粉煤灰的性質(zhì)及其資源化利用

1、粉煤灰的性質(zhì)及其資源化利用n(GBT15962005)用于水泥和混凝土中的粉煤灰用于水泥和混凝土中的粉煤灰中定義：中定義： 電廠煤粉爐煙道氣中收集的粉末稱為粉煤灰。電廠煤粉爐煙道氣中收集的粉末稱為粉煤灰。n粉煤灰主要產(chǎn)生于燃煤電廠。煤粉在爐膛中呈懸浮狀態(tài)燃燒，燃煤中的絕大部分可燃物都能在爐內(nèi)燒盡，而不燃物(主要為灰分)大量混雜在高溫?zé)煔庵?，這些不燃物因受到高溫作用而部分熔融，同時(shí)由于其表面張力的作用，形成大量細(xì)小的球形顆粒，在鍋爐尾部引風(fēng)機(jī)的抽氣作用下，含有大量灰分的煙氣流向爐尾，隨著從高溫到溫度急劇下降的過(guò)程中形成了大量表面光滑的球狀玻璃體,其顆粒比水泥細(xì),比表面積很大,因此具有很強(qiáng)的活性。

2、在引風(fēng)機(jī)將煙氣排入大氣之前，上述這些細(xì)小的球形顆粒，經(jīng)過(guò)除塵器被分離、收集，即形成粉煤灰。制粉鍋 爐 煤 倉(cāng)輸煤卸煤進(jìn)煤高壓加熱器除氧器低 壓 加 熱 器凝 結(jié) 水 泵凝汽器汽輪機(jī)化學(xué)水處理升壓變壓器發(fā)電機(jī)變壓器鍋爐除塵器冷卻塔蒸汽循環(huán)水泵煙囪綜 合 利 用出灰灰漿泵送風(fēng)排煙補(bǔ)充水去 電 網(wǎng)去灰場(chǎng)新蒸汽進(jìn)水1 燃煤電廠發(fā)電流程燃煤電廠發(fā)電流程n 2010年9月15日, 世界綠色和平組織發(fā)布調(diào)研報(bào)告稱“火力發(fā)電產(chǎn)生的粉煤灰排放，已經(jīng)成為中國(guó)工業(yè)固體廢物的最大單一污染源，但這種對(duì)環(huán)境和公眾健康損害巨大的污染物卻長(zhǎng)期被忽視。2009年，中國(guó)粉煤灰產(chǎn)量達(dá)到了3.75億噸，相當(dāng)于當(dāng)年中國(guó)城市生活垃圾總量

3、的兩倍多，其體積可達(dá)到4.24億立方米。 2.1 污染水源n 目前,國(guó)內(nèi)對(duì)粉煤灰的大批量處理主要是回填,而回填帶來(lái)的主要問(wèn)題是粉煤灰潛在的毒性對(duì)環(huán)境的長(zhǎng)期影響,從而對(duì)地下水、土壤造成污染。粉煤灰浸出的一些微量重金屬元素也會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。同時(shí)由于浸出的元素的環(huán)境遷移性,會(huì)對(duì)環(huán)境造成潛在的長(zhǎng)期影響。2.2 污染大氣n 一般來(lái)講,對(duì)于粉煤灰的處理主要是回填和儲(chǔ)灰池存儲(chǔ)。電廠粉煤灰屬于固體廢物中細(xì)粒,粉塵隨風(fēng)飛揚(yáng),污染大氣。一些城區(qū)SO2、NOX能達(dá)到國(guó)家空氣質(zhì)量二級(jí)標(biāo)準(zhǔn),但總懸浮物和降塵這兩項(xiàng)污染物均超標(biāo),尤其是降塵污染較重。2.3占用土地、污染土壤n 粉煤灰的貯放方式可分為濕法貯灰與干法貯灰兩種

4、。濕法貯灰運(yùn)行簡(jiǎn)單、費(fèi)用低,無(wú)噪聲污染,輸送過(guò)程的揚(yáng)灰污染較易解決。但貯灰場(chǎng)的一次投資較高,解決滲漏與水質(zhì)污染問(wèn)題比較困難,灰場(chǎng)貯滿后場(chǎng)地的利用較困難,存在著灰漿漏失或潰壩的危險(xiǎn)。我國(guó)粉煤灰的存儲(chǔ)量大,其堆放占用大量土地,而且遇水容易使粉煤灰中的元素滲透到土壤,污染環(huán)境。3.1 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3.2 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

