粉煤灰的礦物組成

1、論文：粉煤灰礦物組成與加工利用研究 73 粉煤灰綜合利用 FLYASH COMPREHEN SIVE UTILIZATION 2001 NO .2 專題綜述收稿日期:2000 03 15作者簡介：錢覺時，男,1962年生,重慶大學(xué)建材系教授、博士生導(dǎo)師粉煤灰的礦物組成（中）錢覺時 王 智 吳傳明（重慶大學(xué)建材系）摘 要:首先分析玻璃體的結(jié)構(gòu)特征，然后介紹有關(guān)粉煤灰中玻璃體變異特性的研究結(jié)果，最后敘述粉煤灰中可能存在的玻璃體類型，并就粉煤灰中氧化物以玻璃體形式出現(xiàn)的順序進行了分析。關(guān)鍵詞：粉煤灰，礦物組成，玻璃體,改性劑中圖分類號:O 741.2文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1005-8249（200

2、1）02-0037-05煤燃燒達到1600 C高溫時其中絕大多數(shù)無機物熔化。盡管煤中含有幾十種礦物，但主要分為 五大類，其它則很少，幾乎痕量。這五大類礦物是：鋁硅酸鹽（粘土礦物卜碳酸鹽、硫酸鹽、氧化物和氯化物（或磷酸鹽）。 只有硅在這樣高的溫度下其化學(xué)性質(zhì)未發(fā)生大的變化，而其它所有礦物都將發(fā)生分解。粉煤灰的玻璃相 首先是煤中的粘土礦物失水后形成的，冷卻方式的不同又會產(chǎn)生不同類型的玻璃相甚至晶體。隨著反應(yīng)的進一步進行，物理性質(zhì)相近的礦物成分也可能形成新的玻璃相和晶相。在高溫下，粉煤顆粒能發(fā)生一系列物理化學(xué)變化，最為顯著的是受表面張力作用使表面能達到最小從而使粉煤顆粒變?yōu)榍?狀。這些熔化的球狀顆粒

3、能在煤粉燃燒過程中產(chǎn)生的CO、CO2、SO2和水蒸氣中漂浮，當(dāng)這些顆粒離開火焰區(qū)域后將迅速移至溫度較低的區(qū)域，然后淬滅成固體玻璃相，淬滅的速度取決于這些顆粒的大小，大顆粒移動 緩慢使得顆粒內(nèi)部形成晶相物質(zhì)。盡管這些顆粒也可能發(fā)生爆裂，但一般情況下都會以固態(tài)顆粒狀離開火焰區(qū)然后淬滅成中空壁厚的球狀顆粒。基于這些原因，不同粒徑和密度的粉煤灰顆粒化學(xué)組成與礦物組成差別很大，小顆粒的粉煤灰比大顆粒的粉煤灰有更多的玻璃相 可以測定、分析。由于 CO、CO2、SO2和水蒸氣的存在，在玻璃化過程中，粉煤 灰顆?？赡芘c之發(fā)生二次反應(yīng)從而使得硅酸鹽產(chǎn)生聚合和解聚。本文著重分析粉煤灰中的玻璃體特性。1玻璃體結(jié)構(gòu)很

4、多熔融液體急劇冷卻形成固體時，原子不能達到晶體所需的有序程度，稱為非晶狀，玻璃相是非晶態(tài)的 特殊一類。在硅和硅鋁系統(tǒng)中，結(jié)構(gòu)的無序可從三個影響因素來考慮：（1）由于迅速淬滅的無序；由于網(wǎng)架的同晶形替換?的無序；（3）由于陽離子改性的無序。（2）（3）屬于兩種不同聚合類型。由于淬滅帶來的無序可以SiO2從熔融到冷卻兩種形態(tài)來解釋，見圖1 a、bo圖1晶體二氧化硅（a ）、玻璃體二氧化硅（b ）和鈉硅玻璃體二氧化硅（c ）的二維結(jié)構(gòu)示意圖純SiO2緩慢冷卻時結(jié)晶成方石英，在方石英的結(jié)構(gòu)中，有規(guī)律的重復(fù)單元，SiO4四面體網(wǎng)架為長程有序 純SiO2熔融后淬冷能形成玻璃相，這種玻璃相在通常溫度下比較穩(wěn)

