粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。它是燃烧煤的发电厂将煤磨成100微米以下的煤粉,用预热空气喷入炉膛经燃烧形成悬浮状态,产生混杂有大量不燃物的高温烟气,经集尘装置捕集就得到了粉煤灰。粉煤灰的化学组成与粘土质相似,主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙和未燃尽碳。
粉煤灰利用现状
我国是个产煤大国,以煤炭为电力生产基本燃料。近年来,我国的能源工业稳步发展,发电能力年增长率为7.3%,电力工业的迅速发展,带来了粉煤灰排放量的急剧增加,燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加,1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨,2000年约为1.5亿吨,到2010年将达到2亿吨,给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面,我国又是一个人均占有资源储量有限的国家,粉煤灰的综合利用,变废为宝、变害为利,已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策,是解决我国电力生产环境污染,资源缺乏之间矛盾的重要手段,也是电力生产所面临解决的任务之一。经过开发,粉煤灰在建工、建材、水利等各部门得到广泛的应用。
20世纪70年代,世界性能源危机,环境污染以及矿物资源的枯竭等强烈地激发了粉煤灰利用的研究和开发,多次召开国际性粉煤灰会议,研究工作日趋深入,应用方面也有了长足的进步。粉煤灰成为国际市场上引人注目的资源丰富、价格低廉,兴利除害的新兴建材原料和化工产品的原料,受到人们的青睐。目前,对粉煤灰的研究工作大都由理论研究转向应用研究,特别是着重要资源化研究和开发利用。利用粉煤灰生产的产品在不断增加,技术在不断更新。国内外粉煤灰综合利用工作与过去相比较,发生了重大的变化,主要表现为:粉煤灰治理的指导思想已从过去的单纯环境角度转变为综合治理、资源化利用;粉煤灰综合利用的途径以从过去的路基、填方、混凝土掺和料、土壤改造等方面的应用外,发展到目前的在水泥原料、水泥混合材、大型水利枢纽工程、泵送混凝土、大体积混凝土制品、高级填料等高级化利用途径。
技术
近年来我国水泥工业的资源综合利用取得重大突破,水泥行业消纳的废弃物在全国固体废弃物利用总量中超过80%。水泥行业通过采用少熟料、多微粉、低成本水泥生产技术,可以最大限度地消耗电力、冶金、煤炭工业生产的粉煤灰、矿渣、煤矸石和其他工业废渣。我国传统水泥生产工艺采用熟料、混合材混合磨粉,磨机产量低、能耗高,矿渣等废渣仅作为混合材使用,掺入量不超过30%。采用熟料、矿渣分别粉磨工艺,利用矿渣等微粉在高细状态下活性好可作为水泥主要组分的特点,配制“勾兑”水泥,混合材掺量达到50%-60%,可大幅度降低水泥生产成本。利用工业废渣生产的水泥,基于各种废渣微粉掺合料的合理匹配,能提高混凝土的致密性,形成低致密、高密度、低缺陷的混凝土结构,大大提高混凝土的使用寿命。我国每年产生的矿渣等工业废弃物达15亿-16亿吨,粉煤灰和煤矸石达4亿-6亿吨,在部分地区泛滥成灾。充分利用当地廉价的粉煤灰、矿渣等废弃资源生产低成本高性能绿色水泥,是各地区水泥制造转型的重要途径。
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