5、項(xiàng)，其中得到實(shí)施應(yīng)用的近70 項(xiàng)。但是相對(duì)來(lái)說(shuō)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4 m 寬、4m 高的城墻，長(zhǎng)達(dá)80，000km，比萬(wàn)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n 物理性質(zhì)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

6、。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0.5300m。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。n 化學(xué)性質(zhì)粉煤灰是一種人工火山灰質(zhì)混合材料，它本身略有或沒有水硬膠凝性能，但當(dāng)以粉狀及有水存在時(shí)，能在常溫特別是在水熱處理(蒸汽養(yǎng)護(hù))條件下，與氫氧化鈣或其它堿土金屬氫氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性能的化合物，成為一種增加強(qiáng)度和耐久性的材料。這也正是粉煤灰能夠用來(lái)生產(chǎn)各種建筑材料的原因所在。粉煤灰化學(xué)成分的變化范圍及典型粉煤灰的學(xué)成分粉煤灰化學(xué)成分的變化范圍及典型粉煤灰的學(xué)成分n

7、 物相粉煤灰是晶體礦物和非晶體礦物的混合物。一般礦物含有石英、莫來(lái)石、磁鐵礦、方鎂石、生石灰及無(wú)水石膏等。非晶體礦物包括玻璃體、無(wú)定型碳和次生褐鐵礦等,其中玻璃體含量一般在50 %左右。n 形態(tài)粉煤灰中主要有5 類特征顆粒:l 不規(guī)則玻璃質(zhì)顆粒l 未燃盡炭粒l 復(fù)珠l 富鐵微珠l 富硅鋁玻璃微珠l不規(guī)則玻璃質(zhì)顆粒粉煤灰中普遍含有數(shù)量不等的形態(tài)不規(guī)則、結(jié)構(gòu)疏松、粒徑較粗的多孔玻璃質(zhì)顆粒。這類多孔玻璃質(zhì)顆粒活性差,多孔結(jié)構(gòu)需水量大,干燥時(shí)易使制品開裂,因此對(duì)于生產(chǎn)硅酸鹽燒結(jié)制品是不利的。l未燃盡炭粒粉煤灰中的炭粒一般是形狀不規(guī)則的多孔體。炭粒內(nèi)部多孔、結(jié)構(gòu)疏松、易碾碎、孔腔吸水性高 。粉煤灰中炭粒

8、粒徑較大,一般大于粉煤灰的平均粒徑,小顆粒以片狀居多,含有少量角粒狀。粉煤灰中的炭粒對(duì)粉煤灰的綜合利用會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響,其高溫?zé)Y(jié)燒失量大,是制備燒結(jié)磚的有害成分。l復(fù)珠在粉煤灰中,有些微珠里面包含大量細(xì)小玻璃微珠的顆粒,或是柱狀顆粒相互粘連成形狀不規(guī)則顆粒,密度往往較大,置于水中能夠下沉,表面發(fā)育有氣孔,這些稱為復(fù)珠或沉珠。前者通常稱為子母珠,后者稱為珠連體。一些研究證明,含有復(fù)珠是粉煤灰品質(zhì)較好的一個(gè)標(biāo)志4.4 粉煤灰形態(tài)l富鐵微珠富鐵微珠是沉珠的一種,其中鐵含量較高，鐵質(zhì)主要構(gòu)成顆粒的殼壁,外觀顏色較深。圓形居多,球體發(fā)育較好,有少量含鐵量較低的呈多孔不定形狀,其中包含有很多小微珠或外層包

9、裹一層莫來(lái)石或石英結(jié)晶體。富鐵微珠主要存在于粗灰中。4.4 粉煤灰形態(tài)l富硅鋁玻璃微珠粉煤灰的主要化學(xué)成分為SiO2 和Al2O3 ,兩者含量占60 %以上,鋁硅元素以玻璃體形式存在,玻璃體中以圓球居多，表面較光滑,球形度好。粉煤灰的火山灰活性與硅鋁玻璃體的含量有關(guān),能夠參與化學(xué)反應(yīng)的硅鋁酸鹽玻璃體數(shù)量越多,粉煤灰的活性就越好。4.5 水化活性粉煤灰最主要的三大效應(yīng)。n 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(wú)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