5、定，其中的SiO2的長程有序不再存在，三維網(wǎng)架發(fā)生扭曲。假定SiO2四面體只有局部的變化，這種玻璃相仍保持 短程有序，即具有相似的SiO關(guān)系。研究這兩種形式的三維網(wǎng)架結(jié)構(gòu)很有意義，一種是規(guī)則而另一種是不規(guī)則的聚合體，但都是具有橋氧原子的連續(xù)結(jié)構(gòu)。但是，大多數(shù)玻璃體都比玻璃相的SiO2更為復(fù)雜。這些玻璃態(tài)可能是由于硅與其它氧化物共熔而形成的，這些氧化物能提供配位數(shù)通常為3或4（如Al , Fe, B等）的元素，這些元素在氧的四面體聚合物結(jié)構(gòu)中能取代 Si原子，特別是堿金屬或堿土金屬（如Na，K，Ca，Mg ）的氧化物，它們提供元素的配位數(shù)大于或等于6,將會誘發(fā)聚合物網(wǎng)架解聚 。這些金屬陽離子被稱

6、為網(wǎng)架的改性劑，其濃度越高，基體解聚就越多。為了保持電中性，Si - O -Si連接將斷裂，橋氧和非橋氧原子（NBO）將同時存在，后者具有偶極 可與改性的 金屬元素發(fā)生作用（圖1（ c ）。處于四面體中的硅為四價 （Si IV ），因此如果低化合價的原子（Al川）引入網(wǎng)架，網(wǎng) 架連續(xù)的聚合結(jié)構(gòu)將破裂，額外的負(fù)電荷必須通過引入陽離子（M+或0.5M2+）保持電中性：0_51AlOISi O,網(wǎng)架鋁徒體OSiOOOSiOOO 0.5 Al 2O 3+ M + SiOOOSiOOOAlOOO - M +（ Si 2O 4 網(wǎng)架）（鋁硅體）這樣由于替代作用在原來扭曲玻璃體結(jié)構(gòu)中加入了另兩種無序：網(wǎng)架中

7、的原子被隨機替代和必需引入陽離子所產(chǎn)生的化學(xué)無序、三維結(jié)構(gòu)的解聚。改性劑元素（金屬氧化物）將更進一步增加這種無序。例如當(dāng)硅在熔融過程中引入 Na2O后淬滅，相對于純SiO2玻璃體來說，由于通過下列反應(yīng)其結(jié)構(gòu)的解聚程度更大。OSiOOOSiOOOSiOOONa 2OOS1OOOS1OOO - O Na + Na + SiOOO當(dāng)Na2O （或K2O,CaO,MgO等）加入后,網(wǎng)架可能顯現(xiàn)出進一步地解聚，所形成的玻璃體為越來越小的硅（或鋁硅體）的齊聚物，這些齊聚物具有大量帶負(fù)電荷的非氧橋原子的終端。隨改性劑量的增加，形成的玻璃體齊聚物結(jié)構(gòu)變化非常大，如 NBO/Si比為0時結(jié)構(gòu)為充分聚合的四面體（

8、Si2O4）,NBO/Si為1時為片狀（Si2O5）人為制備如何？片狀Si2O5；與白炭黑結(jié)構(gòu)比較如何，比值為2時為鏈狀（Si2O7）, 而比值為4時就是單體（SiO4）,如圖2所示。當(dāng)然，這些結(jié)構(gòu)單元也能在結(jié)晶度很好的礦物中發(fā)現(xiàn)。片狀、鏈狀、球狀礦物的結(jié)晶特性、成礦原因f為人工合成制備 （認(rèn)為改造）奠定基礎(chǔ)因此玻璃體的無序主要是由于 改性劑的引入導(dǎo)致大量 NBO存在而引起網(wǎng)架的置換和解聚 。雖然粉煤 灰的玻璃體有更為復(fù)雜的化學(xué)性質(zhì)，但可以認(rèn)為粉煤灰中的玻璃體無序的主要因素也是這兩種。從組成上，根據(jù)改性劑的量，粉煤灰中的鋁硅玻璃體介于高硅質(zhì)材料如硅灰和高鈣的高爐礦渣之間，有時類似于一些商業(yè)玻璃

