粉煤灰应用研究现状

2024-07-18

粉煤灰应用研究现状（共11篇）

粉煤灰应用研究现状篇1

粉煤灰行业应用研究报告

一、粉煤灰应用背景

随着各行各业对粉煤灰的开发和利用，特别是近几年全国高速公路的迅猛发展，粉煤灰的利用率越来越高，使粉煤灰“变废为宝”。粉煤灰在各项工程中的利用，不但使工程造价大大降低，而且在节约土地、环境保护方面的意义将是非常深远的。但是，到目前为止我国粉煤灰形势依然严峻，每年的粉煤灰治理费耗资 1.5亿元以上，缴纳粉煤灰排污费1000多万元。因此，需要分析研究粉煤灰的应用现状，找出目前存在的问题，促进粉煤灰的进一步开发应用。

二、粉煤灰综合利用现状

目前，国内外粉煤灰综合利用途径归纳起来主要有以下7种：

1.粉煤灰加气混凝土。粉煤灰加气混凝土是新型、轻质保温节能的墙体材料。主要原料为粉煤灰，占70%左右，其它为石灰、水泥、石膏、发气剂等，将这些原料经过加工配料、搅拌、浇注、发气稠化、切割、蒸压养护等工序制成。可用作屋面保温、维护墙、隔断墙，亦可做最高楼层为五层的承重墙，特别适用于高层建筑填充墙、寒冷地区的外墙和地震区使用，可减轻墙重，增加使用面积[3-5]。

2.粉煤灰混凝土空心砌块。近年来，粉煤灰混凝土空心砌块发展较快，其主要原料为粉煤灰、集料、水泥等，原料经计量配料、搅拌、成型、养护等工序制成。在普通混凝土砌块和轻集料混凝土砌块中，也可掺入粉煤灰，但作为掺合料加入。而在粉煤灰混凝土砌块中，粉煤灰既是掺合料又是细集料，掺量较高[6-7]。

3.水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块。其工艺流程基本上与粉煤灰混凝土空心砌块相似。珍珠岩砌块具有重量轻、保温性能好，且有一定的强度等特点，影响密度与强度的因素有：珍珠岩的掺量，粉煤灰与水泥的比例以及工艺流程的控制。还可加入适量的外加剂，以提高砌块强度[8]。

4.粉煤灰混凝土路面砖。粉煤灰混凝土路面砖以水泥和粉煤灰为混合胶结料再配以粗骨料等，原料经计量搅拌、成型、养护制成，变更成型的模具可制成方砖、连锁路面砖、仿古砖，绿化种草砖、路沿块及其它形状的路面砖等。成型采用分层面料，即粉煤灰混凝土料和彩色料，还可制成各种彩色的路面砖。粉煤灰混凝土路面砖不但具有普通混凝土路面砖的优点和用途，而且重量轻、导热系数小，长期性能更好。用于车行道、人行道、园林道路、广场、亭院、仿古建筑道路、停车场、护坡和绿化等[9-10]。

6.粉煤灰陶粒及混凝土制品。陶粒是一种人造轻集料。粉煤灰陶粒以粉煤灰为主要原料，经加工成球，烧结或烧胀而成的称为粉煤灰陶粒;经常温或蒸汽养护而成的称非烧结粉煤灰轻集料。粉煤灰陶粒可用于大型外墙板和混凝土砌块等新型墙体材料[13-15]。

7.粉煤灰混凝土轻质隔墙板。主要是在轻度墙板的基础上，配料时加入部分粉煤灰生产轻度隔墙板，或用水泥粉煤灰泡沫混凝土生产轻度墙板[16-18]。

此外，粉煤灰还可用于合成肥料，用作废水，废气的絮凝剂等用途。

三、国内粉煤灰综合利用状况及存在的问题

我国有丰富的煤炭资源，近些年电力工业的发展，也仍然以燃煤火力发电为主。粉煤灰排放量达到1.6亿吨。对我们这个水资源缺乏，可耕地人均占有率很低的国家来说，如何做好粉煤灰的利用和处置确实是一个十分重要的问题。

尽管我国的粉煤灰绝对利用率并不低，而且随着相关科学技术的发展与突破和强制性政策的出台，粉煤灰利用途径也日益增多;但是和发达国家相比，我国粉煤灰资源开发和综合利用的“质”还是与欧美的发达国家存在不小差距，所以我国的粉煤灰形势依然严峻，任重而道远。存在的主要问题如下[20-22]：

2.可直接利用的干粉比例不大，能供应优质粉煤灰的电厂更少。由于燃煤电厂煤种来源多，煤质差异大，加上各电厂使用不同类型的磨煤机，煤粉往往较粗，燃烧不充分，直接使粉煤灰颗粒粗，含碳量高。70年代以前建设的燃煤电厂及后来所建的大量小电厂多采用低效干式除尘器或湿式除尘器，粉煤灰中最有用、性能最好的细颗粒被排入大气，收集下来的粗颗粒不利于利用。同时电厂输灰系统多采用高水灰比的稀相水冲灰，大量干灰变为湿灰活性大大下降，影响有效使用和不便使用。80年代以来虽然在大机组中采用高效除灰器，但不少电厂输灰系统仍采用水冲，甚至灰渣混排，优质粉煤灰也被冲入贮灰场，严重影响着粉煤灰的利用。

4.政策落实难，利用工作不尽人意。许多企业、基层干部及部分领导不知道有关粉煤灰综合利用政策，不关心粉煤灰综合利用政策的宣传和贯彻，领导不力。企业申请免税得不到支持，不给办理或办理手续较为麻烦，更有甚者予以抵制。不少企业见不到政策条文，甚至不知道粉煤灰综合利用政策，以至不能充分利用政策争取优惠条件来发展粉煤灰产业。

5.研究开发经费不足，新成果不多。六七十年代各级政府、各部门曾投入大量财力、物力、人力安排大量课题开展粉煤灰综合利用的`研究和开发，取得了很多成果，为后来大量、有效利用提供了有利的技术支撑。九十年中期以来在粉煤灰利用的研究发展方面政府的投入大大减少。这样重大的有关国计民生的事业没有得到有关科技领导部门的高度重视，所以这些年来新的利用成果、途径、品种出现不多，影响今后利用水平的提高。因此，另辟利用途径才能维持原有的利用水平，否则会导致新的堆存。

四、结束语

综上所述，粉煤灰科学技术是一项综合性、边缘性科学技术。其技术的可持续发展，依赖于其它学科的最新进展。若能合理利用，则既能够用来化解粉煤灰所带来的环境问题，又能够将其作为一个新兴的资源以发展多种实用性产品。

粉煤灰应用研究现状篇2

另外,粉煤灰现虽在建工、建筑等领域得到了应用,但总体上属于低技术含量的粗放利用。因此,加快研制新工艺新技术从粉煤灰中提取氧化铝,提升粉煤灰的综合利用水平,构建循环经济产业布局体系乃大型发电企业的当务之急。从粉煤灰中提取氧化铝是一种精细化利用技术,这对于减轻粉煤灰环境污染,扩大粉煤灰资源化利用途径,提升粉煤灰利用的附加值具有重要的意义。

