硅钙渣的利用现状

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1、硅钙渣的综合利用现状摘要：硅钙渣通常指粉煤灰中加入碱和石灰石烧结，再通过湿法提取氧化铝，回收碱后剩余的固体残留物，因其主要含有硅钙两种元素，被称为硅钙渣。目前的利用范围非常局限。其中的一部分被用于建材领域，一部分用于环保领域的研究，其余大部分则是通过填埋的方式进行处理。实现这种固体废弃物的合理利用是十分必要的。关键字：粉煤灰硅钙渣生化改性我国是一个以煤炭为主要能源的国家，供暖，发电，冶炼以及许多其他行业和生活中都要用到煤炭，煤炭在我国的开采量消费量呈现日益增长的趋势。在利用煤炭的过程中，燃烧是其中一种主要的方式。虽然煤燃烧满足了生活、经济和社会的许多需求，但却带来了

2、许多环境问题。大气污染，资源耗竭，生态破坏以及固体废物的产生等都与煤燃烧有很大的关系。因此，解决好煤炭生产、利用与环境的关系，化害为利，已经成为社会可持续发展中的一项重大课题。煤炭生产过程中会产生大量的煤基固废，例如粉煤灰，而全国火电厂每年粉煤灰的排放量达到数亿吨[1]。目前，这些废物的治理秉承资源化的原则，利用途径十分广泛，主要集中于建筑材料、烟气脱硫、废水处理、筑路等诸多领域。在我国内蒙古中西部地区，随着西部煤炭资源的开发以及大型火力发电厂的建设，出现了一种新的粉煤灰类型——高铝粉煤灰。这种粉煤灰的氧化铝含量通常可达50%左右，相当于我国中低品位铝土矿中Al2O

3、3的含量。初步统计，2008年，该地区高铝粉煤灰排放量在1300万吨以上。自从内蒙古、山西等地电厂发现高铝粉煤灰后，粉煤灰提铝的工业化步伐大大加快。目前的工艺技术方案中，碱石灰石烧结法提取氧化铝应用较多，但存在能耗较高，工艺流程复杂等缺点，且每处理1t粉煤灰消耗石灰石2.3t[2]，而且还大量产生了一种新的固体废弃物—硅钙渣。1硅钙渣的概念与特征硅钙渣通常指粉煤灰中加入碱和石灰石烧结，再通过湿法提取氧化铝，回收碱后剩余的固体残留物，因其主要含有硅钙两种元素，被称为硅钙渣。硅钙渣是米黄色的粉状物，疏松多孔，容重1.2～1.5g/cm3，脱碱后为白色粉状物，可压铸成具有

4、一定强度的块状物，其化学成分由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、TiO2、Na2O、K2O和H2O等物质组成，如表1所示[3]。表1硅钙渣的化学成分Table1Chemicalcompositionofslagcalciumw/%SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOTiO2Na2OK2OL.O.I硅钙渣125.314.8255.791.330.960.870.680.029.88硅钙渣237.155.6933.772.041.430.013.710.4714.99说明:硅钙渣1指粉煤灰提取铝产生的硅钙渣，硅钙渣2指钾长石提取铝产生的硅钙渣。在提取

5、氧化铝过程中，每生成1吨的氧化铝就会产生10吨的硅钙渣[4]，而硅钙渣作为一种大量产生，却无法进行有效处理的固体废弃物，目前的利用范围非常局限。其中的一部分被用于建材领域，一部分用于环保领域的研究，其余大部分则是通过填埋的方式进行处理，这样的处理污染环境，侵占土地，而且是对人类健康的一种威胁。2硅钙渣的应用2.1水泥原料硅钙渣可以作为一种优质的水泥原料。水泥的主要成分是硅酸三钙、硅酸二钙和铝酸三钙等，而硅钙渣中含有硅酸二钙，适合作为原料添加在生料中进行焙烧，并且生成一种优质水泥。朱元基［5］在研究硅钙渣作为水泥的原料时认为，配入硅钙渣的水泥生料具有反应活性高，烧成温

6、度低，节能，熟料质量好，吃渣量大等优点。分析原因时，他将硅钙渣与赤泥的化学组成作了对比，指出硅钙渣中氧化铁的含量偏低，氧化钙含量较高，而且碱含量很低，这是比赤泥优越的根本原因。在物相组成上与普通水泥相似，因此用硅钙渣配料比较容易调整，且配比数量高达70%～90%；徐银芳［6］采用90%硅钙渣和10%石灰石两种原料配料，在1350～1400℃下煅烧，可以生产性能合格的625号硅酸盐水泥。与同类型生产方式比较，采用硅钙渣配料可节约能耗20%左右，大幅度降低了水泥生产成本；刘江等[7]先对硅钙渣进行了脱碱处理，然后再用作水泥混合材料；温平[8]进行了硅钙渣作为水泥生产原料

7、的可行性研究，得出用硅钙渣配料的生料易磨性好，有利于生料制备系统设备生产能力充分发挥，降低生料电耗，因此可作为水泥生产的一种原料，替代部分石灰石，以节省能耗，降低企业生产成本的结论。2.2制备陶粒硅钙渣可以用于一种高强度陶粒的制备。硅钙渣疏松多孔，密度较大，作为添加料，在烧制过程中，不仅能够与陶瓷其他成分很好融合，还能够极大增加陶瓷的强度，生产高性能的陶瓷。李侠等[9]对高强度硅钙渣陶粒及其制备方法的研究，其采用固体废弃物粉煤灰及硅钙渣为主要原料，制备出的陶粒强度高，为硅钙渣的利用提供了一条新途径。2.3制造釉面瓷砖利用硅钙渣可以制造一种釉面砖。釉面砖通常由陶土