10、能，尤其對(duì)泵送混凝土，能起到良好的潤(rùn)滑作用。n 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。n 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n 我國(guó)燃煤電廠基本上是燃用煙煤，粉煤灰中CaO 含量偏低，屬于低鈣灰，但Al2O3 含量一般比較高，燒失量也比較高，這是其特點(diǎn)。此外，我國(guó)少數(shù)電廠用

11、褐煤發(fā)電或?yàn)榱嗣摿蚨鴩姛沂?、白云石產(chǎn)生的灰， CaO 含量都在30%以上。目前開發(fā)中的神木煤就是優(yōu)質(zhì)褐煤，燒成的灰就是高鈣灰。我國(guó)自20 世紀(jì)50 年代起開展對(duì)粉煤灰的研究,已在許多領(lǐng)域大規(guī)模應(yīng)用。根據(jù)利用量與技術(shù)水平,可將粉煤灰綜合利用的項(xiàng)目分為以下3類 : 高容量低技術(shù)利用,如粉煤灰回填、筑堤、灌漿等; 中容量中等技術(shù)利用,主要是在建筑材料方面的利用,如用作水 泥原料、混合材等; 低容量高技術(shù)利用,主要指具有較高經(jīng)濟(jì)效益的高新技術(shù),如金屬與礦物的分選等。n 目前,就國(guó)內(nèi)外粉煤灰綜合利用的情況來(lái)看,粉煤灰在建材、建筑、道路、填筑和農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用技術(shù)比較成熟。 5.1 粉煤灰在建筑材料方面的

12、應(yīng)用n 建筑業(yè)對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)是支柱性產(chǎn)業(yè)，在建筑工程及建筑材料生產(chǎn)中對(duì)粉煤灰進(jìn)行綜合利用，可以顯著減少粉煤灰的占地，節(jié)約電廠排灰用水，充分利用資源?，F(xiàn)在，粉煤灰在建筑領(lǐng)域的綜合利用已經(jīng)變?yōu)榻ㄖI(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的一大鏈條。比如，水泥廠每多用1 噸粉煤灰，就節(jié)省1 噸礦石，減少排放1 噸二氧化碳廢氣，至少節(jié)省50 ，節(jié)約占地0.1334m2。n 利用粉煤灰生產(chǎn)的建材產(chǎn)品有數(shù)十種,主要產(chǎn)品有粉煤灰水泥、燒結(jié)粉煤灰磚、粉煤灰陶粒、粉煤灰面磚等。n 粉煤灰水泥 粉煤灰主要由活性SiO2 和Al2O3 組成,因而可替代黏土組分配料用于水泥生產(chǎn)。用粉煤灰生產(chǎn)水泥不僅具有經(jīng)濟(jì)效益,還具有社會(huì)效益。目前,國(guó)內(nèi)已研制出硅酸

13、三鈣水泥、硫鋁酸鈣水泥、低比重油井水泥、早強(qiáng)型水泥等,有的水泥中粉煤灰的摻量可達(dá)75 %。此外,由于粉煤灰中含有一定量的未能燃燒的碳粒,所以,用粉煤灰配料還能節(jié)省燃料。n 粉煤灰混凝土 粉煤灰混凝土泛指摻加粉煤灰的混凝土。實(shí)踐證明,在配制混凝土混合料時(shí)摻入一定數(shù)量和質(zhì)量的粉煤灰,可達(dá)到改善混凝土性能、節(jié)約水泥、提高混凝土制品質(zhì)量和工程質(zhì)量、降低制品生產(chǎn)成本和工程造價(jià)的目的。我國(guó)對(duì)粉煤灰混凝土的研究開發(fā)已經(jīng)過(guò)半個(gè)多世紀(jì)的歷程,目前已廣泛應(yīng)用于土木工程、建筑工程以及預(yù)制混凝土制品和構(gòu)件等方面。n粉煤灰燒結(jié)磚 粉煤灰磚比粘土磚輕10%20%，可減輕建筑物自重和建筑工人勞動(dòng)強(qiáng)度；粉煤灰可作粘土塑化劑，

