固体废弃物处置技术--煤矸石

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1、第十章煤系固体废物的处理与利用第一节粉煤灰第二节煤矸石第一节粉煤灰一、粉煤灰的形成与排输粉煤灰:燃煤电厂将煤磨细成100um以下的细粉，用预热空气喷入炉膛悬浮燃烧,产生高温烟气，经由捕尘装置捕集，就得到粉煤灰，也叫飞灰；占灰渣总量的80-90%;底灰:少量煤粉粒子在燃烧过过程中，由于碰撞黏结成块，沉积于炉底，称为底灰。占灰渣总量10一20％。粉煤灰的组成:由玻璃体、内部结晶体、空心球体、碎片组成的外观相近，颗粒较细但并不均匀的多相混合物。气压增大煤粉1300熔融液滴膨胀液滴湍流各种成分低温段球体碎片：冷却过快空心球

2、体：有气体夹裹内部结晶体：大液滴冷却速度慢玻璃体：小液滴冷却速度快外观相近、颗粒较细、但并不均匀的多相混合物粉煤灰收集：烟气除尘和底灰除渣两个系统。干排是将收集到的飞灰直接输入灰仓。粉煤灰的排输：分湿法和干法排输湿排是使粉煤灰通过管道和灰桨泵组成的排灰系统，用高压水力输送到贮灰场或江、河、湖、海。湿排又分灰渣分排和灰渣混排。二、粉煤灰的组成（一）粉煤灰的化学组成主要由母煤的化学组成和燃烧条件、温度决定，还受煤粉细度、收集、排灰方法的影响总的来说，化学成分主要包括：Sio2Al2O3Fe2O3CaO和未燃烧尽的碳化学

3、成分是评价粉煤灰质量的重要技术参数粉煤灰的烧失量可以反映锅炉燃烧状况，烧失量越高，粉煤灰质量越差。Sio2Al2O3Fe2O3的含量直接影响其作为建筑材料的优劣高钙灰和低钙灰：CaO（２０％）含量高低，将其区分为高钙灰和低钙灰。我国燃煤电厂基本上是使用烟煤，粉煤灰中caO含量偏低，属低钙灰，但Al2O3含量一般比较高，烧失量也较高．(二)粉煤灰的矿物组成1．粉煤灰的矿物来源母煤组成：铝硅酸盐类铝土矿和氧化硅、黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氮化物等矿物，而以铝硅酸盐类粘土矿（高岭土页岩矿形成偏高岭土

4、Al2O3．Sio2）和氧化硅为主。2．粉煤灰的主要矿物组分无定形相结晶相玻璃体未燃尽的碳粒50一80％，化学内能化学活性莫来石、石英、云以、长石等３、矿物组分对粉煤灰性质的影响低钙粉煤灰的活性主要取决于无定形玻璃相矿物所以，从矿物组分来说，低钙灰的玻璃体含量越高，粉煤灰的化学活性越好。高钙粉煤灰中富钙玻璃体含量多，且又有较多的氧化钙结晶和水泥熟料的一些矿物结晶组分。而高钙粉煤灰的化学活性均高于低钙灰，这表明，高钙灰的性质既与玻璃相有关，又与结晶相有关。（三)粉煤灰的颗粒组成粉煤灰是由各种大小不一，形貌各异的颗粒组

5、成的。1．球形颗粒球形颗粗大而光滑，有的圆球上还嵌有前面提到的晶体，我国粉煤灰中，此类颗粒含量由３％-２５％不等，粒径变化大（几－几十um），比重和容重均大，在水中下沉，也称“沉珠”。“沉珠”依其化学成分，可以分为富钙玻璃微珠和富铁玻璃微珠。前者富集氧化钙，化学活性好；后者富集了氧化铁，具有磁性，叫做“磁珠”。2．不规则多孔颗粒不规则多孔颗粒包括多孔碳粒和多孔铝硅玻璃体(1）多孔炭粒：有的呈球状，有的为碎屑，属惰性组分，比重和容重均小，粒径和比表面积均大，对其性能有不良影响。(2)多孔铝硅玻璃体；富有含氧化硅、氧化

6、铝是粉煤灰中含量最多的颗粒（达70％以上）。（开放性孔穴，表面蜂窝状；封闭孔穴，内部蜂窝状“漂珠”）关于“漂珠”占粉煤灰体积的１５－２０％，重量４-５％，是一种多功能的新材料。漂珠内封闭气体形成的最佳温度１４００度，氧化铁含量关系到漂珠的数量（＞８％），冷却速度不能过快。（优良的母煤、燃烧温度、冷却速度）（３）碎片：结晶矿物颗粒碎片、玻璃体碎片、碎屑状碳粒三、粉煤灰的物理性质和品质指标１、外观、颜色外观像水泥，由乳白到灰黑不等（碳）２、比重、容重低钙灰比重１.８-２.８；高钙灰比重２.５-２.８粉煤灰的松散干容重变

7、化范围为600一1000kg／m3，压实容重为1300—1600kg／m33、细度粉煤灰的颗粒粒径极限为0.5-300um。大部分在４５um以下我国规定以45um筛余百分数为细度指标4．需水量比在水泥或混凝土中掺入粉煤灰，一般可以降低水泥或混凝土的用水量，这是粉煤灰的一个明显的优越性。含碳量较高的粉煤灰，则又会明显地增加用水量。这个用水量称作粉煤灰的需水量。(二)粉煤灰的品质指标分级近年来，国内外提出许多有关粉煤灰的分级方法，其依据各不相同。我国1991年10月1日起开始施行的《粉煤灰混凝土应用技术规范》(GＢ14

8、6—90)规定了考核粉煤灰品质的三个等级四项指标，见表10—3。一般情况下，低需水量的粉煤灰测定值为22—30％，中等需水量为30一40％，高需水量可达50一60％。四、粉煤灰的活性１、粉煤灰的活性概念粉煤灰的活性也叫“火山灰活性”。火山灰活性是指火山灰、凝灰岩、浮石、硅藻土等天然火山灰类物质所具有的这样一些性能：①其成分中以Si02和A1２O３为主(75—