粉煤灰(主要固体废物)
粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一,随着电力工业的发展,燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加处理,就会产生扬尘,污染大气;若排入水系会造成河流淤塞,而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。另外粉煤灰可作为混凝土的掺合料。
中文名粉煤灰
固体
SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等
粉煤灰的堆存 根据电厂所处的地理位置,可选择附近的山沟、洼地、废河湾、煤矿塌陷区修建贮灰场。贮灰场底部要有防水防渗设施。贮灰场要妥善管理,在已堆满的灰场上覆土造田,植树种草或进行表面药物处理,防止粉煤灰飞扬。
粉煤灰的用途
在混凝土中掺加粉煤灰节约了大量的水泥和细骨料;减少了用水量;改善了混凝土拌和物的和易性;增强混凝土的可泵性;减少了混凝土的徐变;减少水化热、热能膨胀性;提高混凝土抗渗能力;增加混凝土地修饰性。
国标一级:采用优质粉煤灰和高效减水剂复合技术生产高标号混凝土的现代混凝土新技术正在全国迅速发展。
国标二级:优质粉煤灰特别适用于配制泵送混凝土、大体积混凝土、抗渗结构混凝土、抗硫酸盐混凝土和抗软水侵蚀混凝土及地下、水下工程混凝土、压浆混凝土和碾压混凝土。
国标三级:粉煤灰混凝土具有和易性好、可泵性强、终饰性改善、抗冲击能力提高、抗冻性增强等优点。
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成悬浮状态燃烧,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。
目前,粉煤灰主要用来生产粉煤灰水泥、粉煤灰砖、粉煤灰硅酸盐砌块、粉煤灰加气混凝土及其他建筑材料,还可用作农业肥料和土壤改良剂,回收工业原料和作环境材料。粉煤灰在水泥工业和混凝土工程中的应用:粉煤灰代替粘土原料生产水泥,由硅酸盐水泥熟料和粉煤灰加入适量石膏磨细制成的水硬胶凝材料,水泥工业采用粉煤灰配料可利用其中的未燃尽炭;粉煤灰作水泥混合材;粉煤灰生产低温合成水泥,生产原理是将配合料先蒸汽养护生成水化物,然后经脱水和低温固相反应形成水泥矿物;粉煤灰制作无熟料水泥,包括石灰粉煤灰水泥和纯粉煤灰水泥,石灰粉煤灰水泥是将干燥的粉煤灰掺入10%—30%的生石灰或消石灰和少量石膏混合粉磨,或分别磨细后再混合均匀制成的水硬性胶凝材料;粉煤灰作砂浆或混凝土的掺和料,在混凝土中掺加粉煤灰代替部分水泥或细骨料,不仅能降低成本,而且能提高混凝土的和易性、提高不透水、气性、抗硫酸盐性能和耐化学侵蚀性能、降低水化热、改善混凝土的耐高温性能、减轻颗粒分离和析水现象、减少混凝土的收缩和开裂以及抑制杂散电流对混凝土中钢筋的腐蚀。
粉煤灰在建筑制品中的应用:蒸制粉煤灰砖,以电厂粉煤灰和生石灰或其他碱性激发剂为主要原料,也可掺入适量的石膏,并加入一定量的煤渣或水淬矿渣等骨料,经过加工、搅拌、消化、轮碾、压制成型、常压或高压蒸汽养护后而形成的一种墙体材料;烧结粉煤灰砖,以粉煤灰、粘土及其他工业废料为原料,经原料加工、搅拌、成型、干燥、培烧制成砖;蒸压生产泡沫粉煤灰保温砖,以粉煤灰为主要原料,加入一定量的石灰和泡沫剂,经过配料、搅拌、烧注成型和蒸压而成的一种新型保温砖;粉煤灰硅酸盐砌块,以粉煤灰、石灰、石膏为胶凝材料,煤渣、高炉矿渣等为骨料,加水搅拌、振动成型、蒸汽养护而成的墙体材料;粉煤灰加气混凝土,以粉煤灰为原料,适量加入生石灰、水泥、石膏及铝粉,加水搅拌呈浆,注入模具蒸养而成的一种多孔轻质建筑材料;粉煤灰陶粒,以粉煤灰为主要原料,掺入少量粘结剂和固体燃料,经混合、成球、高温培烧而制的一种人造轻质骨料;粉煤灰轻质耐热保温砖,是用粉煤灰、烧石、软质土及木屑进行配料而成,具有保温效率高,耐火度搞,热导率小,能减轻炉墙厚度、缩短烧成时间、降低燃料消耗、提高热效率、降低成本。
