粉煤灰与磷石膏的资源化

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1、粉煤灰与磷石膏的资源化摘要通过本文，介绍粉煤灰与磷石膏的主要来源，危害，特性等，从而达到更好的综合利用两种材料的目的关键词粉煤灰；资源化处理；磷石膏；资源化处理1粉煤灰资源化处理1.1粉煤灰的来源粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质的混合材料,主要是燃煤电厂、冶炼、化工等行业排放的固体废物。燃煤电厂将煤磨成100um以下的煤粉,用预热空气喷入炉膛悬浮燃烧,产生的高温烟气经收尘装置捕集而得到粉煤灰(或称飞灰)。少数煤粉燃烧时因碰撞而黏结,成块沉积于炉底成为底灰[1]。1.2粉煤灰的危害粉煤灰的大量堆放,对环境有

2、着极大的危害，大致分为以下四种：（一）土壤危害：粉煤灰的大量堆放,占用大量土地，还对土壤造成严重污染。每1万吨粉煤灰贮存将占地1334m2，到目前为止全国占地已约60万亩，造成土地资源的极大浪费。（二）水域危害：粉煤灰若排入水系会造成河流淤塞；堆放在储灰场的粉煤灰，在日晒、风吹、雨淋、冻溶等作用下，一方面粉煤灰颗粒会随风飘落水体中，另一方面粉煤灰中一些可渗虑的有害物质易随天然降水进入地表水循环或渗入地下水，使水质恶化。（三）大气危害：由于粉煤灰颗粒小，体积轻，易通过空气进行污染扩散，在四级以上风力的气候条件下，长时间

3、漂浮在大气中，严重影响周围的空气质量；大于2μm的粉尘颗粒可沉积在人体的鼻咽区，小于2μm的颗粒会沉积在支气管、肺泡区；悬浮颗粒落在地面后，会对建筑物、露天雕塑品的表面造成严重侵蚀，影响市容市貌。（四）放射性危害：有些低等级原煤放射性核元素含量较高，燃烧后粉煤灰中的放射性元素相对集中。其在衰变过程中放出的α、β、γ射线，可以影响几代甚至几十代人，引起人体的远期效应（如遗传效应）[２]。1.3粉煤灰的组成我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na

4、2O、SO3、MnO2等，此外还有P2O5等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土，岩页；氧化铁主要来自黄铁矿；氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。粉煤灰的元素组成(质量分数)为：O47.83%，Si11.48%～31.14%，Al6.40%～22.91%，Fe1.90%～18.51%，Ca0.30%～25.10%，K0.22%～3.10%，Mg0.05%～1.92%，Ti0.40%～1.80%，S0.03%～4.75%，Na0.05%～1.40%，P0.00%～0.90%，Cl0.00%～0.12%，其他0.50%～

5、29.12%。由于煤的灰量变化范围很广，而且这一变化不仅发生在来自世界各地或同一地区不同煤层的煤中，甚至也发生在同一煤矿不同的部分的煤中。因此，构成粉煤灰的具体化学成分含量，也就因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。1.4粉煤灰的主要特性（一）粉煤灰的主要性状粉煤灰的物理性质包括密度、堆积密度、细度、比表面积、需水量等，这些性质是化学成分及矿物组成的宏观反映。由于粉煤灰的组成波动范围很大，这就决定了其物理性质的差异也很大。粉煤灰的物理性质中，细度和粒度是比较重要的项目。它直接影响着粉煤灰的其他性质，粉煤灰越

6、细，细粉占的比重越大，其活性也越大。粉煤灰的细度影响早期水化反应，而化学成分影响后期的反应。化学性质粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以粉状及水存在时，能在常温，特别是在水热处理(蒸汽养护)条件下，与氢氧化钙或其他碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。（二）粉煤灰的技术特征影响粉煤灰品质有很多内外因素，如化学成分、矿物组成、物理性能等，其中有些在标准规范中列为主要技术指标。由于这些指标因素的随机性及不稳定性，使这些因素间“相关性”

7、处于不稳定状态，为此引入灰色系统中关联度概念。具体地说一个系统中某一个因素如果28天强度比受许多因素的影响，对这些因素分别作随时间变化的曲线，用曲线几何形状相似程度来衡量因素对28天强度比相关程度[3]。1.5粉煤灰的综合利用1.5.1粉煤灰在污水处理中的应用粉煤灰中含有多孔玻璃体、多孔炭粒,因而它的表面积较大。同时,它还具有一定的活性基团,这就使其具有较强的吸附能力,成为污水处理的吸附材料,用来处理各种废水,下面分别予以介绍。SebastienRio和ArnaudDelebarre[4]将粉煤灰经流化床处理后用于去

8、除废水中的Hg2+。此研究是在经流化床处理后的含硅铝酸盐和硅酸钙盐的粉煤灰基础上进行的。这两种粉煤灰三天后达到吸附平衡,汞离子的去除率随pH值增加。用电子光谱对粉煤灰表面进行化学分析,结果表明汞离子和粉煤灰中各种氧化物发生反应被吸附在粉煤灰的表面。HendricNollet[5]等人用粉煤灰去除废水中PCBs。他们根据吸附动力学原理利用粉煤灰做