典型固体废物的处理与利用-制备建筑材料-煤系固废

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1、10典型固体废物的处理与利用10.1煤系固体废物的处理与利用10.1煤系固体废物的处理与利用粉煤灰煤矸石10.1.1粉煤灰(coalash)的处理和利用粉煤灰的性质粉煤灰的分选处理粉煤灰的利用10.1.1.1粉煤灰(coalash)的性质粉煤灰是以煤为燃料的火力发电厂排出的废弃物。电厂烟气经除尘器收集的细灰称为粉煤灰或飞灰。由炉底排出的废渣称为炉渣或熔渣。每一万千瓦发电机组排灰渣量约为0.9～1.0万吨。粉煤灰是一种火山灰质材料，具有火山灰活性。粉煤灰的物质组成粉煤灰的颗粒组成粉煤灰的物理性质粉煤灰的活性（1）粉煤灰的物质组成粉煤灰的化学成分(chemicalcomposition)粉

2、煤灰的矿物成分(mineralconstituent)a.粉煤灰的化学成分(chemicalcomposition)粉煤灰的化学成分类似于粘土,主要有SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和未燃尽的煤炭，以SiO2和A12O3为主要成分。由于产地、煤的品种和燃烧条件的不同，粉煤灰的化学成分变化范围较大。粉煤灰的化学成分是评价其质量优劣的重要技术参数。CaO：根据CaO的含量分为高钙粉煤灰(CaO>20％)和低钙粉煤灰(CaO<20%)，高钙粉煤灰质量高于低钙粉煤灰。（对活性而言）I.L（烧失量）：可以反映锅炉燃烧状况，I.L越高，粉煤灰质量越差。（对活性而言）SiO2+A12O3+F

3、e2O3：粉煤灰中SiO2、Al2O3和Fe2O3的含量直接关系到它们作为建筑材料原料的优劣。用于水泥和混凝土的低钙粉煤灰，要求SiO2+A12O3+Fe2O3>70％。MgO和SO3：粉煤灰中的MgO和SO3对水泥和混凝土是有害成分，必须加以控制。b.粉煤灰的矿物成分(mineralconstituent)粉煤灰的矿物成分取决于所用燃煤的化学成分和矿物成分。粉煤灰中的矿物大部分是在燃烧过程中熔融结晶所得。因此，粉煤灰的矿物成分很复杂。主要分为无定形相和结晶相两大类。无定形相(amorphousphase)：主要是Si-A1质玻璃体，约占50～80％,和少量未燃烬的碳粒。玻璃体含量多，

4、火山灰活性高。结晶相(crystallizationphase)：主要有石英、莫来石、长石、云母、赤铁矿、金属铁、硅化铁、磁铁矿；在高钙粉煤灰中还含有一些水泥熟料矿物如C2S，铝酸钙、钙长石、方镁石、石灰等。粉煤灰的矿物成分是影响粉煤灰活性的重要因素之一，低钙粉煤灰的活性主要取决于无定形Si-A1质玻璃体，因此玻璃体越多化学活性越高。高钙粉煤灰中富钙玻璃体较多，并含有较多富含CaO的水泥热料矿物的结晶相。水泥的化学活性主要取决于富CaO的结晶相。因此，高钙粉煤灰的化学活性比低钙粉煤灰高，而且其活性既与玻璃体有关，又与其结晶相有关。（2）粉煤灰的颗粒组成(Particlecomposit

5、ion)粉煤灰是由形状各异,大小不同的球粒，多孔颗粒和碎屑颗粒构成。玻璃微珠(microbeads)表面光滑的球粒，粒径一般为0.5～100μm，平均为10～30μm，比重大，在水中下沉，也称为沉珠，含量多者可达25％，少者3～4%，有些颗粒表面还生长着一些石英、莫来石的微晶。按其化学成分可分为：富Ca玻璃微珠，CaO含量高，化学活性高。富Fe玻璃微珠，Si-A1玻璃微珠富含赤铁矿、磁铁矿包体，具有磁性，也称磁珠。多孔颗粒有多孔炭粒和多孔玻璃体之分。多孔玻璃体富含SiO2、A12O3，含量高达70％以上，有的颗粒表面呈蜂窝状，有的颗粒为封闭性孔穴，内部为蜂窝状。比表面积较大，粒径往往>

6、45μm。封闭性孔穴颗粒比重一般小于1,能漂浮于水面上，称为漂珠,其体积含量可达15～20％，重量含量可4～5％，是一种保温隔热材料。碎屑结晶相和玻璃相的碎片，也有碳粒碎屑。（3）粉煤灰的物理性质外观特点比重与容重细度外观特点粉煤灰外观象水泥,呈灰白色，随着含碳量的增加，颜色变深可呈黑色，而且碳粒主要赋存于粗颗粒中；因此，粉煤灰的颜色在一定程度反映了粉煤灰的含碳量和细度，颜色越深，粒度越粗，质量越差。比重和容重低Ca灰：比重1.8～2.8；高Ca灰：比重2.5～2.8；粉煤灰的松散干容重为600～1000kg／m3压实容重约为1300～1600kg／m3；细度粉煤灰的粒径为0.5～30

7、0μm,表面积3000～4000cm2／g（4）粉煤灰的活性(activity)火山灰(volcanicash)物质及其活性火山灰活性(activity)的评定提高粉煤灰活性的方法a.火山灰(volcanicash)物质及其活性(activity)天然产出的喷出岩,火山碎屑岩,如玻璃质流纹岩（松脂岩、珍珠岩、黑曜岩、浮岩）和凝灰岩、硅藻土、蛋白岩等SiO2和A12O3含量较高(总和70～85%)且含有相当多玻璃质或其它无定形-隐晶质物质的岩石，