粉煤灰高附加值利用.doc

粉煤灰可行性研究报告 ??? 我国电能大部分由燃煤电厂提供。全国燃煤电厂废弃的粉煤灰约有30亿吨，挤占了大片土地，对环境造成极大污染。 ??? 粉煤灰是一种细粒的复合矿物原料，对它进行整体开发利用不仅减免了对原材料的投入，也是减少固体废物污染的治本之道。 目前，热电粉煤灰主要用于道路工程、回填、改良土壤、灰场复土、水泥和其他建筑材料制造，或是从中提取特定物质，并没有大幅度提升再生产品的附加值，也没有充分利用废弃的粉煤灰，这是因为一般仅从各自行业的需求出发，只对粉煤灰的特殊用途或特定物质做了单向选择利用，并没有全面考虑粉煤灰的综合利用价值，有较大的局限性。粉煤灰是一种复杂的、主要由无机和少量有机组分组成的混合物。无机组分大部分为硅酸铝盐类物质，伴有少量碱性元素和微量的贵重金属元素；有机物主要为未燃烧碳粒和游离碳。粉煤灰粒径小，是一种含有大量高附加值的可再利用的资源。二氧化硅、三氧化二铝三氧化二铁 粉煤灰是由各种颗粒机械混合而成的颗粒群体,主要颗粒为圆球形, 其中视密度大于1的微珠含量通常为50%~70%, 最大可达85%.主要颗粒形式有:①漂珠:在粉煤灰中含有0.5%-1%,, 形成空心的主要原因是矿物质转变过程中产生的CO2、CO、等气体, 被包裹于熔融的灰滴中心, 成为圆球型薄壁空心球体,含SiO2量较高, 达60%左右, Al2O3约30%, 其最大特点为质轻壁薄, 视密度小于1；②微珠：粉煤灰中含有50%~70%的空心微珠, 厚壁, 视密度大于1, 强度很高；③富铁微珠：以富集氧化铁而命名, 颜色黑, 有磁性；④海绵状多孔体：是粉煤灰中含量较多的一种颗粒成分, 其形貌特点为多孔不规则, 以海绵状为最典型, 粒径差别较大, 视密度较小, 比表面积则较大；⑤碳粒：碳粒在粉煤灰中大致有3种, 即多孔碳、碎屑碳和碎片碳。 粉煤灰中矿相物质组成 1? 中空微珠 ??? 中空微珠的壁层主要由硅酸铝（莫来石化）玻璃体构成，中空，比重轻，常漂浮于排灰水面，又称漂珠。其形似珠，具有质轻、导热系数小、耐磨、耐高压、耐酸、隔热、绝缘盒高吸附量等优异性能，可用作聚合物的轻体填充剂，防火、隔热、隔音、绝缘材料以及化学吸附剂、催化剂等，广泛应用于航空航天、舰船及海洋工程、化工制造和节能建筑等行业。中空微珠深化处理后，可制备生产莫来石/沸石中空微珠，可应用于催化、离子交换、吸附、缓释胶囊和中间载体等高新技术产业。 2? 占粉煤总量1.0%～2.5%的玻璃体微珠 ??? 这部分玻璃体微珠主要由硅酸铝莫来石化玻璃体构成，部分珠体中空，但珠璧较厚，比重较漂珠大，沉于排灰水，又称沉珠。具有珠形、硬度大、耐磨、耐高压、耐酸、聚散性好等特性，可作为化工塑料添加剂、干粉砂浆料、耐热耐酸混凝土，应用于冶金、石油、化工和建材行业。 3? 氧化铁磁珠 ??? 主要由富铁硅酸铝、氧化铁钛聚合物或铁钛硅酸铝和氧化铁微粒组成。氧化铁钛磁珠可作为冶金原料，也可用于高密实混凝土的防辐射材料，或生产颜料、催化剂的原材料。氧化铁钛磁珠占粉煤灰总量的12%～18%。 4? 超细干粉 ??? 粉煤灰中约有25%～30%的超细干粉，超细干粉绝大部分为微晶珠形结构物质，粒径小于30μm，主要用于生产复合水泥，轻体保温墙体、干粉砂浆料、矿物聚合材料和人造石材、塑料填充剂、防水剂、改性酚醛泡沫板等。 5? 碳粉 ??? 碳粉为原煤在电厂锅炉中未完全燃烧的微粒多孔碳，约占粉煤灰的5%～11%，有少量无机附着物。其性能接近碳素，可用作碳质填充料，也可用作催化剂、吸附剂或冶金用碳珠。 6? 不规则硅酸铝中粗粉 ??? 剩余的不规则硅酸铝中粗粉是粉煤灰分离提取上述物质后的剩余物，AL2O3/SiO2≤0.6，Fe2O3≤6%，由于粉煤灰中的碱性元素多结合成前述球体材料或呈超细粉被分离，矿物成分纯化，成为生产硅铝矿物的加工工序，且氧化物也经过了改性，冶炼还原性较原矿好。 ?? 根据粉煤灰的矿物组分，采用“三步法”生产工艺，可将粉煤灰中各类矿物尽可能的逐次分离，分别提取出碳粉、中空微珠、玻璃体微珠，氧化铁钛磁珠、铝硅铁合金和活性二氧化硅微粉，使它们都能够得到合理利用，实现废弃资源综合利用的最佳化和资源增值的最大化，缓解对高品质自然矿产资源的需求压力，减少资源浪费，并赋予粉煤灰综合利用以全新的理念。 围绕这一技术，一个年产3000吨氧化铝的示范厂已由大唐国际发电公司在内蒙古建成，并打通全部工艺流程，生产出了第一批氢氧化铝。 针对推动粉煤灰提取氧化铝技术大规模产业化，国家发改委提出4方面举措：一是抓紧大唐生产线的消除设备缺陷，尽快达产达效同时要认真测算项目的经济性，作为下一步大规模推广决策依据；二是粉煤灰提取氧化铝问题要纳入国家煤炭工业“十二五”发展规划，并作为国家煤炭开发中资源综合利用的战略重点。实践已证明准