还有,伴随我国环保呼声的高涨及铝土矿资源短缺的危机,从粉煤灰中提取氧化铝的技术方法受到了全社会的广泛关注。

一、粉煤灰的化学组成与物象形态分析

掌握粉煤灰中的化学成分及物象形态是研究从粉煤灰中提取氧化铝的关键。粉煤灰的外观像水泥,颜色范围从乳白色到灰黑色,受其成分和细度的影响。粉煤灰的颗粒大小范围为0.5至300微米,微观结构呈多孔性蜂窝状。这一特征决定了粉煤灰具有较高的吸附活性。粉煤灰的主要化学成分是氧化铝、二氧化硅以及铝硅酸盐,还有少量的氧化钙、氧化镁、氧化铁及未燃尽的碳。由于受煤产地、煤种、燃烧方式、燃烧程度等因素的影响,粉煤灰的化学成分与物象形态在不同地方也是千差万别。比如,内蒙古准格尔煤田因其特殊的地质背景,在晚古代煤层中赋存大量的水软铝石和高岭石等富铝矿物,构成镁铝共生复合矿。这一煤田的煤种夹杂的主要矿物为勃姆石和高岭石,还有少量的石英、方解石和石膏。总体来说,我国粉煤灰中以低钙灰为主,个别地区也以高钙灰为主(见表1)。粉煤灰中的矿物成分以玻璃相和莫来石为主,还夹杂有少量的石英、赤铁矿和磁铁矿(见表2)。

资料来源:蒋家超,赵由才 . 粉煤灰提铝技术的研究现状 [J]. 有色冶金设计与研究,2008,29(2):41-42.

资料来源:同上。

对上表1和表2的分析,我国粉煤灰中含有的有用元素十分多样,且化学成分与物象形态也是千差万别。我国华北地区粉煤灰中氧化铝含量达30%,其中山西、内蒙古等地氧化铝的含量超40%。有学者对粉煤灰的物相构成分析发现,有的地区粉煤灰中的玻璃相含量超65%,结晶相的含量却低于50%。而内蒙古西部部分地区粉煤灰中的氧化铝含量达48.5%,莫来石、刚玉石的含量高达70%,而玻璃相却仅占25%。粉煤灰中的莫来石和玻璃相的化学性质极度稳定,这无疑降低了粉煤灰中二氧化硅、三氧化二铝的活性。

因此,如果直接采用酸法或碱法从粉煤灰中提取氧化铝效果很差,需要采取一定的手段对粉煤灰中的矿物进行改性,打破粉煤灰中Al—O—Si的稳定结构以提高铝的活性。这就为粉煤灰提取铝技术的深入研究提供了契机。

二、使用酸碱法提取氧化铝的研究进展

氧化铝是粉煤灰的主要成分之一,其中氧化铝的含量达15%-50%,因此,有学者提出:“粉煤灰是一种非矾土的氧化铝资源”。氧化铝在粉煤灰中主要以铝硅酸盐的形式存在,所以从粉煤灰中提取氧化铝多采用化学的方法。本文主要介绍选用酸法和碱法提取氧化铝的研究进展。

1. 酸法

此种方法是由美国Oak Ridge实验室设计的。它是直接用硫酸、盐酸浸出氧化铝的方法。其最大特点是不考虑对某种金属的较高提取率,而是最大限度地使粉煤灰转变为各种产品。使用酸法提取氧化铝仅为45%。为了提高使用酸溶液浸出氧化铝的比率,有学者主张在酸溶液中加入氟化氢或其他氟化物,以破坏莫来石及硅铝玻璃体。比如,N·T·Bailey和R·J·Chapma等人在对盐酸中加入氟化物或氟化氢对提取铝的影响的研究中指出:“氟对从粉煤灰中回收金属有重大的技术及经济效益。”还有,日本学者Junji Kumamoto等人提出的盐酸与氟化氢混合浸出的工艺路线,在4mol/L HF,1.5mol/HCl以及90℃和1h的条件下获得的溶液中铝的浸出率达到80%—94%,铁的浸出率达70%—90%,粉煤灰中的Si O2变成Si F4气体挥发出来,Si F4用氨水吸收后可制取纯度极高的活性二氧化硅。

国内学者方宏庄 [ 方宏庄 . 酸溶法从粉煤灰中制取聚合氧化铝的研究 [J]. 环境工程,2013(6):27-29.] 等采用Ca F2—H2SO4法浸取粉煤灰,从粉煤灰中得到铝的浸出率为40.4%,而在溶液中加入NH4F将铝的浸出率提高到46.5%。赵建宇 [ 赵剑宇,田凯 . 氟铵助溶法从粉煤灰提取氧化铝新工艺的研究 [J]. 无机盐工业,2003,35(4):40-41.] 等学者主张将粉煤灰溶于酸性氟化氨水溶液中加热,破坏硅铝键,使硅铝网络结构活化后溶于水中,经过多次化学反应从粉煤灰中提取的氧化铝达97%。这种方法虽然可以在常温下进行,但是大量的加入助溶剂氟化物,会对生态环境构成严重的危害。

有学者 [ 刘富 . 从粉煤灰中提取氧化铝的基础方法研究 [J]. 华北电力大学硕士学位论文,2011:15-18.] 主张使用浓硫酸热浸法提高铝的浸出率。他们认为,先将粉煤灰溶于稀硫酸中,浸出锗后的灰渣在微热的情况下用浓硫酸溶出,得到大量的铝。其反应如下:

Al2O3 + 3H2(SO4)3 → Al2(SO4)3 + 3H2O

将浸出液热洗至接近中性后趁热过滤,再将滤液经过浓缩、蒸发、结晶等工序获得。

硫酸铵,接着采用一定的方法进行除铁,并将除铁后的硫酸铝溶液加热至沸,而后加入一定的硫酸铵结晶,获得硫酸铝铵,最后对硫酸铝铵加热分解,得到氧化铝。其反应如下:

不过,采用此方法会生成SO2,对环境造成严重污染。

还有学者采用盐酸微波热解法制取聚合氯化铝。其工艺流程见图1:

采用此法制备氧化铝,使得氧化硅以Si F4的气体形式逸出,这对设备的材料性能和密闭性要求非常高。

总之,酸法的优点是可以回收多种金属,废弃物少,但是也存在耗酸量大,且铝铁分离工序太过于复杂,对设备的要求很严格,这无形增加了生产的成本,用于大规模工业生产的难度较大。

2. 碱法

利用烧结溶出法从粉煤灰中提取氧化铝,目前只有波兰的格日麦克法应用于工业规模。格氏法实质上采用的是石灰石烧结及碱浸出工艺。碱法整个流程包括烧结、浸出、脱硅和碳化四种工艺。其中,烧结工艺过程极为复杂。粉煤灰与碱料之间,反应生成物之间都有反应发生。

第一步:Al2O3与Na2CO3之间的反应。Al2O3与Na2CO3在高温下反应主要是生成Na Al O2。其反应方程式如下:

第二步:Si O2与Na2CO3之间的反应:在800℃下生成Na2Si O3,反应如下:

若继续加高温度,生成的铝硅化合物之间可能发生的反应如下:

2Na Al O2+2Na2Si O3 → Na2O·Al2O3·2Si O2+2Na2O

第三步:Al2O3与Ca CO3之间的反应。Al2O3与Ca O在1000℃高温条件下,可能生成几种化合物。但只有Ca O·Al2O3与12Ca O·7Al2O3和Na2CO3水溶液生成Na Al O2。其反应如下:

第四步:Si O2与Ca CO3之间的反应: 在1100—1250℃的产物是原硅酸钙。其反应如下:

此外,还有中温碱溶液浸出法和碱加压浸出法。中温碱溶液浸出法主要步骤包括:碱溶液溶出、碳化、酸溶、Al2O3回收等。其反应如下:

第一步:碱溶液溶出。

这一反应不利于铝硅的溶出。

第二步:碳化。在一定温度下向溶液中通入CO2,调整PH值,使铝硅化合物沉淀。其反应如下:

第三步:酸溶。分离沉淀中的铝和硅,向溶液中加酸,Al(OH)3溶解而H2Si O3不溶解。

Al(OH)3+3HCl → Al Cl3+3H2O

第四步:Al2O3回收。对滤液浓缩得到Al Cl3·6H2O晶体,加热得Al2O3。其反应如下:

2[Al Cl3·6H2O] → Al2O3 + 6HCl + 9H2O

而碱加液浸出法是指在高温条件下使用浓Na OH溶液与粉煤灰进行浸出反应,同时加入少量的生石灰,使硅以硅酸钙的形式沉淀,而氧化铝溶于氢氧化钠溶液中,然后再经过碳化和煅烧等的一系列物理化学过程获得氧化铝。

总之,碱法的优点是方法简单,经济效益好,从粉煤灰中提取的氧化铝纯度高、溶出率高。但其缺点是能耗大,需要消耗大量的纯碱,产生的大量灰渣用作制造水泥,成本比较高,并且对设备的腐蚀性高,投资高。因此,需要研制粉煤灰提取氧化铝的新工艺新技术,以解决粉煤灰综合利用低的客观现实,为解决我国铝土矿资源短缺提供技术支撑。

三、利用粉煤灰提取氧化铝的应用现状

20世纪50年代,我国开启了对粉煤灰综合利用的研究,取得了一系列的研究成果。目前,我国在粉煤灰综合利用方面的指导思想不断深化,从“以储为主”到“储用结合,积极利用”,再到“以用为主”,使粉煤灰综合利用产业得到蓬勃发展。粉煤灰主要应用于建筑建工、回填修筑、化工、农业、环境治理、高附加值利用等领域。

1. 在建筑道路工程方面的应用

建材方面对粉煤灰的使用量占到50%。由于粉煤灰具有和粘土相似的化学成分,因此用其替代粘土作为配料生产水泥,可提高混凝土的和易性及抗渗性。它与水泥中的游离氧化钙发生反应,可以提高水泥的安定性,降低工程造价。另外,使用粉煤灰还可以节省燃料,制备墙体材料。

道路工程中粉煤灰的使用量占到20%。把粉煤灰、石灰和其他掺入材料按照一定的比例、最佳的含水量和合理的工艺制成的混合料可用来修筑道路基层。粉煤灰石灰石混合料是一种缓凝型的硅酸盐材料,用其铺路容易结成整体层,是一种宝贵的道路修筑用料。

2. 在农业方面的应用

粉煤灰在农业方面的应用具有如下特点:投资少、用料大、需求稳和潜力大等特点。粉煤灰在农业方面的应用主要体现在如下:第一,使用粉煤灰做肥料可用来改良土壤,可以用于制作磁性肥料、复合肥料和磁性复合肥料。第二,把粉煤灰施入土壤可用来调节土壤的湿度,促进植物根部对营养物质的吸收和分泌物的排出,这得益于粉煤灰中硅酸盐矿物的多孔特征。第三,粉煤灰中具备农作物生长的有用元素,把粉煤灰掺入粘质土壤,可以使土壤变得疏松,加入碱性土壤还可以起到抑碱作用。

3. 在工业废水处理中的应用

粉煤灰的多孔特性使得其表面积较大,且表面上带有一定的表面能。当粉煤灰与工业废水混合在一起时,可以吸收废水中的BOD、COD、色度污染物等。另外,粉煤灰中含有的沸石、炭粒等无机离子具有很强的吸附作用,可用作净化造纸、电镀、医药、印染等行业的废水处理。将粉煤灰与污水混合时,其中的铝铁离子可以捕获污水中的悬浮物,使悬浮物沉淀下来,让水质变得更加清澈。国外有用粉煤灰去除富营养湖泊中的磷酸酶。因此,粉煤灰在工业废水中的大量应用,对于减少水质污染和净化水源具有重大意义。

4. 粉煤灰中沉珠、微珠和漂珠的应用

粉煤灰中的沉珠经处理后可用来取代轻质炭黑、白炭黑、轻质碳酸钙等常规橡胶填料,用于熟料生产可以使熟料变得耐磨度高、质轻和消声。粉煤灰中的微珠中具有大量玻璃体,其具有颗粒小、质量轻、强度高、耐磨和耐高温,符合地面涂料填料的性质要求,可用作制作公路路面和路牌。而粉煤灰中的空心微珠掺入乙烯类塑料中可用于制作消声器材。粉煤灰中的漂珠用于生产耐热涂料,可以喷涂涡轮喷气发动机的喷管内壁等航空用件。

5. 提取高值金属

细粒飞灰中富集工业稀有元素,比如铝、锗、镓、镉等元素。如果将粉煤灰压成片状,在一定温度下分离锗和镓,镓的回收率可达80%。用硫酸浸出粉煤灰中的锗,而后在溶液中加锌粉置换,经过滤液蒸发、粉碎、煅烧、过筛、加盐酸蒸馏、水解、过滤等工序,可以得到Ge O2,最后使用氢气还原,可以得到锗。镓也可以采取还原熔炼—萃取、碱溶—碳酸化等方法回收。

6. 生产铝硅钛合金

铝硅钛合金是一种广泛应用于汽车、军工和航空等领域的重要金属材料。传统的生产工艺是将纯的铝硅钛三种金属融兑生产,存在能耗高、成本高、工艺流程复杂等缺陷。而大唐国际与清华大学等科研院所自主研发的“预脱硅—碱石灰烧结法”生产铝硅钛合金,具有节能、节约资源、减少环境污染、投资少、经济与社会效益显著等特点。

粉煤灰应用研究篇3

一、粉煤灰综合利用现状

粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排除的一种工业废渣。早在1914年，美国Anon发表了《煤灰火山特性的研究》，首先发现粉煤灰中氧化物具有火山灰特性。国外对粉煤灰的研究，可追溯到1920年后的电厂大型锅炉改造，也就从此开始有人研究粉煤灰的综合利用。但粉煤灰问题真正引起人们重视是在二战结束之后，尤其是冷战时期爆发的石油危机之后，许多国家发电厂的燃料结构都发生变化，都加快转向以煤炭为主要燃料的进程。随之而来的是大量灰渣的排放，这更一步促进人们重视粉煤灰资源的综合利用。于是在一些工业发达国家里，粉煤灰的综合利用逐渐形成了一个新兴产业。

目前，国内外粉煤灰综合利用途径归纳起来主要有以下几种：

1．粉煤灰加气混凝土。粉煤灰加气混凝土是新型、轻质保温节能的墙体材料。主要原料为粉煤灰，占70％左右，其它为石灰、水泥、石膏、发气剂等，将这些原料经过加工配料、搅拌、浇注、发气稠化、切割、蒸压养护等工序制成。可用作屋面保温、维护墙、隔断墙，亦可做最高楼层为五层的承重墙，特别适用于高层建筑填充墙、寒冷地区的外墙和地震区使用，可减轻墙重，增加使用面积。

2．粉煤灰混凝土空心砌块。近年来，粉煤灰混凝土空心砌块发展较快，其主要原料为粉煤灰、集料、水泥等，原料经计量配料、搅拌、成型、养护等工序制成。在普通混凝土砌块和轻集料混凝土砌块中，也可掺入粉煤灰，但作为掺合料加入。而在粉煤灰混凝土砌块中，粉煤灰既是掺合料又是细集料，掺量较高。

