煤炭在鍋爐中燃燒后有兩種固態(tài)殘留物--灰和渣。隨煙氣從鍋爐尾部排出的，主要經(jīng)除塵器收集下來的固體顆粒即為粉煤灰;顆粒較大或呈塊狀的，從爐膛底部收集出來的稱為爐底渣。從綜合利用角度講的粉煤灰，一般也包括渣，即灰渣的統(tǒng)稱。粉煤灰主要有硅鋁玻璃、微晶礦物顆粒和未燃盡的殘?zhí)课⒘ＫM成，其化學(xué)成分以氧化硅和氧化鋁為主。

　　我國的粉煤灰大部來自大、中型火電廠的煤粉發(fā)電鍋爐，另一部分則是來自城市集中供熱的粉煤鍋爐。粉煤灰排放目前大多是濕排，需耗用大量的水;堆放需占用大量的土地。1999年，我國粉煤灰排放量達(dá)到1.6億噸，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測，按目前排灰狀況和利用水平，排灰用水達(dá)10億多噸/年;貯灰占地約達(dá)50萬畝，歷年累積堆放總量已達(dá)10億噸以上，雖每年利用量在不斷增加，但總利用率還不足每年排放量的50%。隨著電力工業(yè)裝機(jī)容量增加，排灰量、用水量、占地量還要相應(yīng)增加。同時(shí)，濕法排灰不但費(fèi)水、費(fèi)電、污染環(huán)境，還降低了粉煤灰的活性，不利于它的綜合利用。隨著我國對除塵、干灰輸送技術(shù)的不斷成熟，今后電廠的粉煤灰應(yīng)積極采用高效除塵器，并設(shè)計(jì)分電場干灰收集裝置使粉煤灰具有更大的用途。對濕式除塵器收集的粉煤灰，應(yīng)盡量設(shè)置脫水裝置或使其晾干，盡量降低水分至30%以下，為粉煤灰的綜合利用創(chuàng)造條件。

　　粉煤灰露天堆放，刮風(fēng)天灰塵污染空氣，下雨天滲水污染地下水。根據(jù)國內(nèi)外試驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰滲水使地下水產(chǎn)生不同程度的污染，比較明顯的是使pH值升高、有毒有害的鉻、砷等元素增加。再加上粉煤灰貯灰場大多位于江、河、湖及城市水源保護(hù)區(qū)域，水源保護(hù)問題也十分迫切。

　　我國粉煤灰綜合利用技術(shù)簡述粉煤灰作建筑材料我國粉煤灰最早用于生產(chǎn)建筑材料，利用率一直保持在25%左右。粉煤灰燒結(jié)磚、生產(chǎn)水泥熟料及用作混合材、生產(chǎn)陶粒、砌塊、加氣混凝土、墻體材料等，都是國家推廣的成熟技術(shù)。1998年我國墻體材料總量合折標(biāo)準(zhǔn)磚8600億塊，其中燒結(jié)粘土實(shí)心磚高達(dá)7000多億塊。

　　1.粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚粉煤灰的用量從30%到70%，主要工藝和設(shè)備與普通粘土磚基本相同。用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的吉林某廠利用吉林熱電廠的濕排粉煤經(jīng)自然脫水至含水率在30%左右，按粉煤灰55%、粘土40%和5%的爐渣等工業(yè)廢渣進(jìn)行配比。該廠年用粉煤灰40萬米3，產(chǎn)粉煤灰燒結(jié)磚2.4億塊，年節(jié)省粘土430km3，節(jié)約標(biāo)煤9600噸/年，具有較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　2.粉煤灰生產(chǎn)蒸汽養(yǎng)護(hù)磚(簡稱蒸養(yǎng)磚)粉煤灰蒸養(yǎng)磚的配料除粉煤灰可占65%左右外，還需配入適量的骨料生石灰和石膏，經(jīng)坯料制備、壓制成型，經(jīng)常壓或高壓蒸汽養(yǎng)護(hù)后燒制成磚。它對粉煤灰的要求是灰的含碳量越低越好，灰的活性越高越好。