14、磚在干燥過(guò)程中裂紋少，損失率低。生產(chǎn)粉煤灰燒結(jié)磚工藝簡(jiǎn)單，建廠速度快，吃灰量大。粉煤灰砌塊和粉煤灰蒸壓加氣混凝土砌塊。以粉煤灰、石灰、石膏和骨料為原料、加水?dāng)嚢枵駝?dòng)后成型。蒸汽養(yǎng)護(hù)而成的密實(shí)砌塊可用于民用和工業(yè)建筑的墻體和基礎(chǔ)。以粉煤灰為主要原料、水泥為膠凝材料，加白灰、石膏、發(fā)泡劑，經(jīng)配料澆注、靜停切割,高壓蒸養(yǎng)制成粉煤灰加氣混凝土砌塊。具有質(zhì)量輕,隔熱保溫,隔音等特性。廣泛用于框架結(jié)構(gòu)填充材料。n 粉煤灰陶粒 它是以粉煤灰為原料，加入一定量的膠結(jié)料和水，經(jīng)成球、燒結(jié)而成的人造輕骨料，用灰量大(粉煤灰摻量約80%)、質(zhì)輕、保溫、隔熱、抗沖擊，用其配制的輕混凝土容重可達(dá)1353017260N/

15、m3、抗壓強(qiáng)度可達(dá)2060MPa，適用于高層建筑或大跨度構(gòu)件，其質(zhì)量可減輕33%、保溫性可提高3 倍。陶?；炷烈褟V泛應(yīng)用于工業(yè)與民用建筑的各類型預(yù)構(gòu)件和現(xiàn)澆混凝土工程中（如預(yù)應(yīng)力和非預(yù)應(yīng)力的、承重結(jié)構(gòu)或圍護(hù)的、隔熱或抗?jié)B的，靜載或動(dòng)載的）。陶粒還可應(yīng)用于管道保溫、爐體保溫隔熱、保冷隔熱和隔音吸聲等其他建筑材料；亦可用作農(nóng)業(yè)和園林中的無(wú)土基床材料及濾水材料。 粉煤灰可代替部分傳統(tǒng)筑路材料廣泛用于路面、基層、填筑路堤及結(jié)構(gòu)回填等道路工程中。粉煤灰綜合利用管理辦法規(guī)定：凡具備粉煤灰(包括制品) 綜合利用條件的建筑和道路工程，其設(shè)計(jì)部門必須將充分利用粉煤灰及其制品納入設(shè)計(jì)方案，建設(shè)、施工單位應(yīng)確保使

16、用。實(shí)踐證明，粉煤灰用于道路施工，工藝簡(jiǎn)單，用灰量大，已普遍推廣應(yīng)用。n 粉煤灰用于水泥混凝土路面 粉煤灰與水泥的主要成分相同，但其成本遠(yuǎn)低于水泥。鋪筑水泥路面，用粉煤灰替代部分水泥，不但降低工程造價(jià)，且有利于降低混凝土初始坍落度,延長(zhǎng)混凝土初凝時(shí)間，減少運(yùn)輸過(guò)程中的坍落度損失，降低水化熱和混凝土溫度，有利于減少路面收縮裂縫，提高路面的抗壓強(qiáng)度。n 粉煤灰用于路面基層 粉煤灰的滲透系數(shù)比粘土的滲透系數(shù)大得多，可提高路面強(qiáng)度和穩(wěn)定性。石灰穩(wěn)定粉煤灰或石灰粉煤灰穩(wěn)定土在路面基層中的應(yīng)用比傳統(tǒng)材料優(yōu)越。因?yàn)槭铱墒够旌狭系淖罴押吭龃?，最大干密度減小，強(qiáng)度、鋼度、穩(wěn)定性提高，溫度收縮系數(shù)減小，對(duì)抗

