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碱激发粉煤灰基混凝土的制备及其耐高温性能的探究碱激发粉煤灰基混凝土的制备及其耐高温性能的探究随着建筑工程的快速发展，对于混凝土材料的性能和以及在不同环境条件下的耐久性能提出了更高的要求。
而粉煤灰作为一种煤炭燃烧过程中产生的固体废弃物，其在建筑材料领域具备广阔的应用前景。
然而，传统的粉煤灰混凝土往往存在着强度较低、抗渗性较差等问题。
为了提高粉煤灰混凝土的综合性能，引入碱激发技术成为一种有效的手段。
碱激发技术是通过在混凝土中加入碱性活性物质，如NaOH、Na2CO3等，通过与粉煤灰中的硅酸盐反应，形成C-S-H 凝胶，从而提高混凝土的强度和耐久性。
本文旨在探究碱激发对粉煤灰基混凝土性能的影响，特别是在高温环境下的耐久性能。
首先，我们制备了一系列粉煤灰基混凝土试样，其中掺入不同比例的碱性活性物质。
通过调整灰砂比以及水胶比等参数，使得混凝土达到适宜的工作性能。
然后，将试样进行水养28天，以保证混凝土的初步强度发展。
接下来，我们将试样分为两组，一组作为对照组，不加入任何碱性活性物质；另一组加入一定比例的NaOH溶液进行碱激发处理。
首先，通过压实试验和长期试验来研究不同试样的力学性能和耐久性能。
结果显示，碱激发处理的混凝土具有较高的抗压强度和抗折强度，比对照组提高了30%以上。
同时，在高温环境下，碱激发混凝土的稳定性和持久性也相对较好。
进一步的研究表明，碱激发处理可以增强混凝土的孔隙结构，减少了孔隙率，从而提高了混凝土的抗渗性和耐久性能。
此外，我们还发现，碱激发处理可以促进粉煤灰中的硅酸盐和钙化合物的反应，生成更多的C-S-H凝胶，填充了混凝土中的微孔和毛细孔。
这些C-S-H凝胶具有良好的抗高温性能，能够抵抗混凝土在高温环境下的劣化。
总的来说，碱激发粉煤灰基混凝土的制备及其耐高温性能的研究表明，通过碱激发处理可以明显提高混凝土的力学性能和耐久性能。
碱激发处理增强了混凝土的致密性和孔隙结构，减少了渗透途径，提高了混凝土对高温环境的抵抗力。
固体废物成份分析3.2.1 煤矸石成份分析本次改扩建项目为分析煤煤矸石对环境的影响，采用某洗煤厂的煤煤矸石成份的实验结果，给出建设项目煤矸石化学成份分析结果见表19。
表19 煤煤矸石化学成份分析结果项目SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO MgO TiO2 Na2O K2O SO3结果59.50 30.84 2.79 0.29 3.62 0.92 - - 0.263.2.2 锅炉炉渣及生活垃圾成份分析锅炉炉渣主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等，SiO2含量为40～60%，Al2O3含量为10～25%，Fe2O3含量为1～4%，CaO含量为1～5%。
锅炉炉渣为无毒性物质。
生活垃圾主要组成为有机垃圾和无机垃圾，有机垃圾主要包括：纸类垃圾、塑料类垃圾、厨房类垃圾以及其它垃圾。
无机垃圾包括金属类垃圾、玻璃类垃圾、砂土类垃圾及其它类垃圾。
5、煤煤矸石对环境的影响分析5.1 环境空气的影响分析煤煤矸石对环境空气的影响主要体现在以下二个方面：煤煤矸石自燃释放有害气体和运输、堆放、场地扬尘。
○1煤矸石自燃机理、可能性及预防自燃采取的措施煤煤矸石主要是由煤层中的夹煤矸石和采煤过程混进煤炭中的顶底板岩石和煤组成，其夹矸和顶底板岩石的一般岩性为炭质页岩、泥质页岩、泥岩、各种砂岩、硫铁矿。
含有一定数量的自燃物硫铁矿和可燃物碳元素，是煤矸石山自燃的前提，其中硫铁矿的存在和含硫量大小是因其自燃的决定因素。
据汾西矿务局、阳泉矿务局资料显示，当含硫量≥3%时，煤矸石都可能发生自燃；而水分和氧分则是燃烧的必要条件。