3．水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块。其工艺流程基本上与粉煤灰混凝土空心砌块相似。珍珠岩砌块具有重量轻、保温性能好，且有一定的强度等特点，影响密度与强度的因素有：珍珠岩的掺量，粉煤灰与水泥的比例以及工艺流程的控制。还可加入适量的外加剂，以提高砌块强度。

4．粉煤灰混凝土路面砖。粉煤灰混凝土路面砖以水泥和粉煤灰为混合胶结料再配以粗骨料等，原料经计量搅拌、成型、养护制成，变更成型的模具可制成方砖、连锁路面砖、仿古砖，绿化种草砖、路沿块及其它形状的路面砖等。成型采用分层面料，即粉煤灰混凝土料和彩色料，还可制成各种彩色的路面砖。粉煤灰混凝土路面砖不但具有普通混凝土路面砖的优点和用途，而且重量轻、导热系数小，长期性能更好。用于车行道、人行道、园林道路、广场、亭院、仿古建筑道路、停车场、护坡和绿化等。

5．粉煤灰砖。以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料，经坯料制备，压制成型，高压或常压蒸汽养护而成的粉煤灰砖。以粉煤灰为主，采用水泥为主要胶结料，经坯料制备、压制成型，常压蒸注养护或自然养护而制成的粉煤灰砖。

此外，粉煤灰还可用于合成肥料，用作废水，废气的絮凝剂等用途。

二、国内粉煤灰综合利用状况及存在的问题

尽管我国的粉煤灰绝对利用率并不低，而且随着相关科学技术的发展与突破和强制性政策的出台，粉煤灰利用途径也日益增多；但是和发达国家相比，我国粉煤灰资源开发和综合利用的“质”还是与欧美的发达国家存在不小差距，所以我国的粉煤灰形势依然严峻，任重而道远。存在的主要问题如下：

1．积存量惊人，堆存量仍在继续增加。建国以来，历年排放未加利用而堆存在灰场的粉煤灰总量已在25亿吨以上。2004年发电用煤达到当年煤炭产量的40%，2010年预测将达到54%，2020年将达到60%。在今后相当长时期内，以煤发电的比例仍将维持在75%。虽经粉煤灰利用量和利用率虽逐年提高，但自1995年以来利用率增长趋缓。

2．可直接利用的干粉比例不大，能供应优质粉煤灰的电厂更少。由于燃煤电厂煤种来源多，煤质差异大，加上各电厂使用不同类型的磨煤机，煤粉往往较粗，燃烧不充分，直接使粉煤灰颗粒粗，含碳量高。70年代以前建设的燃煤电厂及后来所建的大量小电厂多采用低效干式除尘器或湿式除尘器，粉煤灰中最有用、性能最好的细颗粒被排入大气，收集下来的粗颗粒不利于利用。同时电厂输灰系统多采用高水灰比的稀相水冲灰，大量干灰变为湿灰活性大大下降，影响有效使用和不便使用。80年代以来虽然在大机组中采用高效除灰器，但不少电厂输灰系统仍采用水冲，甚至灰渣混排，优质粉煤灰也被冲入贮灰场，严重影响着粉煤灰的利用。

3．政策落实难，利用工作不尽人意。许多企业、基层干部及部分领导不知道有关粉煤灰综合利用政策，不关心粉煤灰综合利用政策的宣传和贯彻，领导不力。企业申请免税得不到支持，不给办理或办理手续较为麻烦，更有甚者予以抵制。不少企业见不到政策条文，甚至不知道粉煤灰综合利用政策，以至不能充分利用政策争取优惠条件来发展粉煤灰产业。

4．研究开发经费不足，新成果不多。六七十年代各级政府、各部门曾投入大量财力、物力、人力安排大量课题开展粉煤灰综合利用的研究和开发，取得了很多成果，为后来大量、有效利用提供了有利的技术支撑。九十年中期以来在粉煤灰利用的研究发展方面政府的投入大大减少。这样重大的有关国计民生的事业没有得到有关科技领导部门的高度重视，所以这些年来新的利用成果、途径、品种出现不多，影响今后利用水平的提高。因此，另辟利用途径才能维持原有的利用水平，否则会导致新的堆存。

三、结束语

粉煤灰在建筑材料方面的应用篇4

环工09-1 陈明明 20093100 煤炭在锅炉中燃烧后有两种固态残留物--灰和渣。随烟气从锅炉尾部排出的，主要经除尘器收集下来的固体颗粒即为粉煤灰；颗粒较大或呈块状的，从炉膛底部收集出来的称为炉底渣。从综合利用角度讲的粉煤灰，一般也包括渣，即灰渣的统称。

粉煤灰主要有硅铝玻璃、微晶矿物颗粒和未燃尽的残炭微粒所组成，其化学成分以氧化硅和氧化铝为主。

我国的粉煤灰大部来自大、中型火电厂的煤粉发电锅炉，另一部分则是来自城市集中供热的粉煤锅炉。粉煤灰排放目前大多是湿排，需耗用大量的水；堆放需占用大量的土地。随着电力工业装机容量增加，排灰量、用水量、占地量还要相应增加。同时，湿法排灰不但费水、费电、污染环境，还降低了粉煤灰的活性，不利于它的综合利用。随着我国对除尘、干灰输送技术的不断成熟，电厂的粉煤灰应积极采用高效除尘器，并设计分电场干灰收集装置使粉煤灰具有更大的用途。对湿式除尘器收集的粉煤灰，应尽量设置脱水装置或使其晾干，尽量降低水分至30%以下，为粉煤灰的综合利用创造条件。

我国粉煤灰用于建筑材料

我国粉煤灰最早用于生产建筑材料，利用率一直保持在25%左右。粉煤灰烧结砖、生产水泥熟料及用作混合材、生产陶粒、砌块、加气混凝土、墙体材料等，都是国家推广的成熟技术。

1.粉煤灰生产烧结砖

粉煤灰的用量从30%到70%，主要工艺和设备与普通粘土砖基本相同。用粉煤灰生产烧结砖的吉林某厂利用吉林热电厂的湿排粉煤经自然脱水至含水率在30%左右，按粉煤灰55%、粘土40%和5%的炉渣等工业废渣进行配比。该厂年用粉煤灰40万m3，产粉煤灰烧结砖2.4亿块，年节省粘土430km3，节约标煤9600吨／年，具有较好的社会效益和经济效益。

2.粉煤灰生产蒸汽养护砖（简称蒸养砖）

粉煤灰蒸养砖的配料除粉煤灰可占65%左右外，还需配入适量的骨料生石灰和石膏，经坯料制备、压制成型，经常压或高压蒸汽养护后烧制成砖。它对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.粉煤灰制取免烧免蒸砖江西贵溪电厂为了使粉煤灰变害为宝，经过研制开发出了免烧免蒸、低温养护的新型粉煤灰砖。其主要配料是：粉煤灰占70%，炉底渣占15%、生石灰15%（作为激发剂），产品可达到75号粉煤灰砖标号，生产中总掺灰量达85%，以年产1000万块砖计，可用去灰量2万吨，年创效益50万元，节省排灰浆费用30万元。节约灰场建设费40~50万元，少占耕地130m2，具有较好的环境效益和经济效益。