粉煤灰作农业肥料和土壤改良剂:粉煤灰具有良好的物理化学性质,能广泛应用于改造重粘土、生土、酸性土和盐碱土,弥补其酸瘦板粘的缺陷,粉煤灰中含有大量枸溶性硅钙镁磷等农作物所必需的营养元素,故可作农业肥料用。回收工业原料:回收煤炭资源,利用浮选法在含煤炭粉煤灰的灰浆水中加入浮选药剂,然后采用气浮技术,使煤粒粘附于气泡上浮与灰渣分离;回收金属物质粉煤灰中含有Fe2O3、Al2O3、和大量稀有金属;分选空心微珠,空心微珠具有质量小、高强度、耐高温和绝缘性好,可以用于塑料的理想填料,用于轻质耐火材料和高效保温材料,用于石油化学工业,用于军工领域,坦克刹车。
作环保材料:利用粉煤灰可制造分子筛、絮凝剂和吸附材料等环保材料;粉煤灰还可用于处理含氟废水、电镀废水与含重金属例子废水和含油废水,粉煤灰中含有的Al2O3、CaO等活性组分,能与氟生产配合物或生产对氟有絮凝作用的胶体离子,还含有沸石、莫来石、炭粒和硅胶等,具有无机离子交换特性和吸附脱色作用。
粉煤灰的物理性质(1)细度;(2)密度;(3)堆积密度;(4)烧矢量;(5)含水量;(6)粉煤灰的颜色
①细度:粉煤灰的细度对强度的形成有一定影响,粉煤灰颗粒愈细,强度愈高。因经磨细的粉煤灰增大了表面积,使活性增大。
②密度:粉煤灰的密度与它的颗粒形状、铁质含量有关,玻璃球含量多,粉煤灰密度大;氧化铁成分高,其密度亦大;含碳多的密度小;密度愈大粉煤灰质量愈好。粉煤灰密度为1.07~2.4g/cm3。
③堆积密度:一般为555~700kg/m3
④烧失量:烧失量即粉煤灰中未烧尽的碳粉含量。未烧尽的碳粉量在粉煤灰中是有害物质。如果粉煤灰中含碳量大,活性的Si02、Al2O3、CaO含量少,都会降低粉煤灰的活性,增加粉煤灰的需水量,降低强度,故烧失量愈少愈好。
⑤含水量:湿粉煤灰的含水量不宜超过35%。
⑥粉煤灰外观类似水泥,由于燃烧条件以及颜色在乳白色到灰黑色之间变化。
粉煤灰的颜色是一项重要的质量指标,它不仅可以反映含碳量的多少和差异。
而且在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度,颜色越深,粉煤灰粒度越细,含碳量越高。
粉煤灰就有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分.通常高钙粉煤灰的颜色偏黄,低钙粉煤灰的颜色偏灰。
补充说明
粉煤灰是一种放错地方的资源,粉煤灰可用作水泥、砂浆、混凝土的掺合料,并成为水泥、混凝土的组分,粉煤灰作为原料代替黏土生产水泥熟料的原料、制造烧结砖、蒸压加气混凝土、泡沫混凝土、空心砌砖、烧结或非烧结陶粒,铺筑道路;构筑坝体,建设港口,农田坑洼低地、煤矿塌陷区及矿井的回填;也可以从中分选漂珠、微珠、铁精粉、碳、铝等有用物质,其中漂珠、微珠可分别用作保温材料、耐火材料、塑料、橡胶填料。
检验规定
编号和取样
(1)编号
以连续供应的200t相同等级、相同种类的粉煤灰为一编号。不足200t按一个编号论,粉煤灰质量按干灰(含水量小于1%)的质量计算。
(2)取样
每一个编号为一取样单位,当散装粉煤灰运输工具的容量超过该厂规定出厂编号吨数时,允许该编号的数量超过取样规定吨数。
取样方法按GB12753进行。取样应有代表性,可连续取,也可从10个以上不同部位去等量样品,总量至少3份。
拌制混凝土和沙浆用粉煤灰,必要时,买方可对粉煤灰的技术要求进行随机抽样检查。
出厂检验
(1)拌制混凝土和沙浆用粉煤灰,出厂检验项目为国标全部技术要求。
(2)水泥活性混凝土材料用粉煤灰,出厂检验项目为国标中烧失量、含水量、三氧化硫、游离氧化钙、安定性。
型式检验
(1)拌制混凝土和沙浆用粉煤灰型式检验项目为国标全部技术要求。
(2)水泥活性混凝土材料用粉煤灰型式检验项目为国标全部技术要求。
(3)有下列情况之一应进行型式检验:
原料、工艺有较大改变,可能影响产品性能时;
正常生产时,每半年检验一次(放射性除外);
产品长期停产后,恢复生产时;
出厂检验结果与上次型式检验有较大差别时。
判定规则
(1)拌制混凝土和沙浆或水泥活性混凝土材料用粉煤灰,试验结果符合国标全部技术要求时为等级品。若其中任何一项不符合要求,允许在同一编号中重新加倍取样进行全部项目的复检,以复检结果判定,复检不合格可降级处理。凡低于本国家标准最低级别要求的为不合格品。
参考资料
1.粉煤灰·红星机器
2.粉煤灰污染的治理需要进一步完善·河南红星