实验已经证明，当空气中湿度低于15%时，煤煤矸石的吸氧是随着湿度的增加而增加，煤的着火温度随着水分的增加而降低，只有当水分达到一定程度时，才能阻止煤的氧化自燃。
此外，煤煤矸石随煤从井下采出经手选后分离堆于露天后和空气接触，再加上微生物的作用，发生氧化，煤矸石的堆放方式是自然倾倒式逐步堆放，煤矸石堆体自上而下形成由小到大相对的粒径分级，造成不同的空气流，煤矸石在不同条件下发生反应如下：⑴供氧充分条件4FeS2+11O2→Fe2O3+8SO2+3406.6KJ ↑2SO2+O2→2SO3+192.28KJ ↑SO3+H2O→H2SO4+78.42KJ ↑其中，SO2的进一步氧化和水合反应是较少的。
煤矸石综合利用技术一、煤矸石的来源、性质及危害1.煤矸石的来源煤炭是我国主要的能源物质，我国煤炭的开采量在全球位居第一。
2012年，我国的煤炭产量高达36.5亿吨，占了全球煤炭总产量的46.4%。
煤矸石是一种煤炭的伴生矿物，是在煤的生成过程中，一些有机化合物和无机化合物混合且与煤共同沉积的岩石，常夹在煤层中，或是煤层顶、底板岩石，并在露天开采剥离或开采过程中排出来的矸石和煤炭洗选过程中排出来的固体废物。
主要含有二氧化硅、氧化铝、氧化铁等无机灰分，实际上是含碳的无机矿物和其他岩石的混合物，是煤炭开采产生的最主要、量最大的固体废物。
一般的，每吨原煤的生产会产生0.15～0.2吨煤矸石。
2012年我国煤矸石产量就高达6.2亿吨，占全国工业固体废物的总产生量的40%，占原煤量的16.9%。
2.煤矸石的性质煤矸石的组成、化学成分、矿物组成以及工业成分是分析煤矸石的性质的主要理论依据。
煤矸石是无机质和有机质的混合物。
煤矸石的化学成分随着煤矸石中所含岩石的种类和矿物组成变化而变化，是评价煤矸石性质、决定其处理方式和综合利用的重要依据。
主要化学成分包括二氧化硅、氧化铝、碳，其次是氧化钙、五氧化二磷、氧化镁、氧化钾、氧化钠、三氧化硫、氧化铁、氮和氢。
各种煤矸石中氧化钙和氧化铁的含量差异较大，也可能含有少量稀有金属。
煤矸石常见的矿物有碳酸盐类矿物、黏土类矿物、石英、黄铁矿、铝土矿、炭质长石和植物化石。
主要由石英、蒙脱石、伊利石、高岭土、硫化铁、氧化铝和少量金属的氧化物组成。
煤矸石主要从水分、灰分、挥发分和固定碳进行工业分析，我国的煤矸石灰分含量较多，干燥基灰分的含量为70%～85%，在分析时，可用干燥基灰分近似代表煤矸石中的矿物质即无机质的含量；固定碳可高达40%；挥发分一般不超过20%，可固定碳和挥发分代表煤矸石中的有机质含量；煤矸石中含水量较少，一般在0.5%～4%。
（1）煤矸石的发热量。
单位质量煤矸石完全燃烧所放出的热量是煤矸石的发热量，单位：kJ/kg。
浅谈循环流化床电厂粉煤灰综合利用现状及发展建议摘要：我国发电行业消耗的能源主要以煤炭为主，尤其循环流化床发电机组多数为煤电一体化运营模式，燃烧以掺配煤矸石及劣质煤为主要煤种，运行中大量的粉煤灰渣需处置，比例约占入炉燃煤量的40%左右。
同时，粉煤灰渣处置需占用大量的土地资源，对周边环境存在一定程度污染风险。
因此，如何做好粉煤灰综合利用产业的发展，研究对煤电一体化电力企业可持续发展、土地利用、环境保护、循环经济的突出问题势在必行。
同时，综合利用下产生的社会效益也是十分显著的。
本文主要分析粉煤灰利用现状，并及提出下一步发展建议。
关键词：粉煤灰；综合利用；技术问题；发展建议1粉煤灰综合利用现状粉煤灰在综合利用工作上，长期以来一直受到各级政府的高度重视，目前，我国以掺烧煤矸石及劣质煤发电的企业约400多座，据粗略统计年排灰渣量近亿吨，大量的堆积和填埋不仅占用土地资源，且随国家监管力度的加强，致使处治运营成本与日俱增，同时面临无地可填的境地，严重制约了电厂可持续发展。
粉煤灰利用早在五六十年代已开始在建筑行业中进行应用，主要场景为混凝土砂浆的掺合料、道路基层材料、粉煤灰砌块及烧结砖等。