9、，其典型化學(xué)組成列于表 1。表1典型玻璃組成范圍2材料網(wǎng)架構(gòu)成(Si0 2+Al 203+ Fe 203)網(wǎng)架改性劑(Na 20 +K 20 +CaO+MgO )硅灰9010瀝青煤粉煤灰84 9010 16亞瀝青煤粉煤灰81 841619褐煤粉煤灰7228高爐礦渣4752窗用玻璃7426耐熱玻璃964容器玻璃7624井包括E 20 32粉煤灰玻璃體的變異粉煤灰在形成過程中受多種因素影響，致使其玻璃相性質(zhì)差異較大，如：(1) 煤種的變化和煤層的變化使得夾層中礦物的變化很大，主要是Fe和Ca的變化較大,而Na /K和Al /Si的變化相對較??；(2) 不同電廠由于粉煤灰形成與收集的差異 (如粉磨條

10、件、空氣供給、負(fù)荷以及粉煤灰的收集、場地差異等)。所有這些因素使粉煤灰玻璃相具有獨特的非均質(zhì)現(xiàn)象，而其它硅質(zhì)玻璃體副產(chǎn)品，如高爐礦渣、硅灰則不象粉煤灰這樣。一些研究者建議粉煤灰中玻璃相的特性可按粒徑大小、密度和磁性系數(shù)的差異來進行區(qū)分1主要還是根據(jù)不同的特性及其由此而產(chǎn)生不同用途，才有意義2.1 粒徑采用電子收塵的現(xiàn)代化電廠從煙道中收集的粉煤灰，其粒徑通常從 0.5卩血以下大到 200 以上。對于不同灰源、不同區(qū)域和不同除塵系統(tǒng)，這種粒徑的區(qū)域甚至更寬。通常在小顆粒中有更高的玻璃相 ，但Hemmings等觀察到 2,3,盡管粉煤灰的粒徑相關(guān)很大 ，但整體的化學(xué)和礦物組成差異不大 ，也有不少研

11、究者報道在小顆粒粉煤灰中富集有更多的金屬物質(zhì)4。2.2顆粒容重很多研究表明，粉煤灰的顆粒容重表現(xiàn)出連續(xù)的分布，且容重范圍比較大，小可到0.8 g / cm 3,大可到4.0g /cm 3（ Hemmings等）2,3 Hemmings等2根據(jù)粉煤灰顆粒容重不同將某種粉煤灰分為6種容重等級，然后測定不同容重等級粉煤灰中的玻璃相比例及玻璃相的化學(xué)組成。系統(tǒng)分析測試阜新粉煤灰的狀況表2是研究結(jié)果。表2粉煤灰中玻璃相與顆粒容重的關(guān)系粉煤灰類型原狀灰D1D2D3D4D5D6容重2.85比例（重量%）1001.47.023.228.829.29.999.5礦物相組成a -石英611210113/莫來石14

12、1522221300/玻璃體80847776778997/微量礦物a,b-bba,baa.cSiO265.064.767.669.7/Al 2。315.723.518.115.623.320.919.2Fe2O6.4CaO5.26.817.523.9/Mg01.7Na 2O1.7K 0.3注:(1) D 1,D 2,D 3,D 4, D 5,D 6 分級粉煤灰的容重等級分別為：2.85 g /cm 3;

