粉煤灰的分离、表面改性及在高分子制品中应用.pdfVIP

2007北京固体废弃物处理及资源化利用技术研讨会 粉煤灰的分离、表面改性及在 ．__．IL-．。 Cj 同分子制品中的应用 北京合鼎动力技术有限责任公司 李宝智 天津渤海职业技术学院精细化工系 刘月平李博 摘要 本文主要描述了粉煤灰的显微结构、分离加工、表面有机化改性的方法及在高分子制品中的应用。 探讨了粉煤灰的分离、加工及表面有机化改性的机理，并与高分制品中应用的其它功能性填料进行了 结构和性能上的对比。选择了同一配方、同一填加量和同--2nlI艺，与高分子制品中应用的其它功 能性填料进行了对比试验，其结果基本达到了功能性填料的作用。经工业化生产的产品，完全可以替 代高分子制品中应用的其它无机填充材料。 关键词：粉煤灰、显微结构、表面改性、高分子材料 随着我国国民经济的发展和人民生活的需要，我国火电厂的发展速度也在大大的加快，到2005 年我围的火电年排灰量要带到3亿吨以上，历年来积存的粉煤灰为30亿吨左右。在对其处理的过程中 占用了大面积的土地，建设大面积的储灰场，需投入大量的资金，在排放的过程中还需大量的水源。 因此从经济和环保的角度出发，需要加大粉煤灰综合利用的力度和范围，提高资源的利用率，减少对 环境的污染。所以粉煤灰综合利用的研究和应用具有重要的社会效益和经济效益的。 尽管20世纪60年代以来国内外学者和工程技术人员对粉煤灰的综合利用进行了大量的研究工作。 但是多年来还是主要以水泥制造、筑路、建坝、混凝土、墙体材料等方面应用。很少充分根据粉煤灰 的物理化学性质及其显微结构的特性结合应用，对其进行深加工。而近年来有学者对粉煤灰进行了详 尽的物理化学分析、矿物成分分析、不同类型显微颗粒的形成机理与结构的演化剖析。揭示了粉煤灰 中的票珠、沉珠、磁珠、残炭组分、物相组分、显微结构特性等。对粉煤灰的综合利用、深加工、应 用范围的扩大，提高其附加值等提供了可靠的依据。经过对粉煤灰的详尽分析研究和一定的应用实践， 对粉煤灰进行分离和深加工后，可用于高分子制品等行业。 1、粉煤灰的结构 粉煤灰是由煤粉在特定的条件下燃烧后，经过冷却到一定的温度，即形成的硅铝为主的烧成黏土 质人工火山堆的无机粉体材料，其中分为漂珠、沉珠、海绵玻璃体、磁珠、残炭等，沉珠所占比例最 大。 粉煤灰中的漂珠、沉珠的显微结构均有针状莫来石晶体结构，并且大微珠内还包裹着更小或纳米 级的微珠(如图1)。对微珠进行超细粉碎加工后，微珠被破碎开或外壁层磨掉，其微珠壁出现海绵体 结构，显示出微珠体内部的多微孔状显微结构(如图2)，由此超细粉碎颗粒的孔隙率大大增加，其比 55 2uoT北京固体废弃韧处理及资源化利用技术铲讨含 表面也『日时增m．井A再绵玻璃体＆畦炭#超细后．也可产t同样的现霉。 目I 目2 以±n种粉煤荻的Ⅱ馓结构与高分r制品中^用的补％材料的R礅结构是月似的。用f高*f制 品中补强的无机材料的t要要求般尾粒度细、№表面积太、多徽孔状、海绵悼、№重小等。Ⅲ粉嫫 袭＆加T目也!现出7这种结构和性质．§定的表面打机化政性处8后．是完}日以在廓丹子制品 中m用的，并日也能起到一定日勺功能性作JH。 2．糟煤灰的分离及加工 自f粉煤灰的矿物组丹牧多．对在岛卦r材料制品中＆刚，教粜十g想山r选到Jq用的徽聚利 综台利用的目的，需对粉煤灰进行卦离。其丹离叮根据各粪釉粒或微璩在物理化学、自性、磁性Ⅱ矿 物组丹的差异m行仆离。其舒离般选用下法， 自J是将粉煤灰＆川于№廿f村科制品中，目先需要进行T往Ⅸ选．日为高铁微珠古铁矿物在 高分子制品中起到提前老化的怍崩．所“首先要将其增m近机丹建…柬。需磁选的粉煤灰爱T燥，＆ 融选后送^丹离设备．该设备利用T*频、高Ⅱ转f、多级*旋气流产±冲击、碰撞颤振、摩擦等 作用．使球形颗粒与附着的T定％物体柑§分离。它集多扭丹离装置f一体．形成闭路循环，也有效 的避免r粉尘暴露现象。 将丹离Ⅲ大}325目的粉煤灰《剑振动研磨机m行超细，超缃后＆袁而拽性．用于橡胶制￡中， 分离…古珠车高的细灰H表面改性后，用于龌#}制品中。 3．粉攥灰的表面改性