八十年代随改革开放政策的发展，国家提出了一系列鼓励措施，对电厂粉煤灰利用采用“贮用结合，因地制宜，多种途径，积极利用，讲究实际”的方针，致使粉煤灰综合利用进入了新的发展阶段。
“十四五”开局之际，我国已开启全面建设社会主义现代化国家新征程，全面提高资源利用效率的任务更加迫切。
受资源禀赋、能源架构、发展条件因素等影响，未来我国大宗固废利用仍面临产生量较大、产品附加值较低等严峻挑战。
故提高粉煤灰综合利用水平，推进粉煤灰在工程领域、煤矿采空及塌陷区治理、矿井充填、生态修复等领域的应用，有序引导在新型绿色建材材料、农业领域、高附加值产品等方面研究推广。
2 CFB粉煤灰利用情况2.1灰渣成分情况CFB电厂以煤矸石、劣质煤为主要掺烧煤种，通过对粉煤灰浸出液中除 PH 值外其余任何一种危害成份的浓度检测均未超标，不属于危险废物范畴，属于Ⅱ类一般工业固体废物。
第49卷第10期2021年5月广㊀州㊀化㊀工Guangzhou Chemical IndustryVol.49No.10May.2021煤矸石精细化利用的研究李朋辉,任㊀辉(陕西煤田地质化验测试有限公司,陕西㊀西安㊀710054)摘㊀要:煤矸石是采煤及洗煤过程中排放的固废物,随着煤炭入洗率的提高,产量大幅增加㊂大量矸石堆积不仅危害环境,而且浪费资源,如何精细化利用煤矸石迫在眉睫㊂通过对煤矸石性质的分析,探讨煤矸石的综合利用方式,综述了我国煤矸石利用的研究现状,提出了煤矸石综合㊁高效㊁精细化利用的途径㊂此外,由于不同矿区煤矸石的性质差异,难以实现工业化利用,为了解决这一瓶颈,本文提出了一种不同矿区矸石混合精细化利用的研究思路㊂关键词:煤矸石;综合利用;精细化;利用现状㊀中图分类号:TQ53㊀㊀㊀文献标志码:A㊀㊀文章编号:1001-9677(2021)010-0027-03㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第一作者:李朋辉(1992-),男,助理工程师,主要从事煤炭检测工作㊂Study on Fine Utilization of Coal GangueLI Peng -hui ,REN Hui(Shaanxi Coalfield Geological Laboratory Test Co.,Ltd.,Shaanxi Xi an 710054,China)Abstract :Coal gangue is the solid waste discharged during coal mining and coal washing.With the increase of coal washing rate,the output increases greatly.A large amount of waste is not only harmful to the environment,but also a waste of resources.How to refine the use of coal gangue is imminent.Based on the analysis of the properties of coal gangue,the comprehensive utilization mode of coal gangue was discussed,the research status of coal gangue utilization in China was summarized,and the ways of comprehensive,efficient and fine utilization of coal gangue were put forward.In addition,due to the different nature of coal gangue in different mining areas,it was