13、（2）微量礦物 ：a -石灰，b -鈣長石，c -C 2 S表2表明，不同容重粉煤灰顆粒的玻璃相含量不同,有較多的玻璃相；從容重上看，接近鋁硅玻璃體密度 （2.52.7 g/cm 3）的粉煤灰顆粒含有更多的玻璃體；從化學(xué)組成上，不同容重粉煤灰顆粒中的玻璃體組成也有差異，特別是顆粒容重較大的粉煤灰玻璃體中的CaO含量更高。2.3磁性系數(shù)粉煤灰特別是煙煤的粉煤灰中，含有n價鐵和川價鐵（Fen ,Fem ），很多鐵是以分散的氧化鐵顆粒存在,形成與磁鐵礦（Fe 30 4）、磁赤鐵礦（YFe 20 3）和赤鐵礦（Fe 2O 3）有關(guān)的尖晶石形態(tài)，分布于一些礦 物中。其余鐵既可能存在于玻璃相中也可能存在于

14、莫來石中或其它晶相中置換離子（鐵離子形成）出現(xiàn)。由于粉煤灰中鐵的這種性質(zhì)，一些顆粒可受磁場作用從其它非磁性顆粒中分離出來，這就是粉煤灰的磁選技術(shù)。通過磁選分離出的粉煤灰顆粒越多，表明粉煤灰中鐵以 尖晶石氧化物形式存在的比例越大，也說明這種粉煤灰的玻璃相相對比較低。Hower等5研究結(jié)果非常清楚地說明了這一點，他們采用高鈣粉煤灰，通過根據(jù)不同粒度級別及其特性，采用不同的加工方式，開發(fā)不同的產(chǎn)品，用于不同的領(lǐng)域表3粉煤灰經(jīng)磁選后不同粒徑顆粒中玻璃體的含量變化顆粒尺寸比例(% wt )灰份（%）燒失量（%）玻璃體尖晶石石英(目)莫來石1000.6090.169.0077.20.810.80.4未10

15、02004.0496.691.650.4磁2003257.9497.741.3983.60.414.20.2選32550014.3798.650.7685.40.612.80.01000.800.2771.50.024.00.00.5386.40.03.40.81002003.901.0161.81.525.86.02.8994.01.01.01.2磁2003258.402.6551.51.042.01.5選5.751.032550016.206.0350.00.047.80.810.1797.60.00.40.250070.7029.2757.30.0

16、42.30.041.4398.80.00.20.03粉煤灰玻璃體的類型根據(jù)化學(xué)組成推算，粉煤灰中大約有50%以上顆粒容重低于實際固體材料密度，這主要因為是粉煤灰中含有大量中空球狀顆粒的緣故。將粉煤灰顆粒按其容重分成相對均質(zhì)的幾組時，每組粉煤灰玻璃體的礦 物組成與化學(xué)組成表現(xiàn)出很大差異。表2和4是Hemmings等2的試驗結(jié)果。表4粉煤灰玻璃體中元素含量與容重、粒徑的關(guān)系粉煤灰類型D 1D 2D 3D 4D 5D 6顆粒容重（g/cm3）2.85平均粒徑（im ）29.562.555.335.120.07.6玻璃體中各兀素含量(mol/100 克)Si1.050.850.

17、72Al0.460.360.310.460.410.38Fe0.040.040.030.030.060.08Ca0.050.110.090.120.310.43Mg0.030.030.030.020.040.04Na0.120.080.070.070.070.05K0.0020.0060.0080.0060.0040.006Si / Al0.430.320.260.430.480.53從表2可以看出，粉煤灰玻璃體的化學(xué)組成與改性劑含量（Na 20 + K2O +CaO+ MgO ）有明顯關(guān)系，因此Hemmings等1將顆粒容重 0.82.0 g /cm 3、薄壁狀的有較少陽離子改性劑構(gòu)成的粉煤