　　3.粉煤灰制取免燒免蒸磚江西貴溪電廠為了使粉煤灰變害為寶，經(jīng)過研制開發(fā)出了免燒免蒸、低溫養(yǎng)護(hù)的新型粉煤灰磚。其主要配料是：粉煤灰占70%，爐底渣占15%、生石灰15%(作為激發(fā)劑)，產(chǎn)品可達(dá)到75號粉煤灰磚標(biāo)號，生產(chǎn)中總摻灰量達(dá)85%，以年產(chǎn)1000萬塊磚計(jì)，可用去灰量2萬噸，年創(chuàng)效益50萬元，節(jié)省排灰漿費(fèi)用30萬元。節(jié)約灰場建設(shè)費(fèi)40~50萬元，少占耕地130m2，具有較好的環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益。

　　4.粉煤灰生產(chǎn)硅酸鹽砌塊粉煤灰硅酸鹽砌塊以粉煤灰、石灰和石膏和膠結(jié)料為原料，在配料中除爐渣為主占55%左右外，粉煤灰用量也可達(dá)30%。經(jīng)加水?dāng)嚢?，振動成型，蒸汽養(yǎng)護(hù)而成。此工藝對粉煤灰質(zhì)量的要求是其燒失量低于15%。適用于工業(yè)及民用建筑，且比粘土磚的保溫性能好，自重輕，能滿足一般建筑物承重墻的耐火極限要求。

　　5.粉煤灰制泡沫玻璃泡沫玻璃是一種新型建筑材料，它可由粉煤灰(可占70%)為主要原料燒制而成，其密度在0.5~0.8t/m3之間。具有抗壓、隔熱、隔音、防水、能浮出水面等性能，是現(xiàn)代高層建筑的優(yōu)質(zhì)材料。泡沫玻璃作大型雕塑材料，可制成大塊，可任意切割裝配。用泡沫玻璃制成的墻體磚，密度僅為普通粘土磚的5%~10%，而強(qiáng)度卻高出8~15倍，所以，它具有質(zhì)輕、強(qiáng)度大、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)。用它作為保溫、隔熱、隔音材料具有物美價(jià)廉的優(yōu)點(diǎn)，有較高的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

　　6.粉煤灰制造加氣混凝土粉煤灰生產(chǎn)加氣混凝土是以粉煤灰為基本原料，配以適量的水泥、石膏及鋁粉等添加劑以制成一種輕質(zhì)的混凝土，其粉煤灰用量可占70%左右。上海市1998年僅混凝土一項(xiàng)利用粉煤灰近54萬噸，占總用灰量的15.6%。北京某廠利用高井電廠的干排粉煤灰為原料，年可生產(chǎn)加氣混凝土制品200km3。主要用于屋面保溫、內(nèi)外墻體和陽臺隔斷。具有較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益。

　　7.粉煤灰生產(chǎn)陶粒利用粉煤灰為主要原料，加入一定量的膠結(jié)料和水，經(jīng)成球、燒結(jié)而成的輕骨料為燒結(jié)粉煤灰陶粒。它是一種性能良好的人造輕骨料，其粉煤量用量可達(dá)80%左右?？梢耘渲?00號混凝土。天津市某廠利用天津一電廠的濕排粉煤為原料，年生產(chǎn)粉煤灰陶粒達(dá)9萬米3。由于其有密度小、耐熱度高、抗摻性好、耐沖擊力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，可替代天然渣石配制150~300號的混凝土，廣泛地用于工業(yè)與民用建筑、制作各種混凝土構(gòu)件，還可用于橋梁、窯爐和煙囪的砌筑。如南京長江大橋公路橋道板，使用粉煤灰陶粒配制250~300號的陶?；炷辆徒档土舜髽虻淖灾?。