difficult to realize industrial utilization.In order to solve this bottleneck,a research idea of fine utilization of mixed gangue in different mining areas was put forward.Key words :coal gangue;comprehensive utilization;refinement;utilization status‘煤炭清洁高效利用行动计划(2015-2020年)“提出,推进煤炭洗选和分质利用㊁煤矿废弃物资源化利用等示范,达到煤炭的清洁高效利用㊂到2020年,原煤入选率达到80%以上,煤矸石综合利用率不低于80%,推进废弃物资源化利用,减少污染物排放,加大煤矸石㊁煤泥㊁煤矿瓦斯㊁矿井水等资源化利用的力度㊂我国煤矸石产生量约占煤炭开采量的10%~15%,目前已形成1500座矸石山,贮存煤矸石超过30亿吨㊁占地近30万亩,煤矸石一般露天堆放,风化分解产生大量酸性或重金属水,下渗污染地下水,外流导致地表水污染,近1/3的煤矸石含有硫铁矿和含碳物,易发生自燃产生有毒有害气体,严重污染环境,煤矸石堆放不仅对煤矿自然景观造成一定的影响,有时还会产生滑坡和泥石流等自然灾害,因此煤矸石资源精细化利用问题迫在眉睫[1-4]㊂1㊀物化性质及化学成分煤矸石是在掘进㊁开采和洗煤过程中排出的固废物,与煤系地层共生,主要是碳质㊁泥质和砂质页岩组成的混合物,具有低发热值㊂由于所处地质的年代及层位不同,导致不同矿区的煤矸石的矿物组成及化学成分等性质差异较大㊂煤矸石的化学成分比较复杂,主要含有Si 和Al 等,此外还有少量的Ni㊁B㊁Be 等稀有元素,这些元素主要以氧化物的形式存在,例如SiO 2㊁Al 2O 3㊁Fe 2O 3㊁CaO㊁MgO㊁Na 2O㊁K 2O 等㊂煤矸石的化学组成差异,决定了其工业综合利用价值㊂表1㊀煤矸石主要化学成分含量表Table 1㊀Content of main chemical components of coalgangue (wt%)矿区SiO 2Al 2O 3Fe 2O 3CaO MgO澄合矿区59.0527.247.84 1.50.26黄陵矿区48.5718.02 5.99 5.5 1.75陕北矿区40~6416~353~91~71~42㊀煤矸石利用现状2.1㊀煤矸石制备吸附材料近年来在煤矿㊁化工厂及大中城市都存在严重的水体和大气环境污染问题,对社会和经济发展造成重大影响,因此以廉价煤矸石为原料制备的分子筛及其它复合吸附材料,用于处理废水及废气等污染物尤为重要,不仅可以缓解煤矸石的大量堆28㊀广㊀州㊀化㊀工2021年5月积,还可解决环境污染等问题,对循环经济和环境保护都具有重大的意义㊂崔明日等[5]以攀枝花煤矸石为主要原料,经NaOH碱熔活化㊁水热反应合成出13X型分子筛-活性炭复合材料用于SO2的吸附,结果表明其对SO2吸附量为50.3mg/g㊂孙鸿等[6]利用煤矸石制备A型X型沸石-活性炭复合材料,结果表明该复合材料具有中孔和微孔双重孔结构特征,对水和正己烷有高的吸附容量并可一次性脱除废水中的重金属Cr3+和有机酚等有毒污染物㊂尚瑞瑞等[7]采用发泡法制备煤矸石基多孔材料用于对废水中Pb2+的吸附,结果表明煤矸石基多孔材料对Pb2+的最佳吸附率为99.92%,吸附量为12.48mg/L㊂王庆刚等[8]利用喷雾干燥法制备了煤矸石/膨润土复合球坯体,再煅烧得到煤矸石/膨润土复合空心微珠,结果表明,复合微珠对Cu2+吸附效果明显,对亚甲基蓝也有一定的去除效果㊂Zhou 