18、灰玻璃 體稱為I型玻璃體，將顆粒容重2.5 g /cm 3有較多改性劑構(gòu)成的粉煤灰玻璃體稱為H型玻璃體。從表4還可以看出，粉煤灰的玻璃體類型還與粉煤灰的顆粒粒徑有一定關(guān)系,Berry等6用HC1溶解粉煤灰中的玻璃體（非晶體鋁硅酸鹽），然后進行分析，更加明確地將粉煤灰中I和H玻璃體定義為：I型玻璃體一種鋁硅酸鹽玻璃體，有比較低的改性齊洽量 (CaO+ MgO +Na 20 + K 2O 8%),通常出現(xiàn)在低容重粉煤灰顆粒中；H型玻璃體鋁硅酸鈣玻璃體 ，有較高的改性劑含量(CaO+ MgO + Na 20 + K 2027% )，主要出現(xiàn)在 高 容重、小尺寸粉煤灰顆粒中作復(fù)合肥較為適宜、控釋緩釋肥

19、。圖3是Hemmings等1給出的 兩種玻璃體形成示意圖，表明煤粉燃燒后所形成的玻璃體類型與改性劑含量關(guān)系非常密切。I L裂也t3iI主豊申侔co.圖 粽煤灰中玻璃你類型與改性劑含重關(guān)系不意圖圖3粉煤灰中玻璃體類型與改性劑含量關(guān)系示意圖圖4是兩種玻璃體在 CaO-Al 20 3- SiO 2三元系統(tǒng)中所處位置的粘度范圍1。也I圖41500 C時構(gòu)成兩種類型玻璃體的 CaO-Al 20 3-SiO 2三元系統(tǒng)的粘度范圍(單位:泊)圖5所示的是兩種玻璃體在結(jié)構(gòu)上的差異。II聲駕墜：|曙鼻鼻圖5 I和口玻璃體結(jié)構(gòu)的差異4 粉煤灰中氧化物以玻璃體形式出現(xiàn)的順序McCarthy等 了8,9】用XRD衍射

20、分析法，對幾百種瀝青煤、亞瀝青煤及褐煤粉煤灰樣的化學(xué)組 成與礦物組成的關(guān)系進行了比較系統(tǒng)的研究Diamond等10也進行了很深入的工作。 但由于粉煤灰的化學(xué)組成、礦物相影響因素很多，要建立它們之間的關(guān)系還有很多研究工作需要深入，不過一些研究者的研究結(jié)果仍然有較強的規(guī)律性。粉煤灰中的氧化物以相關(guān)礦物相出現(xiàn)的順序可概括如下：(1) SiO2對于高鈣粉煤灰，其出現(xiàn)的順序為：玻璃體石英 硅酸鹽(默硅鎂鈣石 黃長石C 2S 莫來石 方鈉石)。通常低級別煤，如褐煤、亞瀝青煤粉煤灰的 CaO分析值比較高，而SiO2含量相應(yīng)比較低，SiO2很少以莫 來石礦物相出現(xiàn)。而對于低鈣粉煤灰的順序為：玻璃體 石英 莫來

21、石。低鈣粉煤灰中SiO2很少以其它硅酸鹽礦物相形式出現(xiàn)。(2)AI2O3對于高鈣粉煤灰 其順序為：玻璃體 鋁酸三鈣 莫來石 黃長石 方鈉石 尖晶石鐵酸鹽。對于低鈣粉煤灰，Al 2O3則很難形成鋁酸三鈣等礦物，因此相關(guān)礦物相的順序為：玻璃體 莫來石 尖晶石鐵酸鹽。A1 2 O 3以相關(guān)礦物相出現(xiàn)的順序在很大程度上還受Al 2O3與CaO相對含量的影響：如果Al 2O3稍低于CaO的含量時，則可能順序為玻璃體 莫來石 鋁酸三鈣 尖晶石鐵酸鹽 黃長石；如果Al 2O3比CaO 含量低很多時，通常不以莫來石礦物相出現(xiàn)，甚至以黃長石礦物相出現(xiàn)的可能性也比較小，其順序為玻璃 體鋁酸三鈣 尖晶石鐵酸鹽 黃長