17、低溫縮裂有重要意義。n 粉煤灰混凝土路面磚 粉煤灰混凝土路面磚以水泥和粉煤灰為混合膠結(jié)料，再配以骨料等，經(jīng)計(jì)量攪拌、成型、養(yǎng)護(hù)制成。變更成型模具可制成方磚、連鎖路面磚、仿古磚、綠化植草磚、路沿磚等。采用分層布料，可制成彩色粉煤灰混凝土路面磚。粉煤灰混凝土路面磚除具有普通混凝土路面磚的優(yōu)點(diǎn)和用途，其長(zhǎng)期性能更好，已廣泛用于車行道、人行道、園林道路、廣場(chǎng)、庭院、仿古建筑道路、停車道等5.3 粉煤灰在農(nóng)牧業(yè)方面的應(yīng)用n 用粉煤灰改良土壤粉 煤灰疏松多孔、比表面積大、保水、透氣好，可增加土壤孔隙度，提高地溫，改善粘質(zhì)土壤，促進(jìn)土壤中微生物活性，使水、肥、氣、熱趨向協(xié)調(diào),便于養(yǎng)分轉(zhuǎn)化，作物生長(zhǎng)。n 用粉

18、煤灰生產(chǎn)肥料 粉煤灰中含有大量農(nóng)作物所需的營(yíng)養(yǎng)元素，如硅、鈣、鎂、鉀等，可生產(chǎn)各種復(fù)合肥，增產(chǎn)效果好，價(jià)格便宜。粉煤灰施入土壤，可以防止小麥銹病及果樹黃葉病等，增加農(nóng)作物對(duì)病蟲害的抵抗力。蔬菜試驗(yàn)表明，粉煤灰用量012%范圍內(nèi)，隨施用量增加，植物組織中鐵、鋅濃度下降，鉀、錳濃度增加，銅、鎳濃度保持不變，不產(chǎn)生植株毒害癥狀，粉煤灰富含的硼是油料作物的良好肥源，粉煤灰同腐植酸結(jié)合施用，可以提高土壤中有效硅的含量。研究表明，利用粉煤灰為載體，加上有效養(yǎng)分，磁化后便于土壤形成易為作物吸收的營(yíng)養(yǎng)單元,不僅能改良，而且能增強(qiáng)作物光合作用和呼吸功能，提高作物抗旱和抗災(zāi)性?，F(xiàn)已利用粉煤灰開發(fā)出粉煤灰磷肥、硅復(fù)

19、合肥等。5.4 粉煤灰在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用 粉煤灰比表面積大，具有一定吸附性能。研究證實(shí),粉煤灰可有效去除富營(yíng)養(yǎng)型湖泊表層水和間隙水中的磷酸酶，對(duì)造紙、印染、中草藥等生產(chǎn)廢水具有一定凈化作用，用粉煤灰對(duì)高濃度的少量有害物質(zhì)進(jìn)行固化處理，形成的固體塊致密，空隙率很少，發(fā)生二次水化反應(yīng)時(shí)，固形物的微小孔洞被封死，被固化的有害物質(zhì)更不易溶出，造價(jià)較低，是理想的固化劑。粉煤灰在酸性條件下，其中的鋁、鐵離解成為無(wú)機(jī)混凝劑，與污水混合能將污水中的懸浮物粒子絮凝、沉降，使水質(zhì)變清。用粉煤灰處理生活、造紙和制革廢水等，都已取得較好的效果。n 廢水處理粉煤灰粒細(xì)質(zhì)輕、疏松多孔、表面能高，具有一定的活性基團(tuán)和較強(qiáng)

20、的吸附能力，經(jīng)硫鐵礦渣、酸、堿、鋁鹽或鐵鹽溶液改性后，輔以適量的助凝劑，可用來(lái)處理生活污水、焦化廢水、造紙廢液、含酚廢水等各類廢水。實(shí)踐表明，經(jīng)改性后的粉煤灰在廢水脫色除臭、有機(jī)物和懸浮膠體去除、細(xì)菌微生物和雜質(zhì)凈化、以及Hg2+、Pb2+ 、Cu2+、Ni2+ 、Zn2+ 等重金屬離子去除上，均有顯著的處理效果。目前，粉煤灰處理廢水的理論基礎(chǔ)薄弱，特別是吸附機(jī)理及動(dòng)力學(xué)的研究有待深入；灰水分離缺乏有效工藝，吸附飽和灰處置不當(dāng)易引起二次污染；此外，廢水處理效能受到粉煤灰吸附容量的限制，工程應(yīng)用亟需廉價(jià)高效的粉煤灰復(fù)合混凝劑。n 煙氣脫硫 粉煤灰含有較多的CaO、MgO、Na2O 等堿性氧化物，

