粉煤灰资源化技术..pptVIP

第二讲 粉煤灰资源化技术 第二讲 粉煤灰资源化技术 电力工业固体废物 粉煤灰：燃煤电厂排出的电力工业固废。 2000年：产生量 1.53×108t 、 累计库存量 11.1×108 t ，占地面积60多万亩 量大、面广，影响严重—再资源化当务之急 1、 粉煤灰的来源、组成和性质 1.1 来源 粉煤灰：煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。 煤粉(-100μm)燃烧→烟气(除尘装置) →飞灰（80％一90％ ） 燃烧→炉底（碰撞、粘接、沉积）→底灰（10％一20％ ） (干排) →灰仓 (湿排) →灰浆泵、管道→贮灰场或江河湖海 （我国电厂多采用湿排） 1.2 组成 （1） 化学组成（围岩、矸石、粘土矿） 主要成分：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、未燃炭 少量成分：K、P、S、Mg化合物 微量元素：As、Cu、Zn （2） 矿物组成 燃烧过程中经过熔化、结晶形成，十分复杂。 无定形相：玻璃体、碳粒 结晶相： 主要矿物：莫来石、石英、云母、长石、磁铁矿、赤铁矿 少量矿物：钙长石、方镁石、硫酸盐矿物、石膏、金红石、 方解石 （结晶相往往被玻璃相包裹） 莫来石：富铝红柱石3 Al2O3 .2 SiO2 ，呈柱状和针状晶体，1910oC熔融，煅烧粘土生产耐火材料或陶瓷时生成，是粘土砖、高铝砖和瓷器的主要成分。 （3） 颗粒组成 1﹞ 球形颗粒（表面光滑）： 沉珠：粒径几微米至几毫米，密度较大，水中下沉，叫“沉珠”。 磁珠：沉珠中的富铁玻璃微珠为磁铁矿和赤铁矿的铝硅酸盐包裹体，具有磁性，叫“磁珠”。 2﹞ 不规则多孔颗粒： 多孔炭粒：惰性组成，密度小，比表面积大，有吸附性，可作活性炭。制品强度和性能随含炭量增加而下降（炭稳定，化学活性差） 多孔铝硅玻璃体：富含SiO2 、 Al2O3 ，我国粉煤灰中数量最多的颗粒。粒径数十至数百微米，比表面积大。其中一种有封闭性孔穴的颗粒，能浮于水面，叫“漂珠”。 1.3 粉煤灰的物理化学特性 Fly ash 主要为SiO2 、Al2O3与含Ca化合物，反应生成水化硅（铝）酸钙凝胶 活性：指粉煤灰与石灰、水混合后显示的凝结硬化性能。 粉煤灰的活性需要激发剂（石灰、石膏、水泥、熟料）激发，才能发挥出来。 激发机理：（选用不同的激发剂） 1） 石灰及少量石膏作激发剂： mCaO+H2O+SiO2+(n-1)H2O→ mCaO.SiO2.nH2O（水化硅酸钙CSH凝胶） mCaO+H2O+Al2O3+(n-1)H2O→ mCaO. Al2O3.nH2O (水化铝酸钙CAH凝胶) CAH强度低，须经硫酸盐激发、生成硫铝酸钙硬化体，才具高强度。 mCaO. Al2O3.nH2O+3CaSO4.2H2O→ mCaO. Al2O3.3CaSO4.(n+2) H2O 三硫型水化硫铝酸钙（钙矾石，E盐） 2）水泥熟料及少量石膏做激发剂： ① 一次水化反应： 水泥熟料中的C3S 和C2S 水化生成C3SH C2SH 凝胶，析出Ca(OH)2 。 ②二次水化反应： 粉煤灰中活性SiO2和活性Al2O3 在Ca(OH)2 激发下生成CSH 和CAH。 CAH经石膏激发，生成E盐（三硫型水化硫铝酸钙硬化体）。 3）石灰和少量水泥熟料作激发剂： 常用水泥中均掺有石膏，在CaO、 水泥及少量石膏激发下，粉煤灰中活性SiO2 及Al2O3 生成CSH 、CAH ，水化硫铝酸钙硬化体（E盐）。 （4） 物理性质 1） 外观和颜色 外观象水泥。颜色由乳白到灰黑，含炭量越高，颜色越深。 2） 密度和容量 低钙灰密度1.8～2.8 ,高钙灰密度2.5～2.8 粉煤灰松散干容量600～1000kg/m3 ,压实容量1300～1600kg/m3 3) 细度与比表面积 细度（粒径）0.5～300μm ,玻璃微珠大部分在 45μm以下，漂珠大部分在45μm以上。 比表面积2000～4000cm2/g(0.2～0.4m2/g) 2. 粉煤灰资源化技术 良好的物理、化学性能和利用价值，产出量大、面广，重要的“二次资源”。 粒小、孔隙率高，比表面积大，吸附性强，耐磨、耐压，活性高等等。 国内外资源化技术可分为三大类：