第11章 工业固体废物的资源化利用.ppt

固体废物处理 使学生了解和掌握常见固体废弃物资源化和处理的常用技术和方法 第十一章  工业固体废物的资源化利用 教学目标: 1.了解煤矸石和粉煤灰的来源、组成及活性激发； 2.了解高炉渣和钢渣的来源、组成；了解的来源、组成； 3.了解煤矸石和粉煤灰在建筑材料方面的应用； 4.了解高炉渣和钢渣在建筑材料方面的应用。 教学重点：粉煤灰的资源化利用途径；煤矸石的资源化利用途径。 第十一章  工业固体废物的资源化利用 随着我国经济和社会的不断发展，基础设施建设和居民住宅建设得到迅速发展，对建筑材料数量的需求越来越大，质量的要求越来越高。 许多固体废弃物在制造建筑材料，特别是新型建筑材料方面大有可为。 第十一章  工业固体废物的资源化利用 11.1粉煤灰 11.2煤矸石 11.3高炉渣 11.4钢渣 11.1粉煤灰 来源 飞灰:煤在炉膛燃烧时的烟气带出的粉状残留物， 80～90％。除尘技术 底灰:少量的煤粉粒子在燃烧过程中由于碰撞凝结成块，沉积于炉底，由底部排出形成，10～20％ 。低灰除渣 11.1粉煤灰 化学组成（类似粘土的化学组成）评价粉煤灰质量高低的重要技术参数 SiO2（40～60％） Al2O3（15～35％） Fe2O3（2～15％） CaO（1～10％） 未燃尽炭 有害元素和微量元素 CaO20％称为高钙灰，我国多为低钙灰。 11.1粉煤灰 矿物组成：来源于母煤，以铝硅酸盐粘土矿和SiO2为主。 无定形相：主要为玻璃体50～80％和未燃尽炭粒。 结晶相：莫来石、石英、云母、长石、磁铁矿、赤铁矿和少量的钙长石、方镁石、硫酸盐矿物、石膏、方解石等。被玻璃相包裹。 低钙粉煤灰：活性主要取决于无定形玻璃相矿物，而不取决于结晶相矿物。玻璃体含量越高，粉煤灰的化学活性越好。 高钙粉煤灰：富钙玻璃体含量多，有较多的氧化钙结晶和水泥熟料的一些矿物结晶组分。高钙灰的性质既与玻璃相有关，又与结晶相有关。化学活性均高于低钙灰。 11.1粉煤灰 颗粒组成 球形颗粒 不规则多孔颗粒（多孔炭粒和多孔铝硅玻璃体） 碎片 11.1粉煤灰 外观和颜色 外观象水泥 组分中的含炭量使其有由乳白到灰黑等不同颜色，含炭量越高，颜色越深。炭粒存在于粉煤灰的粗颗粒中。 颜色可在一定程度上反映粉煤灰的细度。颜色越深，质量越低。 11.1粉煤灰 比重和容重 低钙灰比重：1.8～2.8 高钙灰比重：2.5～2.8 松散干容重：600～1000kg/m3 压实容重：1300～1600kg/m3 11.1粉煤灰 细度 粉煤灰的颗粒粒径极限为0.5～300um。国标以45um筛余百分数为细度指标。 需水量比 在粉煤灰标准规范中，采用粉煤灰水泥胶砂需水量与基准水泥胶砂需水量的比值表示粉煤灰的需水量。 低需水量的粉煤灰测定值：22～30％ 中等需水量：30～40％ 高需水量：50～60％ 11.1粉煤灰 粉煤灰的活性 也叫“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性能： ①其成分中以SiO2和A12O3为主(75～85％)，且含有相当多的玻璃体或其他无定形物质； ②其本身无水硬性； ③在潮湿环境，能与Ca(OH)2等发生反应，生成一系列水化产物—凝胶， ④上述水化产物不论在空气中，还是在水中都能硬化产生明显的强度。 烧粘土、烧页岩、煤矸石烧渣、燃料灰渣等属人工火山灰类物质，粉煤灰便是其中的一种，同样具有上述性能。 11.1粉煤灰 活性激发:以石灰和石膏作激发剂的蒸汽养护方法 粉煤灰中的活性氧化硅与Ca(OH)2反应生成水化硅酸钙(CSH)凝胶，称为碱性激发： mCa(OH)2+SiO2+(n－1)H2O→mCaO·SiO2·nH2O （二次水化反应） 粉煤灰中的活性氧化铝与Ca(OH)2反应，生成水化铝酸钙(CAH)凝胶： mCa(OH)2+Al2O3+(n－1)H2O→mCaO·Al2O3·nH2O （二次水化反应） 硫酸盐激发:CAH强度比较低，在有石膏(常用水泥中均掺有石膏)存在下，可加速反应生成三硫型水化硫铝酸钙(3CaO·Al2O3·3CaSO4·3H2O)，通常称为钙矾石，简称E盐： mCaO·Al2O3·nH2O+CaSO4·2H2O→mCaO·Al2O3·3CaSO4·(n+2)H2O 石膏量不足时生成单硫型水化硫铝酸钙(3CaO·A12O3·CaSO4·12H2O) M盐 11.1粉煤灰 活性的评定 石灰吸收法：一定时间内从石灰液中吸附的石灰量。 溶出度试验法：酸碱处理粉煤灰，测硅，铝的浸出量 砂浆强度试验法（是迄今国内外公认的粉煤灰活性的最佳评定方法）：粉煤灰和水泥熟料配比，制成砂浆试件，测其强度。 11.1粉煤灰 资源化利用途径 选炭