21、水溶液呈堿性，因此可用于煙氣脫硫。李方文等在堿液中，加入經(jīng)活化焙燒后的粉煤灰，經(jīng)水熱處理、洗滌、烘干后即得到合成沸石，它對(duì)電廠SO2 的吸附容量為31.8mg/g；此粉煤灰脫硫劑還可用于處理垃圾焚燒煙氣，以去除汞和二惡英等污染物。日本北海道電力公司1990年研究發(fā)現(xiàn)用粉煤灰、石灰和石膏制成的脫硫劑性能良好。1991年和三菱公司據(jù)此聯(lián)合開發(fā)LILAC脫硫工藝，在煙氣處理量為1萬(wàn)m3/h時(shí)，在T 為1517、Ca/S 為1.2時(shí)，脫硫率為75%；降低T，脫硫率可提高至80%90%。n 噪聲防治 將70%粉煤灰、30% 硅質(zhì)粘土材料及發(fā)泡劑等混配后，經(jīng)二次燒成工藝可制得粉煤灰泡沫玻璃，具有耐燃防水、

22、保溫隔熱、吸音隔音等優(yōu)良性能，可廣泛用于建筑、化工、食品和國(guó)防等部門的隔熱保溫、吸聲和裝飾等工程中。粉煤灰GRC圓孔隔墻板面密4055kg/m3，僅為同厚度粘土磚墻的1/6，若再采用邊肋與面板一次復(fù)合成型，組成雙層GRC隔墻板夾氣層結(jié)構(gòu)，隔聲指數(shù)大于45dB，可達(dá)到國(guó)家一級(jí)隔聲標(biāo)準(zhǔn)，接近24cm 厚實(shí)心磚墻的隔聲效果，能滿足工程上的隔音降噪要求。5 .5粉煤灰作為工程填充材料n 粉煤灰的成分類似于粘土，可代替砂石應(yīng)用在工程填筑上，這種投資少、見效快、用量大的直接利用方式，既解決了工程取土難題和粉煤灰堆放污染，又大大降低了工程造價(jià)。近年來(lái)，粉煤灰已在高速公路、水利基壩、橋梁護(hù)坡、機(jī)場(chǎng)跑道、越江隧

23、道等大型工程上廣為摻用，其施用技術(shù)日趨成熟，經(jīng)濟(jì)與環(huán)保效益良好。在礦區(qū)，利用粉煤灰對(duì)煤坑、洼地和采空區(qū)進(jìn)行回填，既降低了塌陷程度，吃掉了大量粉煤灰，又能復(fù)墾造田，減少農(nóng)戶搬遷，改善礦區(qū)生態(tài)。如山東新汶煤礦將粉煤灰充填塌陷區(qū)，使工程成本降低約39%；江蘇龐莊煤礦用粉煤灰在采空區(qū)上修筑了數(shù)條一級(jí)公路；另外粘土磚瓦廠取土后的坑洼地、山谷等也可用粉煤灰來(lái)復(fù)墾造田。n 分選空心微珠 采用機(jī)械分選、濕法浮選等工藝，可直接從粉煤灰中回收精炭粉、漂珠、懸珠、沉珠等有用物質(zhì)。其中漂珠含量雖僅占粉煤灰總量的0.2%1%，但具有質(zhì)輕、熔點(diǎn)高、隔音、電絕緣、耐磨性強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高、導(dǎo)熱系數(shù)小、分散流動(dòng)性好、反光、無(wú)毒、

24、穩(wěn)定性好等優(yōu)異性能，可廣泛作為基核制備各種功能材料，如輕質(zhì)耐火材料、防火防水涂料、消聲材料、塑料橡膠補(bǔ)強(qiáng)劑、車輛剎車片、石油裂化 催化劑、人造革填充劑、反光材料等。n 取工業(yè)原料 波蘭Groszowice水泥廠用堿溶法可從含Al2O330%的粉煤灰中提取1t氧化鋁，其工藝流程為：粉煤灰、純堿和石灰石在高溫下熔融冷卻，用水浸泡熔塊，浸出液經(jīng)脫硅處理后，用煙氣中CO2進(jìn)行碳酸化，析出Al(OH)3沉淀，煅燒即得到Al2O3，熔塊浸渣可做為生產(chǎn)硅酸鹽水泥的原料；采用磁選法，可從含鐵5%的粉煤灰中獲得鐵含量50%以上的鐵精礦粉，鐵回收率達(dá)40%；株洲發(fā)電廠投建了20t/a的粉煤灰（含炭量大于12%）浮