等[9]以煤矸石为原料,采用喷雾干燥和烧结法制备了低成本的陶瓷微球吸附剂,并应用于水溶液中的阳离子红X-5GN和阳离子蓝X-GRRL的去除,结果表明,陶瓷吸附剂对阳离子红和阳离子蓝的吸附量分别为1.044mg/g和2.170mg/g,利用煤矸石陶瓷吸附剂处理有色废水,可以达到用废物处理有色废水的目的㊂Gao等[10]制备了煤矸石多孔硅酸盐材料(PSM),采用氮气吸附-解吸等温线㊁热重分析㊁傅立叶变换红外光谱㊁扫描电子显微镜㊁透射电子显微镜和X射线衍射等方法进行表征,结果表明,在293.15K和环境压力下,在90min内,纯CO2流速为120mL/min时,PSM上的CO2吸附量为36.69mg/g㊂Liu等[11]以煤矸石为原料制备了矿用废弃物SiO2-Al2O3气凝胶,结果表明,比表面积可与Al(NO3)3㊃9H2O或Al异丙醇㊁四乙氧基硅烷为原料,制备的SiO2-Al2O3气凝胶比表面积相当,SiO2-Al2O3气凝胶具有良好的吸附性能㊂2.2㊀煤矸石制备建筑材料煤矸石也可用于建筑材料的制备,如烧结砖及水泥㊂煤矸石的化学成分与黏土类矿物成分相似,且有一定热值,完全可代替黏土与石灰石㊁铁粉和硅质胶等原料一起配料进行水泥的生产;同时煤矸石代替黏土生产砖瓦可做到烧砖不用土或少用土,烧砖不用煤或少用煤,大量节省耕地和能源,减少污染㊂王占锋等[12]以煤矸石㊁粉煤灰和膨润土为原料制备烧结保温砖并对其性质进行表征,结果表明,煤矸石掺量60%㊁粒径小于60目,烧成温度为950ħ,成型压力为8MPa,可制备出综合性能优良的保温砖,其抗压强度为5.69MPa,导热系数为0.23W/(m㊃K)㊂李珠等[13]以煤矸石㊁黏土为主要原料,以膨胀珍珠岩为造孔剂,制备陶瓷透水砖,并对其性质进行研究,结果表明,当煤矸石与黏土的质量比为7 3时,所得透水砖性能最优,其劈裂抗拉强度为3.75MPa,透水系数为0.355ˑ10-2cm/s㊂高建荣等[14]采用CaO㊁Na2SO4和废渣磷石膏作复合激发剂,生产少熟料煤矸石水泥,通过对其强度和水化体系进行研究,结果表明以5%磷石膏+3%CaO+2%Na2SO4的配比最好,煤矸石的掺入量可以达到50%,水泥净浆小试体28d,强度可达48.1MPa㊂Xu等[15]将煤矸石破碎㊁均化㊁碾磨后压制成块,不同温度下烧结2h,利用X射线衍射㊁扫描电镜及物理力学性能对所得砖样品进行了表征,结果表明,砖由玻璃相㊁石英晶体㊁莫来石㊁堇青石晶体和气孔组成,1200ħ烧结的砖具有最佳性能,吸水率和抗压强度分别为3.65%和45.61MPa㊂Li等[16]利用煤矸石制备β-Sialon复合材料,并将β-Sialon 复合材料应用于铁水包砖的制备,结果表明,铁水包砖的抗压强度㊁荷重耐火度和高温抗弯强度分别由(44.5ʃ6.7)MPa㊁(1618ʃ2)1ħ和(5.4ʃ1.2)MPa提高到(64.1ʃ2.5)MPa,(700ʃ28)ħ和(7.1ʃ1.6)MPa㊂Xu等[17]以粉煤灰和煤矸石为主要原料烧制实心保温砖,耐酸㊁碱㊁冻试验及强度试验结果表明,粉煤灰与煤矸石之比为60 35,B7掺合膨胀珍珠岩抗压强度为30.25MPa,强度达到一般粘土砖MU30的高级水平,导热系数为0.4W/(m㊃K),低于普通粘土砖导热系数0.78W/(m㊃K),实心保温砖的耐久性最好㊂Zhou等[18]利用邯郸市峰峰矿区煤矸石制备陶瓷砖,通过对砖的含水量㊁吸水率㊁力学强度和收缩率进行了综合测定和分析,结果表明铁含量低的砂质泥岩煤矸石可作为生产红褐色陶瓷砖的原料,砖体吸水率小于0.5%,断裂模量大于35m,煤矸石含量可达80%㊂Wang等[19]利用黄石市富铁砂岩煤矸石用于生产陶瓷砖,并对陶瓷坯体的吸水率和断裂模量进行了测定,结果表明煤矸石可用于生产陶瓷砖,陶瓷砖中煤矸石含量可达80%,陶瓷体的吸水率小于0.3%,断裂模量大于35MPa,符合相应的国家陶瓷砖质量标准㊂Wu等[20]以煤矸石和氢氧化铝为原料制备了霞石基透水砖,利用X射线衍射㊁扫描电镜和压汞法对样品的矿物相㊁多孔结构和力学性能进行了表征,结果表明样品的抗压强度在30.6~34.3MPa之间,渗透系数在1.