　　8.粉煤灰在砂漿中代替部分水泥、石灰或砂砂漿在建筑工程中的用量很大，且對粉煤灰的質(zhì)量不高，可改善混凝土的特性并節(jié)約水泥。此項(xiàng)技術(shù)可大量利用粉煤灰，每立方米混凝土可用粉煤灰50~100kg，節(jié)約水泥50~100kg。三峽工程中大量使用了優(yōu)質(zhì)粉煤灰，年用量已近30萬t，并創(chuàng)造了世界年澆注量和最大澆注強(qiáng)度的世界紀(jì)錄。這項(xiàng)技術(shù)的用灰比例在10%以上。

　　9.粉煤灰代替粘土作生產(chǎn)水泥原料由于粉煤灰的化學(xué)成分和粘土相似，可代替粘土生產(chǎn)水泥。其生產(chǎn)工藝和技術(shù)裝備與生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥一樣。沈陽市水泥廠利用沈陽熱電廠的濕排粉煤灰作配料年生產(chǎn)火山灰硅酸鹽水泥12萬噸。

　　10.粉煤灰作生產(chǎn)水泥的混合材在用質(zhì)量合格的粉煤灰做混合材磨制水泥時(shí)，可分別生產(chǎn)普遍硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥(摻入量不高于15%)、粉煤灰水泥(摻入量為20%~40%不等)，低標(biāo)號砌筑水泥摻入量為60%~70%。德州某建材廠利用德州電廠的干排粉煤灰可年產(chǎn)硅酸鹽水泥15萬多噸，先后生產(chǎn)出了325號和425號R型粉煤灰硅酸鹽水泥。取得了年產(chǎn)利潤70萬元以上的經(jīng)濟(jì)效益和良好的環(huán)境效益。江蘇鹽城水泥廠利用鹽城電廠的干排粉煤灰25%左右生產(chǎn)出425號粉煤灰硅酸鹽水泥，也取得年盈利100多萬元的經(jīng)濟(jì)效益以及良好社會效益。

　　粉煤灰作井下回填和充填礦井塌陷區(qū)平頂山礦務(wù)局十一礦為開采傾斜和急傾斜煤層，曾用附近姚盂電廠的粉煤灰作井下注漿防火和充填材料試驗(yàn)獲得成功。用粉煤灰注漿充填采空區(qū)可達(dá)到防火效果，同時(shí)還能較大幅度地減少地表移動值，粉煤灰充填采空區(qū)后對圍巖和煤柱起到了加強(qiáng)的作用，增強(qiáng)了煤柱的強(qiáng)度，有利于巷道維護(hù)。亦有利于厚煤層分層開采，提高煤炭回收率。淮北礦務(wù)局利用淮北電廠的粉煤灰充填相城、朱莊、張莊和岱河等煤礦的塌陷區(qū)。該礦區(qū)每年約增加塌陷區(qū)2Mm3多，為緩和淮北電廠排灰場地的緊張狀態(tài)，于1979年提出建設(shè)塌陷區(qū)試驗(yàn)排灰場，灰場距電廠僅4km，面積280km2，能容納700km3粉煤灰，于1980年2月建成沖灰，充填到設(shè)計(jì)標(biāo)高后，于1982年10月覆土造田432畝，取得了較好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。1997年，安徽省回填用灰65萬噸，占當(dāng)年用伊康?6%。填方造地用灰的比例在25%左右。粉煤灰用于筑路工程用于公路的路面基層，用二灰石(石灰、粉煤灰、石子)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的碎石，可使公路質(zhì)量大大提高并提高了施工速度，降低造價(jià)。現(xiàn)粉煤灰已大量用于高等級公路的路堤，質(zhì)量高于使用粘并大量節(jié)約了土地。近幾年筑路用灰的比例上升很快，已達(dá)到30%左右。僅滬寧高速公路就使用粉煤灰700萬噸。