4.粉煤灰生产硅酸盐砌块

粉煤灰硅酸盐砌块以粉煤灰、石灰和石膏和胶结料为原料，在配料中除炉渣为主占55%左右外，粉煤灰用量也可达30%。经加水搅拌，振动成型，蒸汽养护而成。此工艺对粉煤灰质量的要求是其烧失量低于15%。适用于工业及民用建筑，且比粘土砖的保温性能好，自重轻，能满足一般建筑物承重墙的耐火极限要求。

5.粉煤灰制泡沫玻璃

泡沫玻璃是一种新型建筑材料，它可由粉煤灰（可占70%）为主要原料烧制而成，其密度在0.5~0.8t/m3之间。具有抗压、隔热、隔音、防水、能浮出水面等性能，是现代高层建筑的优质材料。泡沫玻璃作大型雕塑材料，可制成大块，可任意切割装配。

用泡沫玻璃制成的墙体砖，密度仅为普通粘土砖的5%~10%，而强度却高出8~15倍，所以，它具有质轻、强度大、节能等优点。用它作为保温、隔热、隔音材料具有物美价廉的优点，有较高的经济效益和社会效益。

6.粉煤灰制造加气混凝土

粉煤灰生产加气混凝土是以粉煤灰为基本原料，配以适量的水泥、石膏及铝粉等添加剂以制成一种轻质的混凝土，其粉煤灰用量可占70%左右。北京某厂利用高井电厂的干排粉煤灰为原料，年可生产加气混凝土制品200km3。主要用于屋面保温、内外墙体和阳台隔断。具有较好的社会和经济效益。

7.粉煤灰生产陶粒

利用粉煤灰为主要原料，加入一定量的胶结料和水，经成球、烧结而成的轻骨料为烧结粉煤灰陶粒。它是一种性能良好的人造轻骨料，其粉煤量用量可达80%左右。可以配制300号混凝土。由于其有密度小、耐热度高、抗掺性好、耐冲击力强等优点，可替代天然渣石配制150~300号的混凝土，广泛地用于工业与民用建筑、制作各种混凝土构件，还可用于桥梁、窑炉和烟囱的砌筑。

8.粉煤灰在砂浆中代替部分水泥、石灰或砂

砂浆在建筑工程中的用量很大，且对粉煤灰的质量不高，可改善混凝土的特性并节约水泥。此项技术可大量利用粉煤灰，每立方米混凝土可用粉煤灰50~100kg，节约水泥50~100kg。三峡工程中大量使用了优质粉煤灰，年用量已近30万t，并创造了世界年浇注量和最大浇注强度的世界纪录。这项技术的用灰比例在10%以上。

9.粉煤灰代替粘土作生产水泥原料

由于粉煤灰的化学成分和粘土相似，可代替粘土生产水泥。其生产工艺和技术装备与生产普通硅酸盐水泥一样。沈阳市水泥厂利用沈阳热电厂的湿排粉煤灰作配料年生产火山灰硅酸盐水泥12万吨。

10.粉煤灰作生产水泥的混合材

粉煤灰应用研究现状篇5

流态水泥粉煤灰在公路工程中的应用

概述唐山市中心城区环线工程C-D节点互通立交位于唐山市西北外环与京哈铁路交叉处,为一座半定向半苜蓿叶式四层组合式互通立交桥,地上三层,地下一层.包括桥梁、通道、排水、路基、路面、照明、防护等工程,工期一年.其中地下通道全长560m,基坑回填工程量非常巨大,有效工期仅四个月.在很短的工期内完成这么大的工程量,挑战和困难是可想而知的.按传统工艺、材料施工工期和质量均无法保证.特别是通道基坑受地形及其他结构物限制上部宽3～4m,下部仅1m多宽,而深度达12m,并且附近经常有桩基、承台、管道,传统回填材料无法压实.为此在该工程中采用了一种新型的`、易操作控制的回填材料来回填基坑,该材料就是流态水泥粉煤灰混合料.

作者：李铁山作者单位：唐山市交通局刊名：交通世界（建养机械）英文刊名：TRANSPO WORLD 年，卷(期)：2009 “”(2) 分类号：U4 关键词：

粉煤灰处理生活废水的研究篇6

摘要：粉煤灰可去除生活废水中的COD、BOD5、色度、重金属等.考察了粉煤灰的质量、搅拌时间及加热温度对生活废水处理的影响.结果表明,粉煤灰处理生活废水是有效的.作者：陈荣平 Chen Rongping 作者单位：南京化工职业技术学院,应化系,江苏,南京,210048 期刊：化学工业与工程技术 ISTIC Journal：JOURNAL OF CHEMICAL INDUSTRY & ENGINEERING 年，卷(期)：2008, 29(6) 分类号：X783 关键词：生活废水处理粉煤灰吸附

★ 超滤和电渗析联合处理含聚废水的试验研究

★ UBF生物铁反应器处理高浓度印染废水试验研究

★ 铁炭微电解-Fenton试剂处理焦化含酚废水的研究

★ 超细滑石粉强化混凝处理废纸造纸废水

★ 高铁自我介绍范文

★ 铁炭内电解处理含铬废水的工艺改进

★ 高铁乘务员面试范文

★ 高铁自荐信范文300字

★ 高铁工务感言

粉煤灰应用研究现状篇7

1 粉煤灰陶粒研究现状

目前粉煤灰陶粒的制备方法可分为烧结型和免烧型两种类型。烧结型主要有分掺粘结剂 (加"法") 和不掺粘结剂法;免烧型主要分为自然养护法和蒸汽养护法。

1.1 烧结粉煤灰陶粒

烧结型主要有掺粘结剂法和不掺粘结剂法。粉煤灰的主要化学成分是Si O2、Al2O3、Fe2O3和Ca O, 从矿物组成看主要是硅、铝氧化物的玻璃体和部分石英、莫来石、赤铁矿等结晶矿物, 具有在高温下的烧结性能。使之在一定温度下、一定时间内发生氧化—还原反应得到粉煤灰陶粒。

掺粘结剂法就是以粉煤灰为主要原材料, 掺加少量粘结剂如:粘土、页岩、煤矸石固化剂等和固体燃料经混合、成球、利用其中未燃烬的碳, 将生料球烧结成外壳坚硬, 表面有层隔水保气的釉层、内部具有微孔的陶质粒状物而制得的一种性能较好的人造轻骨料。生产工艺一般由原料的磨细处理:粉煤灰和粘结剂—配料称量一 (改成连接线) 混合料加水成球—烧结系统—破碎机一振动筛—陶粒。对粉煤灰的要求一般为:Si O245%—60%、Al2O3<24%、Fe2O34%—8%、Ca O、Mg O合量3%~5%, 如果粉煤灰太粗, 应适当磨细。烧结法生产粉煤灰陶粒原材料配料中的固定碳含量要求:一般在4%~6%, 若所用粉煤灰的含碳量达不到上述要求, 必须要掺加固体燃料, 以满足烧结时需要的热量。烧结法对原料的适用范围广, 生产操作方便, 产量高, 质量较好, 工艺技术成熟。

不掺粘结剂法主要是不加入粘土就能生产出强度合格的生料球, 因而对粉煤灰及煤粉的细度要求较为严格。对粉煤灰要求:>45μm的颗粒不大于45%;>75μm的颗粒不大于l5%;>150μm不大于3%, 含碳量要求小于5%。对煤粉的要求:>75μm的颗粒不大于l5%;150μm不大于3%。煤粉应用无烟煤, 含碳量大于70%。由于在成球中不加入粘土, 除对粉煤灰细度和煤粉细度要求严格外, 还应对给料速度的稳定及成球技术要求也十分严格。