22、石。 Fe2O3 (Fe3O4)氧化鐵通常以各種礦物相出現(xiàn)的順序為尖晶石玻璃體 赤鐵礦 黃長石。Fe2O3主要以尖晶石出現(xiàn)在粉煤灰中，高鈣粉煤灰中除以玻璃體、赤鐵礦出現(xiàn)外，還有可能以黃長石礦物相出現(xiàn)。在有些高鈣粉煤灰中，F(xiàn)e2O3還會以鐵鋁酸四鈣礦物相出現(xiàn)。CaO對于高鈣粉煤灰，CaO以各種礦物相出現(xiàn)的順序為玻璃體石灰 硫酸鈣 C 3 A 默硅鎂鈣石 黃長石C 2S ;對于低鈣粉煤灰，CaO則很少以C3A、默硅鎂鈣石、黃長石和C2S出現(xiàn)。MgO粉煤灰中的 MgO首先以方鎂石形式出現(xiàn)，然后還會在玻璃體中出現(xiàn)，當(dāng)MgO含量比較高時，還會在默硅鎂鈣石和黃長石礦物相出現(xiàn)，因此其出現(xiàn)的順序為：方鎂石 玻

23、璃體默硅鎂鈣石 黃長石。(6) Na2ONa2O通常以玻璃體、硫酸鈉和方鈉石形式出現(xiàn)。(7) SO 3通常以硫酸鈣、硫酸鈉和方鈉石礦物相形式出現(xiàn)。根據(jù)粉煤灰中各種氧化物可能的礦物相出現(xiàn)的順序，依據(jù)粉煤灰的化學(xué)成分也可在一定程度上推測其中的礦物相。很顯然,對于低鈣粉煤灰 ,在其氧化硅、氧化鋁的含量比較高的情況下 ,玻璃體的含量必然比較高 ,這種粉煤灰具有比較高的火山灰活性。參考文獻1 R . T .HemmingsandE.E.Berry1.Mat.Res.Soc .Symp.Proc.Vol .113,1988,pp 3-392 R . T .HemmingsandE.E.Berry1.Mat

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27、tevenson .Mat .Res .Soc .Symp .Proc .,Vol .86,1987,pp 109-11210 S .DiamondandJ .Olek .Mat . Res .Soc . Symp .Proc .,Vol .86,1987, pp 315-324粉煤灰的礦物組成 (下 ) 錢覺時 王 智 張玉奇 (重慶大學(xué)建材系 ,400045) 摘 要:粉煤灰礦物組成中 ,既有晶體礦物 ,又有非晶態(tài)礦物 ,其中鋁硅玻璃體占70%左右 ,對粉煤灰玻璃體特性的認(rèn)識有利于粉煤灰的充分利用。本文介紹采用一些常用手段與方法對粉煤灰玻璃體的研究結(jié)果。關(guān)鍵詞：粉煤灰，玻璃體，XRD ,光

28、譜中圖分類號:O 741 2文獻標(biāo)識碼 ：A文章編號 :1005-8249(2001)04-0024-05收稿日期 :2001 05 31作者簡介 :錢覺時 ,男,教授,博士生導(dǎo)師粉煤灰是一種較典型的硅鋁質(zhì)火山灰材料，其中的玻璃體是由于煤粉高溫燃燒后迅速淬滅和SiO網(wǎng)架的陽離子改性及同晶形替換而引起的結(jié)構(gòu)無序1。這種結(jié)構(gòu)的無序程度可通過X射線衍射方法加以推斷。圖1為晶體和玻璃體氧化硅相應(yīng)的XRD圖譜。結(jié)晶態(tài)的SiO 2（方石英）表現(xiàn)出尖銳的衍射峰，假定這是長程有序的表現(xiàn)，而另一方面，玻璃態(tài)的SiO 2在方石英的衍射峰（I /100=4.15埃）附近表現(xiàn)為很寬的衍射圖譜，這種寬大衍射圖譜表明長程