　　從粉煤灰中提取多種化學(xué)、化工原料1.堿法提取氫氧化鋁有不少煤灰中的Al2O3含量高達(dá)25%~40%以上，因此從粉煤灰中提取氫氧化鋁既有經(jīng)濟(jì)效益又有環(huán)境效益。如波蘭等國用減法提取氫氧化鋁常用高溫?zé)Y(jié)法(1300℃以上)，我國則多研究采用常壓蒸養(yǎng)、低溫(900℃左右)脫水的工藝，其優(yōu)點(diǎn)是能耗低。

　　2.回收鐵或磁珠粉煤灰中的鐵主要以Fe2O3、Fe3O4和硅酸鐵等形態(tài)存在。鐵的回收一般采用磁選法?？上冉?jīng)旋流器預(yù)選后，再用弱磁選礦機(jī)分選，富集得到高品位精鐵礦。如山東新汶電廠的粉煤灰中的鐵含量為7.68%，經(jīng)富集、選礦后的精礦品位提高到55.08%，鐵回收率為47.90%。3.回收空心微珠空心微珠是粉煤在1350~1500℃的高溫區(qū)域內(nèi)燃燒后呈熔融狀態(tài)，在高壓氣流霧化后，靠自身的表面張力凝聚成微珠，排灰時(shí)遇冷后所產(chǎn)生的一種空心球形珠體，其粒度一般為0.25~150um，個(gè)別有300um。根據(jù)珠壁薄厚不同，又分為漂珠和沉珠。漂珠可進(jìn)行浮選提純。如南通天生港發(fā)電廠利用這種方法選出80%左右、燒失量有0.6%的漂珠，成本僅10多元/噸，可增值60~80元/噸。

　　采用重力分選法可回收沉珠。如用水力旋流器一次或多次開路分級，以攀枝花市502電廠的粉煤灰為原料，采用旋流器三段開路分級、獲得了沉珠含量達(dá)85%~95%，回收率大于75%的分選效果?？招奈⒅榫哂星蛐?、微小、質(zhì)輕、中空、耐高溫、電絕緣、高強(qiáng)度等多種優(yōu)異特性，可廣泛應(yīng)用于耐火材料、塑料、橡膠、石油、電子、航空、潛艇和軍工等工業(yè)中。此外，由于粉煤灰的比表面積大，吸附能力強(qiáng)，具有高分子縮聚的特性，因此它易吸附、還原和富集鍺、鎵等某些稀散元素，國內(nèi)外均有成熟的工藝和經(jīng)驗(yàn)。

　　目前用于提取化學(xué)化工原料的用灰量占灰量的2%~3%。粉煤灰生產(chǎn)磁性復(fù)混化肥資興礦務(wù)局煤電焦化總廠發(fā)電分廠曾用該廠的粉煤灰研制出了粉煤灰生產(chǎn)磁性復(fù)混化肥的產(chǎn)品，肥料中的磁性能刺激作物的生長，活化土壤，提高作物根系對土壤中養(yǎng)分的吸收。肥料的養(yǎng)分齊全，除有N、P、K三種肥料外，同時(shí)還有Si、Fe、Al、Mg、Ca、B、Zn、Mn和Cu等作物所需的微量元素及必需的養(yǎng)分。該復(fù)混化肥曾對水稻、茶葉、烤煙和桔子等農(nóng)、果作物做了大面積的推廣示范試驗(yàn)，證明對這些作物都有明顯的增產(chǎn)作用。這方面的用灰比例在10%左右。

　　(2)干排灰和濕排灰

　　①干排藏電廠的f排灰方式是采用灰渣分開排放，爐底渣的粉煤灰不混合，由于粉煤灰中不棍人大顆粒的爐底渣，所以它顯得很細(xì)，外觀像水泥，質(zhì)量很好，細(xì)度好，不粉磨也可利用。干排的電廠也已采用干排灰。但總體講，全國的干排灰少于濕排灰。在有條件時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用干排灰。特別是經(jīng)分級處理后的干排灰，這樣可以方便粉煤灰質(zhì)量的控制。