1.2 免烧粉煤灰陶粒

由于粉煤灰陶粒通常是用粉煤灰与粘土配料成球, 在1050℃~1350℃高温下膨胀烧结而成, 能耗高。开发不烧结粉煤灰陶粒就成为发展的新趋向。这种工艺生产的粉煤灰陶粒可与烧结工艺生产的陶粒的性能媲美。即用胶凝材料、粉煤灰与外加剂配料, 只需经养护而不需烧结便可生产出强度高的粉煤灰陶粒。一般有自然养护法和蒸汽养护法。

自然养护基本配方为:粉煤灰用量80%~90%, 生石灰5%~10%, 石膏1%~2%, 水泥2%~3%, 粉煤灰陶粒专用活化剂1%~2%.固化剂0.5%~0.7%等。自然养护法生产工艺简单.主要工艺流程如下:胶凝材料、粉煤灰和外加剂—配料称量—混合料加水成球—室内预自然养护—堆场自然养护—陶粒。从免烧粉煤灰陶粒混凝土受力情况看, 采用自然养护法生产粉煤灰陶粒在垂直荷载作用下均受剪切破坏, 说明决定免烧粉煤灰陶粒混凝土强度的因素与陶粒强度关系不大, 而主要与组成混凝土的砂浆强度有关。因此, 在制作免烧粉煤灰陶粒混凝土砌块时应有合适的配合比, 保持适当砂率, 使构成砌块的砂浆强度等性能达到一定要求, 才能确保砌块的物理力学性能和耐久性能。免烧粉煤灰陶粒能耗低、建设投资少、生产成本低。

蒸汽养护法基本配方为:粉煤灰40%~95%, 砂或炉底灰0%~55%, 石灰Ca O3%~6%, 外加剂0.2%~1.8%。主要工艺流程如下:胶凝材料、粉煤灰和外加剂—配料称量—混合料加水成球—蒸汽养护筒仓—筛分—陶粒。经过蒸汽养护, 产品质量优于自然养护法生产的粉煤灰陶粒, 用其配制的混凝土或制品内可以配置钢筋, 而且机械化、自动化程度高, 生产能耗相对低, 占地面积少, 主要缺点是产品单一、密度大, 对粉煤灰的要求较高, 烧失量必须小5%。

2 粉煤灰陶粒综合利用现状

粉煤灰陶粒具有密度小、质量轻、保温、隔热好、耐火、抗渗、抗冻及耐久性能好的特点。建筑工程主要用于屋面隔热、保湿垫层、楼板面隔热防水垫层、建筑物底层地面防潮保湿垫层、地下建筑围墙外和地面下的防渗防潮保湿垫层等, 其隔热保湿、防潮、防水、防渗、隔热、耐久等特点可以生产混凝土多孔砖、小型混凝土空心切块、空心楼板和大型屋面板等.还可以用做热带地区的屋顶隔热层材料、城市道路的屏障、音响建筑的吸音板、道路工程的防滑路面、水的过滤剂、花卉的保湿载体和蔬菜的无土栽培等。

2.1 配制混凝土

粉煤灰陶粒的堆积密度为一般为500kg/m3~1000kg/m3。其中, 超轻粉煤灰陶粒堆积密度<500kg/m3, 结构粉煤灰保温陶粒堆积密度600kg/m3~ (750kg/m3, 高强粉煤灰陶粒堆积密度750kg/m3~1000kg/m3。而普通砂石集料的堆积密度高达2300kg/m3~2800kg/m3。因此使用粉煤灰陶粒生产建筑材料和配制混凝土, 可以减轻建筑1~5倍的自重, 可以提高建筑的抗震性能和安全性能。对粉煤灰陶粒混凝土多孔砖的应用, 块型设计尤为重要, 应考虑有利于建筑设计、施工, 同时应能改善其性能, 减小收缩、提高保温性能, 又可减轻自重。多孔砖的半封底增加铺浆面, 既提高了砌体的抗剪能力, 又增加建筑的抗震性能, 既能利用工业废渣, 又能改善产品性能, 符合节能、节土、利废的基本国策。

2.2 污水处理中的应用

利用粉煤灰作为主要原料, 制备生物滤池陶粒滤料, 将其用于生物反应器。粉煤灰陶粒滤料对城市污水中氨氮和有机物的去除具有良好的微生物适应性, COD的平均去除率在85%以上;NH3—N的平均去除率在65%以上。在处理工业废水中, 制备粉煤灰陶粒中, 添加粘土和木炭粉在增大陶粒抗压强度同时也提高了陶粒的孔隙率, 从而提高了陶粒颗粒的抗压力和吸水率。在铬废水去除中, 由于陶粒质轻, 可使废水与陶粒发生相对对流, 从而大大减少了废水与陶粒的接触时间。利用粉煤灰制备陶粒来处理含铬废水, 可达到以废治废、节约资源的目的。

结语

利用粉煤灰生产陶粒是一条很好的粉煤灰资源化的途径, 解决了粉煤灰的污染问题, 同时粉煤灰陶粒制品可持续需求前景广阔, 是发展循环经济、开辟粉煤灰综合利用的有效途径, 具有良好经济效益和社会效益, 其应用前景将会越来越好。

摘要：本文分析了目前粉煤灰陶粒综合利用方法和途径, 指出了粉煤灰陶粒不但解决了粉煤灰的污染问题, 而且粉煤灰陶粒制品可持续需求前景广阔, 是发展循环经济、开辟粉煤灰综合利用的有效途径。

关键词：粉煤灰陶粒,制备方法,综合利用

参考文献

[1]王学武, 赵风清, 杜炳华.粉煤灰综合利用研究述评[J].粉煤灰综合利用2001 (6) .

[2]张金山, 张学锋, 等, 高强粉煤灰陶粒及混凝土的试验研究[J], 新型建筑材料2003 (8) .

粉煤灰应用研究现状篇8

[关键词]粉煤灰;混凝土;耐久性

[中图分类号]TQl72.71+5[文献标识码]A[文章编号]1009-9646(2010)07-0049-02

一、前言

粉煤灰作为矿物外加剂的应用研究,可追溯到20世纪30年代,美国学者R.K.Davis等进行了粉煤灰在混凝土中的应用研究。1948年1953年美国垦务局在建造蒙大拿州的俄马坝工程时,大量应用了芝加哥的粉煤灰取得了预期的改善性能和节约水泥的优良效果。此后,许多国家在大坝工程中广泛应用粉煤灰。

二、粉煤灰的形成

第一阶段,粉煤在开始燃烧时,其中气化温度低的挥发分,首先自矿物质与固体碳连接的缝隙间不断逸出,使粉煤灰变成多孔型炭粒。此时的煤灰,颗粒状态基本保持原煤粉的不规则碎屑状,但因多孔型性,使其表面积更大。

第二阶段,伴随着多孔性炭粒中的有机质完全燃烧和温度的升高,其中的矿物质也将脱水、分解、氧化变成无机氧化物,此时的煤灰颗粒变成多孔玻璃体,尽管其形态大体上仍维持与多孔炭粒相同,但比表面积明显地小于多孔炭粒。

第三阶段,随着燃烧的进行,多孔玻璃体逐渐融收缩而形成颗粒,其孔隙率不断降低,圆度不断提高,粒径不断变小,最终由多孔玻璃转变为一密度较高、粒径较小的密实球体,颗粒比表面积下降为最小。不同粒度和密度的灰粒具有显著的化学和矿物学方面的特征差别,小颗粒一般比大颗粒更具玻璃性和化学活性。