37ˑ10-2~1.55ˑ10-2cm㊃s-1之间,均符合国家行业标准㊂Qiu等[21]利用煤矸石生产硅酸盐水泥,对水泥生料的煅烧和性能等进行了研究,结果表明,煤矸石可以替代粘土制备硅酸盐水泥,熟料日平均产量提高8.23%,标准煤用量降低3.94%㊂2.3㊀煤矸石制备化工产品及肥料煤矸石中主要含有Si和Al等,此外还有少量的Ni㊁B㊁Be㊁Ti㊁Ga等稀有元素,这些元素均可用于制备化工产品㊂此外煤矸石中有机质含量在15%~20%,并含有丰富的B㊁Zn㊁Cu㊁Co㊁Mo㊁Mn等微量元素,可用于生产肥料㊂Xiao等[22]利用高温酸浸分离煤矸石中的铝和二氧化硅制备氧化铝和SiC,结果表明,铝和铁的萃取效率随液固比㊁温度和浸出时间的增加而提高,最佳液固比(3 1)㊁温度(180ħ)㊁浸出时间(4h),得到纯度98.70%的煅烧氧化铝,浸出渣采用碳热还原法制备出SiC产品,产品收率72.72%,纯度76.01%㊂Zhang 等[23]采用酸浸法提取煤矸石中的铝,碱浸法提取煤矸石中的硅,制备聚合硅酸铁铝硫酸盐(PFASS)用于废水处理,结果表明,煤矸石化学成分符合制备无机高分子水处理混凝剂的要求㊂Kong等[24]以高铁煤矸石为原料,采用硫酸浸出法获得含铝离子的硫酸铁溶液,将其完全转化为Fe(OH)3凝胶,通过分级沉淀法从Al3+中分离Fe3+,然后在HI上煅烧Fe(OH)3凝胶,结果符合氧化铁颜料的要求㊂Luo等[25]以煤矸石为原料制备高效聚硅酸铝(PSA)絮凝剂用工业废水处理,并与硫酸聚铁进行了比较,结果表明混凝剂对工业废水的去除效果良好, COD和色度的去除率分别提高了20%和25%左右,SS的去除率提高了10%左右㊂Xie等[26]以硅酸盐细菌(GY03)和巨芽孢杆菌(ACCC10011)共同作用于高硫煤矸石生产新型肥料,结果表明当巨芽孢杆菌与硅酸盐菌的混合比例为4 1,60目煤粒径,系统的酸碱度为7时,煤矸石肥料具有最佳的肥效㊂2.4㊀煤矸石用于发电及填充材料煤矸石发电一般利用热值在1000大卡左右的煤矸石做燃料,辅以适量的煤或煤泥,通过沸腾炉或循环流化床带动发电机组发电㊂煤矸石硬度很大,可以用来填充采煤塌陷区及露天矿坑,同时还可以充当复垦造地和造田的填充材料,一般选择煤矸石不出井的方式来填充,将煤矸石用于复垦造田的过程中,矸石充填层需要下部较密实而上部较疏松,这样可以有效地保水保肥㊂第49卷第10期李朋辉,等:煤矸石精细化利用的研究29㊀3㊀煤矸石精细化利用的研究方向从20世纪80年代,人们对煤矸石利用主要集中在发电㊁井下充填㊁制备建筑材料及吸附材料等领域㊂目前随着煤炭入洗率的提高,矸石产量大幅增加,但我国煤矸石所处地质的年代及层位不同,导致不同区域煤矸石的化学组成及应用前景也存在差异,因此我国煤矸石实现工业利用就颇为困难,为了解决这一瓶颈,煤矸石的精细化利用显得尤为重要,通过对煤矸石的综合利用,可以有效地推动传统建筑材料朝着复合材料㊁协同提取及控制污染和精细化利用等方向发展,对其含的Si㊁Al等物质进行分级提取和高值利用,从而促进废物的多产业循环利用,形成 资源ң产品ң废弃物ң再生资源ң再利用 的循环经济模式,积极探索煤矸石的高效㊁无废㊁利用的新途径,并且再此基础上进行不同区域煤矸石混合研究方法,探索一条适合工业化利用的途径㊂图1为煤矸石精细化利用途径㊂图1㊀煤矸石精细化利用Fig.1㊀Fine utilization of coal gangue4㊀结㊀语煤矸石的精细化利用,对煤炭工业的健康发展以及国民经济的可持续发展具有积极的促进作用㊂煤矸石精细化利用具有广阔的市场前景,需要相关人员加强对煤矸石资源化综合利用技术的研究㊁开发和应用㊂为了实现矸石的精细化利用势必需要探索出一条适合工业化利用的产业链,不仅需要形成 资源ң产品ң废弃物ң再生资源ң再利用 的循环经济模式,而且积极探索煤矸石的高效㊁无废㊁适合工业化利用的新途径㊂参考文献[1]㊀Feng J G,Li G H,Zhang L P.Progress of coal Gangue research[J].Informatics in Control,Automation and Robotics,2011:431-437. 