　　②濕排灰電廠的濕排灰方式是采用灰渣混排，郎粉煤灰被收塵器收集后，在排放時(shí)再和爐底渣一同混合，被沖灰水沖入捧灰管道，輸送到濕排灰?guī)臁＿@種渣由于有爐渣在內(nèi)，所以粉煤灰顯得很粗，質(zhì)量較差，一般粉磨后才能使用。

　　濕排灰在我國較多，因我國原來的老電廠大部分都采用濕排灰方式。目前，各地的濕排灰存量很大，利用率相對還較低。

　　濕排灰在通過輸灰管道被送往灰?guī)爝M(jìn)行排人時(shí)，由于沖灰水的沖擊力和流動力，使粉煤灰在進(jìn)入庫內(nèi)后，隨沖灰水的流動自然分出粗細(xì)，離排灰管道越近越粗，越遠(yuǎn)越細(xì)。因?yàn)榧?xì)灰輕，能被灰水沖的更遠(yuǎn)-因此，在離排灰管道口這些的地方可以獲取更細(xì)更優(yōu)的粉煤灰。利用這個(gè)方法，可以從濕排灰中得到較好的粉煤灰，減少粉磨。

　　6.粉煤灰制造加氣混凝土

　　粉煤灰生產(chǎn)加氣混凝土是以粉煤灰為基本原料，配以適量的水泥、石膏及鋁粉等添加劑以制成一種輕質(zhì)的混凝土，其粉煤灰用量可占70%左右。上海市1998年僅混凝土一項(xiàng)利用粉煤灰近54萬噸，占總用灰量的15.6%。北京某廠利用高井電廠的干排粉煤灰為原料，年可生產(chǎn)加氣混凝土制品200km3。主要用于屋面保溫、內(nèi)外墻體和陽臺隔斷。具有較好的社會和經(jīng)濟(jì)效益

　　在用質(zhì)量合格的粉煤灰做混合材磨制水泥時(shí)，可分別生產(chǎn)普遍硅酸鹽水泥、礦渣硅酸鹽水泥(摻入量不高于15%)、粉煤灰水泥(摻入量為20%~40%不等)，低標(biāo)號砌筑水泥摻入量為60%~70%。德州某建材廠利用德州電廠的干排粉煤灰可年產(chǎn)硅酸鹽水泥15萬多噸，先后生產(chǎn)出了325號和425號R型粉煤灰硅酸鹽水泥。取得了年產(chǎn)利潤70萬元以上的經(jīng)濟(jì)效益和良好的環(huán)境效益。江蘇鹽城水泥廠利用鹽城電廠的干排粉煤灰25%左右生加氣混凝土原材料制備工藝直接影響產(chǎn)品質(zhì)量加氣混凝土生產(chǎn)中，原材料的加工處理至關(guān)重要，文章以切身體會闡述了原材料對生產(chǎn)工藝的影響以及對粉煤灰制漿系統(tǒng)，儲存系統(tǒng)以及石灰儲備工藝的完善。

　　在加氣混凝土生產(chǎn)過程中，不同批次進(jìn)廠的原材料化學(xué)組成和化學(xué)性能存在著不同程度的波動，引起生產(chǎn)中的配料，計(jì)量以及澆注參數(shù)的頻繁變化，直接影響最終產(chǎn)品的質(zhì)量，所以對進(jìn)廠原材料進(jìn)行化驗(yàn)分析，采用合適的原材料制備工藝是十分重要的，通過磨細(xì)，均化等加工制備過程，可以使物料改變物理形態(tài)，改善物理化學(xué)性能。

