粉煤灰,是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰,粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。隨著電力工業(yè)的發(fā)展,燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加,成為我國當前排量較大的工業(yè)廢渣之一。大量的粉煤灰不加處理,就會產生揚塵,污染大氣;若排入水系會造成河流淤塞,而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。但粉煤灰可資源化利用,如作為混凝土的摻合料等。
粉煤灰外觀類似水泥,顏色在乳白色到灰黑色之間變化。粉煤灰的顏色是一項重要的質量指標,可以反映含碳量的多少和差異。在一定程度上也可以反映粉煤灰的細度,顏色越深粉煤灰粒度越細,含碳量越高。粉煤灰就有低鈣粉煤灰和高鈣粉煤灰之分。通常高鈣粉煤灰的顏色偏黃,低鈣粉煤灰的顏色偏灰。粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織,比表面積較大,具有較高的吸附活性,顆粒的粒徑范圍為0.5——300μm。并且珠壁具有多孔結構,孔隙率高達50%—80%,有很強的吸水性。
粉煤灰的主要來源是以煤粉為燃料的火電廠和城市集中供熱鍋爐,其中90%以上為濕排灰,活性較干灰低,且費水費電,污染環(huán)境,也不利于綜合利用。為了更好地保護環(huán)境并有利于粉煤灰的綜合利用,考慮到除塵和干灰輸送技術的成熟,干灰收集已成為今后粉煤灰收集的發(fā)展趨勢。
粉煤灰的化學組成
我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO2等,此外還有P2O5等。其中氧化硅、氧化鈦來自黏土,巖頁;氧化鐵主要來自黃鐵礦;氧化鎂和氧化鈣來自與其相應的碳酸鹽和硫酸鹽。
粉煤灰的元素組成(質量分數)為:O47.83%,Si11.48%——31.14%,Al6.40%——22.91%,Fe1.90%——18.51%,Ca0.30%——25.10%,K0.22%——3.10%,Mg0.05%——1.92%,Ti0.40%——1.80%,S0.03%——4.75%,Na0.05%——1.40%,P0.00%——0.90%,Cl0.00%——0.12%,其他0.50%——29.12%。
由于煤的灰量變化范圍很廣,而且這一變化不僅發(fā)生在來自世界各地或同一地區(qū)不同煤層的煤中,甚至也發(fā)生在同一煤礦不同的部分的煤中。因此,構成粉煤灰的具體化學成分含量,也就因煤的產地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。GQ-3B粉煤灰分析儀主要檢測粉煤灰中二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵、氧化鈣、氧化鐵、二氧化鈦等元素。
粉煤灰的礦物組成
由于煤粉各顆粒間的化學成分并不完全一致,因此燃燒過程中形成的粉煤灰在排出的冷卻過程中,形成了不同的物相。比如:氧化硅及氧化鋁含量較高的玻璃珠,另外,粉煤灰中晶體礦物的含量與粉煤灰冷卻速度有關。一般來說,冷卻速度較快時,玻璃體含量較多:反之,玻璃體容易析晶??梢姡瑥奈锵嗌现v,粉煤灰是晶體礦物和非晶體礦物的混合物。其礦物組成的波動范圍較大。一般晶體礦物為石英、莫來石、氧化鐵、氧化鎂、生石灰及無水石膏等,非晶體礦物為玻璃體、無定形碳和次生褐鐵礦,其中玻璃體含量占50%以上。
在顯微鏡下觀察,粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃炭組成的一個復合結構的混合體?;旌象w中這三者的比例隨著煤燃燒所選用的技術及操作手法不同而不同。其中結晶體包括石英、莫來石、磁鐵礦等;玻璃體包括光滑的球體形玻璃體粒子、形狀不規(guī)則孔隙少的小顆粒、疏松多孔且形狀不規(guī)則的玻璃體球等;未燃炭多呈疏松多孔形式。
檢測項目:
分析項目:成分分析、對比分析、材料熱分析、定性定量分析等;
常規(guī)檢測:密度、堆積密度、細度、比表面積、需水量、抗壓強度、含量檢測等;
含量檢測: SiO2、 Al2O3、 FeO、 Fe2O3、 CaO、 TiO2、MgO、K2O、 Na2O、SO3、 MnO2等。