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火电厂粉煤灰的化学成分特征摘要：随着社会经济不断发展，人均用电量逐渐增加，我国以煤炭为主的能源消费构成，在推动社会发展过程中，所带来的直接的问题就是火电厂灰渣的排放，以及环境污染、能源浪费等问题。
火电厂中废弃物已经被证明并不是废物，而是一种宝贵的能源，被合理利用之后，是一种是价值比较高的资源。
为此，在本文中需要对火电厂粉煤灰的化学成分进行分析，实现粉煤灰的有效利用。
关键词：火电厂；粉煤灰；化学成分；特征前言：火电厂在实际运行中，原煤然后产生很多废物，其中粉煤灰是一种比较特殊的灰渣。
随着工业技术的不断发展，将粉煤灰进行综合处理，并且应用到其他场合中，能够实现废物的综合利用，并且节约能源。
因此，需要对粉煤灰的化学成分进行分析，并且研究其在实际生产生活中的应用。
1.火电厂粉煤灰性质介绍由于粉煤灰的化学成分特性，使得粉煤灰能够被综合利用。
粉煤灰之所以由很特殊的物理性质，主要是其化学成分的具体作用。
粉煤灰的物理性质并不是一成不变，而是随着其中化学成分的变化而发生变化。
粉煤灰是煤的主要副产物，当煤在一个比较封闭的环境中燃烧，并且没有外界交换，那么该种类型的粉煤灰的主要成分与原煤无差别，除了由于温度高而出现部分碳挥发外，别有其他。
但是事实上，火电厂的锅炉是一个比较开放的环境，在原煤燃烧的环节中，在锅炉内部发生了物质交换，最终的结果就是粉煤灰中的一些元素缺失[1]。
在燃煤中，除了可燃成分之外，大部分主成分部分是比较复杂的，很多物质混合分散在煤晶中，并以矸石的形式存在。
当磨煤机中，不同质地的矸石，其被粉碎的差别比较大。
在冷却环境中，粉煤灰颗粒所捕获分散物的能力不同。
由于在原煤燃烧环节中，灰中的杂质颗粒的熔融物和粘度差异比较大。
基于这样的特点也决定了粉煤灰颗粒的化学成分的差异性，并以此也能够直接决定着，在不同电场情况下的化学成分的差异性[2]。
2.火电厂粉煤灰主要化学成分探究2.1含有元素对火电粉煤灰的化学性质进行分析，首先需要明确其主要的元素组成。
粉煤灰精细化综合利用项目粉煤灰俗称飞灰，是火力发电厂的废弃物，即煤粉在1500℃--1700℃下燃燃后，由烟道气带出并经除尘器收集的粉尘。
据统计，每燃烧1t煤就能产生250--300kg的粉煤灰和20--30kg的炉渣。
近年来随着电力工业的迅速发展，电厂粉煤灰的排泄量不断增加。
我国的粉煤灰大部来自大、中型火电厂的煤粉发电锅炉，另一部分则是来自城市集中供热的粉煤锅炉。
粉煤灰排放目前大多是湿排，需耗用大量的水；堆放需占用大量的土地。
1999年，我国粉煤灰排放量达到1.6亿吨，2000年粉煤灰年排放量1.53亿t，2005年达到3亿t以上。
据有关资料统计分析和预测，按目前排灰状况和利用水平，排灰用水达10亿多吨/年；贮灰占地约达50万亩，历年累积堆放总量已达10亿吨以上，虽每年利用量在不断增加，但总利用率还不足每年排放量的50%。
随着电力工业装机容量增加，排灰量、用水量、占地量还要相应增加。
同时，湿法排灰不但费水、费电、污染环境，还降低了粉煤灰的活性，不利于它的综合利用。
随着我国对除尘、干灰输送技术的不断成熟，今后电厂的粉煤灰应积极采用高效除尘器，并设计分电场干灰收集装置使粉煤灰具有更大的用途。
对湿式除尘器收集的粉煤灰，应尽量设置脱水装置或使其晾干，尽量降低水分至30%以下，为粉煤灰的综合利用创造条件。
粉煤灰露天堆放，刮风天灰尘污染空气，下雨天渗水污染地下水。
根据国内外试验研究发现，粉煤灰渗水使地下水产生不同程度的污染，比较明显的是使pH值升高、有毒有害的铬、砷等元素增加。