25、選脫炭車間，用柴油為捕收劑，松油為起泡劑，炭的回收率為85.6%。此外，還可以由粉煤灰制備硫酸鋁、白炭黑、硅酸鈣、碳酸鋰、SiO2凝膠及超細(xì)粉等工業(yè)原料。n 回收稀有金屬 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，若達(dá)到工業(yè)品位，可予以提取利用。如將粉煤灰壓成片狀，可在一定的溫度和氣氛下加熱分離鍺和鎵，其中鎵的回收率80%左右。粉煤灰中的鍺可用稀硫酸浸出，過(guò)濾，濾液中加鋅粉置換，料液經(jīng)過(guò)濾回收鋅粒后，濾液蒸發(fā)、粉碎、煅燒、過(guò)篩、加鹽酸蒸餾，然后經(jīng)水解、過(guò)濾，得到GeO2，最后用氫氣還原，即得到金屬鍺。鎵也可采取還原熔煉萃取、堿熔碳酸化等方法回收。此外，國(guó)外還開發(fā)了從粉煤灰中回收鉬

26、、鈦、銀、鎘、釩、鈾等稀有金屬的的技術(shù)，有些已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提取。n 開發(fā)功能性新材料 由粉煤灰開發(fā)的功能性新材料已廣泛用于化工、冶金、輕工與環(huán)保等多個(gè)領(lǐng)域：改性粉煤灰作為污水的絮凝劑，有顯著的去除磷酸鹽能力；作為吸附劑時(shí)可從溶液中脫除部分重金屬離子或陰離子；作為混凝劑時(shí)，COD與色度去除率均高于其它常用的無(wú)機(jī)混凝劑；粉煤灰制成的4A分子篩，節(jié)約原料、工藝簡(jiǎn)單，已大規(guī)模用于工業(yè)化生產(chǎn)中；粉煤灰制備的高分子填料，可作為優(yōu)良的防水防滲材料廣泛應(yīng)用于樓房、地面、隧道工程中。此外，粉煤灰還可用于制造硅鋁鐵合金、微珠復(fù)合材料、復(fù)合高溫陶瓷涂層、高強(qiáng)輕質(zhì)耐火磚和耐火泥漿、多孔生物濾料、防氧化材料與人造魚礁等高

27、附加值制品領(lǐng)域。1 為以粉煤灰作為燃料的發(fā)電廠或其他工業(yè)企業(yè)處理了大量廢渣，減少了處理費(fèi)用，同時(shí)又為建材工業(yè)生產(chǎn)開辟了新的資源，發(fā)展了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。2 節(jié)約農(nóng)田，支援農(nóng)業(yè)。3 工廠布置緊湊，生產(chǎn)周期短4 不需焙燒，僅需提供養(yǎng)護(hù)用的蒸汽，故燃料消耗低，減少了對(duì)大氣的污染。5 自動(dòng)化程度比較高，生產(chǎn)率高，勞動(dòng)強(qiáng)度低6 不受季節(jié)和氣候的影響，可以全年生產(chǎn)。7 產(chǎn)品容重輕，導(dǎo)熱系數(shù)小，對(duì)改善建筑功能，降低建筑成本有利。1 粉煤灰磚用于基礎(chǔ)或用于易受凍融和干濕交替作用的建筑部位必須使用一等磚與優(yōu)等磚。增加了成本。2 粉煤灰不得用于長(zhǎng)期受熱，受急冷急熱和有酸性介質(zhì)侵蝕的部位。3 生產(chǎn)建材制品， 如果粉煤灰中放