最后形成的粉煤灰(其中80%一90%为飞灰,t0%～20%为炉底灰)是外观相似,颗粒教细而不均匀的复杂多变的多相物质。飞灰是进人烟道气灰尘中最细的部分,炉底灰是分离出来的比较粗的颗粒,或是炉渣。这些东西有足够的重量,燃烧带跑到炉子的底部。

三、粉煤灰对混凝土的影响

1.粉煤灰对混凝土强度的影响

粉煤灰对混凝土强度的影响,根据粉煤灰品质不同,其影响规律略有不同。对优质的I级粉煤灰来说,在掺人量小于10%时,不仅强度有所提高,而且早期强度也不下降。但当掺量超过一定值后,混凝土早期强度略有下降,但后期强度仍可高于不掺粉煤灰的基准混凝土。当水灰比较小时,低掺量粉煤灰对强度影响较显著,对高掺量粉煤灰影响率下降。

Ⅱ级粉煤灰是目前工程上用量最大的粉煤灰品种,对混凝土强度的影响规律基本与I级灰相似。只是早期强度比I级灰更低,即使掺量较小时,早期强度通讯行也低于基准混凝土。另一方面,由于Ⅱ级粉煤灰相对强度活性较小,对混凝土强度的贡献率低于I级粉煤灰,因此,再配合比设计时通常采用超量取代法,以保证混凝土的后期强度。

砸级灰也可以在混凝土工程中使用,但一般只用于低强度等级的混凝土结构,很少用于高强度等级的混凝土结构,特别是预应力混凝土结构,而烧失量和需水量比较小时,对混凝土性能改善作用还是较大的。

2.粉煤灰对混凝土耐久性的影响

根据国内外经验,粉煤灰混凝土的碳化深度大于基准混凝土的往往是在以下几种情况下发生的:使用质量较低的粉煤灰;粉煤灰掺量过大,尤其是矿渣水泥再掺大量的粉煤灰,粉煤灰等量取代部分水泥,或直接用粉煤灰水泥取代普通水泥;粉煤灰混凝土标号较低,一般都在C30以下,水灰比较大,在0.6以上。但如果水泥用量不减少,再外掺粉煤灰取代部分砂子,这样的粉煤灰混凝土抗碳化能力就可以增加;当粉煤灰掺量不大于40%是,与矿渣粉复合使用,可以改善抗碳化性能。同时掺用粉煤灰和减水剂,即采用“双掺”的技术措施,还可以更好地发挥粉煤灰的效应,保证提高粉煤灰的抗碳化能力。

四、粉煤灰混凝土的应用

粉煤灰作为混凝土的掺合料是利用粉煤灰—个重要途径,是一项很有社会经济效益的工作。随着水泥价格的上涨,粉煤灰混凝土的经济效应将更加显示出来,粉煤灰混凝土的应用范围近几十年来已有很大的扩展,可以说在建筑工程和土木工程的各部位,无论在现浇还是在预制构件方面都得到了应用其用途已遍及到各种预拌混凝土;现浇基础地面和梁、板、柱;大坝、道路、隧道、港湾和地下工程;各种钢筋混凝土预制构件和水泥制品。

五、粉煤灰混凝土的发展方向

当前,可持续发展的议程,已使混凝土施工行业接受把粉煤灰当作一种有价值的资源。粉煤灰不仅能改善混凝土的性能,使其更具竞争优势,成为全球第一的建筑材料,而且,还使其成为更具生态友好型的材料。这正是英国混凝土研究中心自1977年来从事粉煤灰研究的核心所在。目前,对混凝土研究的挑战在于:如何使粉煤灰的应用在全球得到谨慎和安全的推广。虽然统计资料显示,粉煤灰的使用比例日益增长,但情况不容乐观,全球将其掩埋的总吨位数,也不断增长,特别在发展中国家。这是一种非可持续性的做法。

粉煤灰混凝土作为一种新型材料,具有自身独特的优越性,但是目前应用范围不大,这与人们的传统观念及技术上的差距有关。随着该项技术不断完善,粉煤灰混凝土一定会在各项建设中大显身手人类要寻求与自然和谐,粉煤灰混凝上必将以其优良的性能在保护环境、协调人类与自然的关系等方面起到积极的作用,拥有广阔的应用前景。

参考文献:

[1]施惠生,张振平,邓恺,混凝土外加剂实用技术大全[M],中国建材工业出版社,2007年10月.

[2]王澜,水泥混凝土组成性能应用[M],中国建材工业出版社,2005年01月.

[3]水翠娟,粉煤灰混凝土的应用及质量控制,2007年.

[4]严捍东,钱晓倩,新型建筑材料教程[M],中国建材工业出版社,2005年01月.

[5]沈旦申,粉煤灰混凝土[M],北京:北京铁道出版社.

[6]钱觉时,粉煤灰特性与粉煤灰混凝土Dd],科学出版社,2002年版.

改性粉煤灰处理含磷废水的研究篇9

改性粉煤灰处理含磷废水的研究

采用浓硫酸固相反应法对粉煤灰进行改性用于含磷废水的净化,考察了pH值,吸附剂用量,磷初始浓度,反应时间对净化过程的影响.通过实验发现溶液pH值在4～10范围内对磷的吸附过程影响不显著,改性粉煤灰可以在较宽的pH值范围内进行脱磷处理;随着粉煤灰加入量的增加和初始溶液中磷酸根浓度的降低,磷的净化率逐渐增加.对于含磷50 mg/L的`溶液,当粉煤灰的投加量为1.5%时,磷的吸附效率可达99.66%,净化后水中含磷量为0.17 mg/L.改性粉煤灰对水中磷的净化过程速度较快,5 min可达到最大净化率.改性粉煤灰对磷的吸附等温线符合Freudlich方程.

作者：许可刘军坛彭伟功李见云王香平刘蕾姜灵彦 Xu Ke Liu Juntan Peng Weigong Li Jianyun Wang Xiangping Liu Lei Jiang Lingyan 作者单位：郑州航空工业管理学院,河南,郑州,450015刊名：化工时刊英文刊名：CHEMICAL INDUSTRY TIMES年，卷(期)：200822(12)分类号：X7关键词：粉煤灰改性磷废水处理

粉煤灰应用研究现状篇10

改性粉煤灰对有机废水的吸附试验研究

本文分别用改性前和改性后的粉煤灰对模拟印染废水进行吸附研究,通过试验得到较优化的工艺条件,结果表明,粉煤灰经酸改性后,其吸附效果大大提高.