　　購入粉煤灰經(jīng)含水率與細(xì)度以及燒失量的檢測確定加工制備工藝，采用自然沉降的濕排灰，自然沉降的濕排灰含水率由氣候決定，一般情況下能滿足生產(chǎn)要求。當(dāng)濕排灰的細(xì)度較粗時(shí)，必須經(jīng)過濕磨工藝才能滿足生產(chǎn)要求。經(jīng)過濕磨后的粉煤灰在一定程度上測定其中水中的沉降速度來計(jì)算，通過實(shí)驗(yàn)測定濕磨前，濕磨后粉煤灰的沉降率。產(chǎn)出425號粉煤灰硅酸鹽水泥，也取得年盈利100多萬元的經(jīng)濟(jì)效益以及良好社會效益。。

　　加氣混凝土的原料

　　加氣混凝土生產(chǎn)原料豐富，特別是使用粉煤灰為原料，既能綜合利用工業(yè)廢渣、治理環(huán)境污染、不破壞耕地，又能創(chuàng)造良好的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益，是一種替代傳統(tǒng)實(shí)心粘土磚理想的墻體材料，多年來受到國家墻改政策、稅收政策和環(huán)保政策的大力支持，具有廣闊的市場發(fā)展前景。

　　1.粉煤灰

　　粉煤灰是本產(chǎn)品的核心原料，也是加氣混凝土硅鋁成分的主要來源。應(yīng)符合(JC409-91)標(biāo)準(zhǔn)。

　　2.水泥

　　水泥是粉煤灰加氣混凝土強(qiáng)度的主要來源。它為加氣混凝土提供了主要的鈣質(zhì)材料。適用于生產(chǎn)粉煤灰加氣混凝土的水泥，主要應(yīng)以水泥的品種和標(biāo)號兩個(gè)方面選擇。在生產(chǎn)中首先應(yīng)該選用52.5級普通硅酸鹽水泥。在一般情況下，為降低生產(chǎn)成本，宜選用42.5級普通硅酸鹽水泥為好。

　　3.石灰

　　石灰也是粉煤灰加氣混凝土生產(chǎn)的主要原料之一，它的主要作用是和水泥配合提供有效氧化鈣，使之在水熱條件下與硅質(zhì)材料中的SiO2、Al2O3作用，生產(chǎn)水化硅酸鈣。因此，石灰是本產(chǎn)品的主要強(qiáng)度來源之一。用于生產(chǎn)加氣混凝土的石灰有效氧化鈣含量應(yīng)大于65%，最好大于80%。應(yīng)符合(JC/T621-1996)標(biāo)準(zhǔn)。

　　4.石膏

　　石膏在粉煤灰加氣混凝土中，是發(fā)氣過程的調(diào)節(jié)劑。石膏的調(diào)節(jié)作用主要體現(xiàn)在對生石灰消解和料漿稠化速度的延緩。石膏的主要化學(xué)成分是CaSO4。目前，市場上的石膏有三種：生石膏、硬石膏和熟石膏。另外，在化工生產(chǎn)過程中也有廢石膏產(chǎn)生。如磷肥生產(chǎn)排出的磷石膏、氟化學(xué)品生產(chǎn)排出的氟石膏、鈦白粉生產(chǎn)排出的鈦白石膏等等。這些石膏成本低，可取代天然石膏，降低生產(chǎn)成本。

　　5.發(fā)氣劑

　　粉煤灰加氣混凝土必須有發(fā)氣材料作為發(fā)氣劑，使混凝土產(chǎn)生氣孔，才能形成輕質(zhì)多孔結(jié)構(gòu)。

　　6.穩(wěn)泡劑

　　發(fā)氣劑發(fā)氣后，由于泡壁較薄，在各種條件干擾下，有時(shí)容易破裂滅泡，影響混凝土的質(zhì)量。因此需要在料漿中加入穩(wěn)泡劑。