28、射性元素含量較高， 會(huì)影響人體健康。4 部分有害元素會(huì)溶出， 滲人土壤， 被植物吸收 。 有毒金屬對(duì)人體影響砷砷ArsenicArsenic多種癌癥，皮膚色變，手疣多種癌癥，皮膚色變，手疣鋇鋇BariumBarium腸胃問(wèn)題，肌無(wú)力，心臟損傷腸胃問(wèn)題，肌無(wú)力，心臟損傷硼硼B(yǎng)oronBoron生殖疾病，胃腸道疾病生殖疾病，胃腸道疾病鉻鉻ChromiumChromium癌癥，潰瘍及其它胃病癌癥，潰瘍及其它胃病鉛鉛LeadLead智力下降，神經(jīng)系統(tǒng)損傷，發(fā)育和行為問(wèn)題智力下降，神經(jīng)系統(tǒng)損傷，發(fā)育和行為問(wèn)題錳錳ManganeseManganese神經(jīng)系統(tǒng)損傷，肌肉問(wèn)題，智力缺陷神經(jīng)系統(tǒng)損傷，肌肉問(wèn)題，

29、智力缺陷汞汞MercuryMercury認(rèn)知障礙，發(fā)育遲緩，行為問(wèn)題認(rèn)知障礙，發(fā)育遲緩，行為問(wèn)題鉬鉬MolybdenumMolybdenum礦物質(zhì)失衡，貧血，發(fā)育缺陷礦物質(zhì)失衡，貧血，發(fā)育缺陷釩釩VanadiumVanadium出生缺陷，肺出生缺陷，肺/ /喉喉/ /眼睛疾病眼睛疾病鈷鈷 CobaltCobalt肺肺/ /心臟心臟/ /肝臟肝臟/ /腎疾病，皮炎腎疾病，皮炎鋅鋅 ZincZinc腸胃問(wèn)題，生殖疾病腸胃問(wèn)題，生殖疾病銻銻AntimonyAntimony刺激眼部、心臟損傷，肺病刺激眼部、心臟損傷，肺病鎘鎘CadmiumCadmium肺病，腎病，癌癥肺病，腎病，癌癥鎳鎳NickelN

30、ickel癌癥，肺病，過(guò)敏反應(yīng)癌癥，肺病，過(guò)敏反應(yīng)硒硒SeleniumSelenium出生缺陷，影響兒童骨骼生長(zhǎng)出生缺陷，影響兒童骨骼生長(zhǎng)n 經(jīng)濟(jì)效益粉煤灰資源化最直接的效益是企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，如生產(chǎn)粉煤灰水泥，技術(shù)比較成熟，每利用一噸灰直接收益100150元。我國(guó)目前水泥年產(chǎn)量超過(guò)4億噸，從國(guó)家公布的資源看，全國(guó)僅有5%的水泥企業(yè)利用粉煤灰，年產(chǎn)量2000萬(wàn)噸。所以利用粉煤灰生產(chǎn)水泥，發(fā)展前景十分可觀。十多年來(lái)，我國(guó)在筑路、回填方面使用了大量粉煤灰。粉煤灰筑路每平方米可節(jié)省造價(jià)3元，每利用1噸灰可節(jié)支1520元。粉煤灰資源化產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益還來(lái)源于國(guó)家對(duì)粉煤灰資源化的稅收優(yōu)惠。目前，國(guó)家對(duì)企業(yè)開

31、展粉煤灰綜合利用的稅收優(yōu)惠政策主要有：企業(yè)生產(chǎn)的原料中摻有不少于30%的煤矸石、石煤、粉煤灰、燒煤鍋爐等廢渣(不包括高爐水渣)為原料生產(chǎn)的建材產(chǎn)品，享受免征增值稅政策；在生產(chǎn)原料中摻有不少于30%的煤矸石、石煤、粉煤灰爐渣(不包括高爐水渣)及其他廢渣生產(chǎn)的水泥，享受增值稅即征即退政策；部分新型墻體材料產(chǎn)品享受增值稅減半征收政策；企業(yè)利用本企業(yè)外的大宗煤矸石、爐渣、粉煤灰作主要原料，生產(chǎn)建材產(chǎn)品的所得，自生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)之日起，免征所得稅五年。企業(yè)利用國(guó)家政策取得的利益也十分可觀。n 環(huán)境效益 我國(guó)每年發(fā)電及熱電聯(lián)產(chǎn)耗原煤6億噸，排放的粉煤灰高達(dá)118億噸，嚴(yán)重地威脅著生態(tài)環(huán)境。粉煤灰含水量低、顆粒細(xì),易產(chǎn)生揚(yáng)塵。在我國(guó)大多數(shù)城市，粉煤灰是懸浮顆粒物的來(lái)源,造