陶粒、灌漿材料等。5、粉煤灰在道路工程中的應(yīng)用用灰量占利用總量的20％，粉煤灰、石灰石、砂穩(wěn)定路面基層。粉煤灰用于護(hù)坡、護(hù)提工程和粉煤灰修筑水庫(kù)大壩，建造廣場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、港區(qū)的地基等。粉煤灰瀝青混凝土。6、從粉煤灰中提取礦物和高值利用粉煤灰中部分具有工業(yè)價(jià)值的稀有元素通常在細(xì)粒飛灰中富集，達(dá)到工業(yè)品位，可予以提取利用。目前己提取出鋁、鍺、鎵、銀、鍋、鈾等多種金屬。這是粉煤灰綜合利用的一條可行途徑。粉煤灰綜合利用概述5四、粉煤灰在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用1利用粉煤灰改善土壤可以明顯地改善土壤結(jié)構(gòu)降低容重增加孔隙度提高地溫、縮小膨脹率，從而顯著地改善黏質(zhì)土壤的物理性質(zhì)促進(jìn)土壤中微生物活性，有利于養(yǎng)分轉(zhuǎn)化和種子的萌芽，合理施用符合農(nóng)用標(biāo)準(zhǔn)的粉煤灰對(duì)不同土壤都有增產(chǎn)作用。對(duì)于黏、重、板及酸性土壤，每公頃施粉煤灰225t即可取得顯著增產(chǎn)效果；小麥增產(chǎn)10.45%，玉米增產(chǎn)9.3%，水稻增產(chǎn)12.1%。印度坎普爾地區(qū)的導(dǎo)水性實(shí)驗(yàn)、南昌的土壤孔隙實(shí)驗(yàn)、西北農(nóng)學(xué)院土壤膨脹實(shí)驗(yàn)（防止土壤流失）都已經(jīng)有力地證明了粉煤灰改善土壤結(jié)構(gòu)的效果。粉煤灰綜合利用概述5四、粉煤灰在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用2、利用粉煤灰生產(chǎn)復(fù)合肥粉煤灰可以改良土壤調(diào)節(jié)土壤溫度和pH值，增加和補(bǔ)充土壤的營(yíng)養(yǎng)成分。粉煤灰糞便和生活垃圾可以生產(chǎn)無害全營(yíng)養(yǎng)復(fù)合肥料和微量元素肥。已經(jīng)開發(fā)的粉煤灰化肥品種有粉煤灰硅鈣肥、粉煤灰鈣