作者：王群成岳郑鹏作者单位：王群,成岳(景德镇陶瓷学院,材料学院,江西,景德镇,333001)

郑鹏(景德镇陶瓷学院,材料学院,江西,景德镇,333001;海南大学环境与植物保护学院,海南,海口,570228)

刊名：佛山陶瓷英文刊名：FOSHAN CERAMICS 年，卷(期)： 19(11) 分类号：关键词：粉煤灰改性吸附模拟印染废水

粉煤灰应用研究现状篇11

关键词：含油废水；活化粉煤灰；吸附；絮凝；再活化

中图分类号：TQ546 文献标识码：A 文章编号：1006-8937（2016）29-0169-04

1 概述

煤焦油深加工过程中产生高浓度含油废水，采用传统污水处理工艺无法将水中油分离出来，进而影响下一段工艺处理，导致处理水质不达标。

煤焦油加工过程中会产生大量的含油废水，该类废水含高浓度的有机物、氰等剧毒物质。其中有机污染物主要为单环活多环芳香族化合物以及含氮、硫、氧的杂环化合物，如高浓度的酚类、萘类、苯胺类、吡啶类、喹啉类，吲哚类等。

这些有机物大多因为带有亲水基团而能溶解在水中，无法通过分层分离。

煤焦油深加工废水主要来自预处理阶段，装置为煤焦油加温静置所脱水、管道吹扫产生的水、生产过程中产生的分离废水、雨水与油品混合产生的废水等。

粉煤灰是热电厂燃煤粉锅炉排放的废弃物，我国电力以燃煤为主，2015年中国粉煤灰产量居世界第一。

粉煤灰主要用于烧砖、筑路、水泥和混凝土的掺合料。

其大部分堆积废弃，这不仅占用了大量土地，而且严重污染了环境。

如何将粉煤灰综合利用，是当今环境科学的重要研究课题。粉煤灰是具有一定活性的球状细小颗粒，对于水中杂质具有较好的吸附性能，对工业废水进行处理可谓以废治废，并且处理废水费用低、效果好。环保科研人员在这方面已做了大量的研究工作，取得了许多令人瞩目的成就[1-4]

寇鹏[5]在研究粉煤灰酸浸正交实验中发现，影响粉煤灰中Al2O3溶出率因素大小顺序为焙烧温度>盐酸浓度>碱灰比>酸浸时间，最佳溶出铝的方案为焙烧温度950 ℃、焙烧时间为3 h、盐酸浓度为0.6 moL/L、酸浸时间为4 h、碱灰比为0.7、反应温度为90 ℃。

夏畅斌等[6]用酸浸粉煤灰对焦化厂含酚废水处理进行了研究，制得集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂，将其与PSA絮凝剂配合使用，处理焦化含酚废水。

混凝沉降速度快，污泥体积小，处理废水费用低；SS、COD色度和酚的去除率分别为95%、86%、96%和92%。并研究了粉煤灰混凝沉降机理。

王春峰等[7]用H2SO4活化方法制作活化粉煤灰吸附材料，通过试验发现：

活性粉煤灰处理废水的最佳条件是pH值为7、温度为20 ℃、搅拌时间是10 min。

2 粉煤灰除油机理

粉煤灰颗粒较细且多孔，表面含有金属阳离子活性成分，吸附机理较复杂。

粉煤灰具有吸附作用、接触絮凝、中和沉淀、过滤截留的特性。其中吸附作用包括物理吸附和化学吸附两种特性[8]。

粉煤灰的导热系数λ为0.23[W/（m·K）]，比热容c为0.92[kJ/（kg·K）]，水的比热容4.2[kJ/（kg·℃）]

含油废水中的油在水中存在形式有游离态油、分散态油、乳化油、溶解油、固体附着油[9]，通过自然静置无法将乳化油、溶解油、固体附着油分离。由于粉煤灰相对水的比热容低，所以在加热时粉煤灰上升的温度比水快，当粉煤灰的温度达到或超过水的沸点时，附着在粉煤灰上的水迅速沸腾蒸发，发生爆沸现象。

高温活化粉煤灰在处理含油废水时，由于其表面含有带正电荷的金属阳离子活性成分，能够将带负电荷的小分子油滴包裹起来，起到破乳效果，如图1所示，水中油会被吸附包裹在粉煤灰中，而被沉降在处理水底部。

当对底部粉煤灰加热时，发生爆沸现象，吸附在粉煤灰中的油会被冲出，小液滴油冲出后又相互聚拢形成较大液滴的油，由于油的密度比水低，大液滴油迅速上浮，最终使粉煤灰中的油分分离出至水面。

至此，灰，水，油充分分离，如图2所示。

酸活化粉煤灰是集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂，由于混凝液中含有溶解的絮凝成分如AL3+、Fe3+等其他离子，通过絮凝沉淀，处理溶解油效果更好。

3 实验部分

3.1 原材料及其组成

实验采用陕西东鑫垣化工有限责任公司发电厂飞灰，主要化学成分，见表1。

实验用废水取自陕西东鑫垣化工有限责任公司延迟焦化车间排放至污水处理厂废水。废水水质，见表2。

3.2 粉煤灰的高温活化及酸活化

将350 g粉煤灰放入干锅中，在马弗炉中加热850 ℃，活化时间为3 h，待冷却后即得高温活化粉煤，留作待用。

取25 g活化粉煤灰、100 mL 5 mol/L HCl溶液，放入250 mL烧杯中，置于恒温磁力搅拌器上缓慢搅拌4 h，即得酸浸粉煤灰活化液。

3.3 高温活化粉煤灰处理废水实验方法

用HJ-3型数显恒温磁力搅拌器在500 mL烧杯中进行实验。

取500 mL废水，分别加入5、15、25、35、45 g高温活化粉煤灰，控制转速500 r/min，搅拌30 min，静置2 h。

开加热开关，设定温度为90 ℃，观察第一次爆沸时开始计时，加热3 min停止加热。静置一定时间，待灰、水、油分离后取中间水样化验分析。

3.4 酸浸粉煤灰活化液处理废水实验方法

取125 g活化粉煤灰分成五组，每组25 g，放入烧杯中，每组加入100 mL 5 mol/L HCl溶液，置于恒温磁力搅拌器上缓慢搅拌4 h，随后将酸浸粉煤灰活化液分别全部倒入到5组25 g高温活化粉煤灰处理过的废水中，调节pH=8，充分搅拌30 min，静置，分别在20、40、60、80、100 min取上清液化验分析，换算浓度。

3.5 吸附后的高温活化粉煤灰再活化实验方法

高温活化粉煤灰处理废水后，通过爆沸方法使灰、水、油三相分离，分离出上层油，将灰水混合物通过真空泵抽滤，得到湿灰，放入干燥箱干燥，取出干燥粉煤灰放入马弗炉加热到800 ℃再活化，加热时间3 h，重复处理废水。

4 结果与讨论

不同投灰量处理含油废水后水中油浓度的变化，如图3所示。

从图3的结果可见，在500 mL废水中随着高温活化粉煤灰加入量的增加，废水中油含量逐渐降低，当加灰量达到25 g以上时，灰中油含量下降已经不明显，此时废水中含油为3 871 mg/L，除油率达到87%。

吸附时间对酸浸粉煤灰混凝液处理含油废水的影响，如图4所示。

从结果可见，随着吸附时间的增加，废水中油浓度逐渐降低，当吸附时间在80 min时，废水油浓度降低到1 208 mg/L，此时除油率为66.6%。

80 min后废水中油浓度变化已不大。

通过25 g高温活化粉煤灰及25 g酸活化粉煤灰对500 mL 浓度为29 283 mg/L含油废水的处理，最终浓度为1 208 mg/L，综合除油率达到了95.6%。

重复高温活化粉煤灰对含油废水除油率的影响，如图5所示。

从图5的结果可以看出，同一份活化粉煤灰重复利用，经过五次800 ℃高温再活化处理，对五份平行废水样中油的去除率逐渐降低，特别是第二次重复活化利用去除率下降很快，这是因为第一次去除时，油滴表面附着较多粉煤灰活性成分，随着油、水、灰三相分离。

一部分活性成分被油带走，因而第二次利用时，粉煤灰的活性度降低，但去除率仍可达到64%。