邢台矿电厂粉煤灰物化性质分析

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摘要： 利用激光粒度分析仪和SEM等现代测试手段，对邢台矿电厂粉煤灰的物化性质进行了分析。结果表明：该电厂粉煤灰实测密度为2.26 g/cm3，属级外品粗灰；球状颗粒少，不规则多孔玻璃体和多孔碳粒较多；主要化学成分SiO2、Al2O3和Fe2O3，三者的含量超过84%。

Abstract： The physical and chemical properties of fly ash in Xingtai mine power plant were analyzed by means of laser particle size analyzer and SEM and other modern testing methods. The results show that the power plant fly ash measured density is 2.26 g/cm3， the product of crude ash； spherical particles， irregular porous vitreous body and porous carbon particle more； chemical composition of SiO2， Al2O3 and Fe2O3， the content of three more than 84%.

关键词： 邢台矿电厂；粉煤灰；物理性质；化学性质

Key words： Xingtai mine power plant；fly ash；physical property；chemical property

中图分类号：TQ536.4 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2016）31-0096-02

0 引言

粉煤灰是火力发电厂燃煤后的一种主要废弃物。在我国，粉煤灰的总堆存量达10亿t[1] ，每年正以1亿t的速度增加。据统计，在全球排放的粉煤灰中，不到一半的粉煤灰用于水泥生产、矿井充填及路面材料，剩余的部分则需要把粉煤灰贮放起来，这样不仅占用大量的土地，耗费国家大量的贮灰场建设费用，而且对环境造成不同程度的威胁，贮灰场一旦失事，还会影响附近居民的正常生活。因此，对粉煤灰的处理和利用意义重大。笔者以邢台矿粉煤灰为材料，对其物理、化学性质进行了分析研究，为大量利用邢台矿，乃至邢台地区粉煤灰提供理论依据。

1 粉煤灰的密度和粒度分布

邢台矿电厂粉煤灰的实测密度为2.26g/cm3。实验用标准筛对邢台矿电厂粉煤灰进行了筛分，并对粒径小于0.08mm的部分进行激光粒度分析，结果如图1、图2所示。其中粒径大于0.08mm的部分占31.6%，而粒径大于0.045mm的部分占52.1%。参照用于水泥和混凝土中的粉煤灰标准（GB/T1596-2005），III级粉煤灰+0.045mm的部分要不大于45%，邢台矿粉煤灰达不到III级细度标准，总体上属于级外品粗灰。但其细粒部分中-20μm颗粒占23%，如用其制作膏体，容易降低膏体配比浓度

实验按照GB1346-89标准要求，对邢台矿电厂粉煤灰进行标准稠度用水量进行实测，其用水量为66%，邢台矿电厂粉煤灰拌制净浆，用水量较大，对于提高浆体浓度不利，需要考虑添加其它混合材料。

2 粉煤灰的SEM分析

粉煤灰是属于粉状硅酸盐物质，它是由煤粉燃烧经过急冷于一定温度阶段内形成的。粉煤灰无数颗粒的原始化学组成存在差异，各自所经受的热过程也不一致，因而反映在显微结构上也不大相同。邢台矿电厂粉煤灰的SEM图片如图3所示。

从其SEM图可以看出，该粉煤灰球状颗粒少，不规则多孔玻璃体和多孔碳粒较多，以致于不能体现粉煤灰的“形态效应”和“微集料效应”，所以会导致粉煤灰活性低，粉煤灰净浆需水量大，几乎无强度，要提高其活性，需要加入外加剂加以改善。

3 粉煤灰的化学成分

邢台矿电厂粉煤灰的化学成分如表1所示。由于煤的品种和燃烧条件等原因，粉煤灰的化学成分波动很大。从化学成分看，粉煤灰属于CaO-Al2O3-SiO2系统，根据水泥化学国际会议报告综述，世界上不同国家的粉煤灰化学分析统计，低钙粉煤灰的主要化学成分的变化范围是：SiO2 40%～58%，Al2O3 21%～27%，Fe2O3 4%～17%，CaO 4%～6%，烧失量0.7%～10%。我国粉煤灰化学成分一般也在这范围内[2]，但Al2O3烧失量过高，当然邢台矿电厂粉煤灰也是如此，主要成分SiO2、Al2O3和Fe2O3三者的含量超过84%。

4 结论

①邢台矿电厂粉煤灰实测密度为2.26 g/cm3，采用激光粒度分析该粉煤灰属级外品粗灰，标准稠度用水量为66%，用水量较大，不利于提高浆体的浓度，需添加其他混合材料。

②采用电子显微镜分析，邢台电厂粉煤灰球状颗粒少，不规则多孔玻璃体和多孔碳粒较多，活性较低。

③邢台电厂粉煤灰主要化学成分SiO2、Al2O3和Fe2O3，三者的含量超过84%。

④邢台电厂粉煤灰可作为膏体充填材料加以利用，既安全经济又有利于环境保护。

参考文献：

[1]雷瑞，付东升，李国法，等.粉煤灰综合利用研究进展[J].洁净煤技术，2013，19（3）：106-109.

[2]边炳鑫，解强，赵由才.煤系固体废弃物资源化技术[M].北京：化学工业出版社，2005.

[3]任昂，冯国瑞，郭育霞，等.粉煤灰对煤矿充填膏体性能的影响[J].煤炭学报，2014.