29、有序的喪失。jii.a圖1晶態(tài)和玻璃態(tài)硅酸鹽XRD圖譜粉煤灰玻璃體的結(jié)構(gòu)無序除對X射線衍射有影響外，還可根據(jù)不同位置配位數(shù)的改變可能對丫射線光譜或核磁共振圖譜的影響來推斷分子尺度上結(jié)構(gòu)對稱性的改變。與玻璃體特別是粉煤灰中玻璃體特征有關(guān) 的性質(zhì)可通過電子顯微鏡 （SEMTEM ）、X射線衍射（XRD ）、振動光譜（紅外和拉曼）、丫射線譜、核磁 共振（NMR ）譜、紫外/可見光譜、差熱分析（DTA ）和化學(xué)方法（如酸溶解）進行分析。這些方法可用來測定 粉煤灰中玻璃體含量、玻璃體組成和玻璃體結(jié)構(gòu)Eellotto等2還采用粒子激發(fā)X射線分析 （PIXE ）和質(zhì)子激發(fā)丫射線分析（PIGE ）對粉煤灰元素

30、進行分析，用X射線光電子能譜和俄歇電子能譜對 粉煤灰表面元素進行分析，用粉末X射線衍射和顯微拉曼光譜對粉煤灰的結(jié)構(gòu)特征進行分析。從微觀上研究粉煤灰玻璃體，有助于認(rèn)識粉煤灰性質(zhì)。下面介紹對粉煤灰玻璃體研究的一些結(jié)果。1 顯微鏡用掃描電子顯微鏡（SEM ）觀察粉煤灰結(jié)構(gòu)，可提供微米尺度上粉煤灰的形貌特征，但Hemmings等3認(rèn)為SEM不僅不能用于研究玻璃體的結(jié)構(gòu)，甚至區(qū)分玻璃體和晶體都比較困難。帶有X射線能譜儀的掃描電子顯微鏡（SEM -EDX ）可以研究粉煤灰顆粒間的化學(xué)變化。Roode等 采用SEM - EDX技術(shù)研究了一組粉煤灰顆粒 ，結(jié)果顯示不同粉煤灰顆粒之間化學(xué)成分變化很大，SiO 2

31、從16%變化到87%，A1 2O 3在5.7%和21%之間變化，CaO在0到53%之間變化，F(xiàn)e 20 3甚至從0到77%之間變化。很多 情況下，SEM -EDX還可以用于顯示粉煤灰顆粒內(nèi)部組成的變化。當(dāng)然這種情況下粉煤灰顆粒尺寸應(yīng)相 對大一些，而且形狀上最好呈現(xiàn)不規(guī)則狀 ，因為這些粉煤灰顆?？赡苁怯梢恍┬〉乃槠廴谠谝黄?，其不均勻性更為明顯。不過Hemmings等3認(rèn)為即使這種情況下仍然很難利用SEM- EDX手段來區(qū)分哪是玻璃體哪是晶體。如采用更高分辨率的透射電子顯微鏡（TEM ），則可從納米尺度上觀察玻璃體Qian等5用高分辨率透射電子顯微鏡觀察結(jié)果揭示，粉煤灰在納米尺度上是玻璃體和晶體的復(fù)合體，晶體分散于連續(xù)的玻璃體中，透射電鏡照片顯示晶體和玻璃體明顯界面存在。但不管怎樣仍只能觀察到微米尺度上的非均勻性，也就是說TEM手段研究粉煤灰玻璃體仍受到一定限制。Qian等還采用分析電子顯微鏡分析粉煤灰玻璃體的化學(xué)組成波動情況，研究結(jié)果顯示在微米尺度上粉煤灰的玻璃體是明顯非均質(zhì)的，表現(xiàn)在不同點的A1 20 3/SiO 2比波動很大，相對低鈣粉煤灰而言，高鈣粉煤灰玻璃體中A120 3含量要低一些，且微米尺度上的非均質(zhì)性也低一些。2