再加上粉煤灰贮灰场大多位于江、河、湖及城市水源保护区域，水源保护问题也十分迫切。
近年来随着国际性能源供需矛盾加剧和对环境保护越来越高的要求，长期被作为固体废弃物的粉煤灰成为人们综合利用的研究对象，并取得了一定的成就。
美国、欧盟等国家粉煤灰的利用率达到了70 %--80 %，目前我国粉煤灰的利用率仅为40 %左右，远远落后于欧美发达国家。
粉煤灰应用研究一、随着各行各业对粉煤灰的开发和利用，特别是近几年全国高速公路的迅猛发展，粉煤灰的利用率越来越高，使粉煤灰“变废为宝”。
粉煤灰在各项工程中的利用，不但使工程造价大大降低，而且在节约土地、环境保护方面的意义将是非常深远的。
但是，到目前为止我国粉煤灰形势依然严峻，每年的粉煤灰治理费耗资1.5亿元以上，缴纳粉煤灰排污费1000多万元。
因此，需要分析研究粉煤灰的应用现状，找出目前存在的问题，促进粉煤灰的进一步开发应用。
二、粉煤灰综合利用现状粉煤灰是火力发电厂燃煤粉锅炉排除的一种工业废渣。
早在1914年，美国Anon发表了《煤灰火山特性的研究》，首先发现粉煤灰中氧化物具有火山灰特性。
国外对粉煤灰的研究，可追溯到1920年后的电厂大型锅炉改造，也就从此开始有人研究粉煤灰的综合利用[1]。
而粉煤灰在混凝土中应用比较系统的研究工作是由美国伯克利加州理工学院的r.e.维斯在1933年后进行的，后来其应用不断扩展到各个利用领域[2]。
但粉煤灰问题真正引起人们重视是在二战结束之后，尤其是冷战时期爆发的石油危机之后，许多国家发电厂的燃料结构都发生变化，都加快转向以煤炭为主要燃料的进程。
随之而来的是大量灰渣的排放，这更一步促进人们重视粉煤灰资源的综合利用。
于是在一些工业发达国家里，粉煤灰的综合利用逐渐形成了一个新兴产业。
目前，国内外粉煤灰综合利用途径归纳起来主要有以下7种：1．粉煤灰加气混凝土。
粉煤灰加气混凝土是新型、轻质保温节能的墙体材料。
主要原料为粉煤灰，占70％左右，其它为石灰、水泥、石膏、发气剂等，将这些原料经过加工配料、搅拌、浇注、发气稠化、切割、蒸压养护等工序制成。
可用作屋面保温、维护墙、隔断墙，亦可做最高楼层为五层的承重墙，特别适用于高层建筑填充墙、寒冷地区的外墙和地震区使用，可减轻墙重，增加使用面积[3-5]。
2．粉煤灰混凝土空心砌块。
近年来，粉煤灰混凝土空心砌块发展较快，其主要原料为粉煤灰、集料、水泥等，原料经计量配料、搅拌、成型、养护等工序制成。
粉煤灰活化制作吸附材料的初步研究(上)
李尉卿;王春峰
【期刊名称】《粉煤灰》
【年(卷),期】2003(015)005
【摘要】本文叙述了几种粉煤灰的物理、化学性质、矿物组成,讨论了该材料的物理和化学吸附机理,研究了粉煤灰活化的焙烧温度、活化剂及制造条件,并研究了活化粉煤灰对污水中COD和金属离子吸附性能的影响因素,为粉煤灰的深度加工和综合利用开辟了一条新途径.
【总页数】2页(P10-11)
【作者】李尉卿;王春峰
【作者单位】河南省环境保护研究所,郑州,450004;华北水利电力学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU59
【相关文献】
1.粉煤灰活化制作吸附材料的初步研究(下) [J], 李尉卿;王春峰;崔淑敏
2.硫酸-高压蒸汽法活化煤矸石制作吸附材料的研究 [J], 李尉卿;崔淑敏
3.煤矸石活化制作吸附材料的初步研究 [J], 李尉卿;崔淑敏
4.粉煤灰吸附材料处理含重金属废水初步探讨 [J], 谭燕宏
5.煤矸石活化制作吸附材料新工艺 [J], 冯有利
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粉煤灰利用技术1. 粉煤灰的活性粉煤灰的活性包括物理火星和化学活性两个方面。
化学活性是指其中的可溶性二氧化硅，三氧化二铝等成分在常温下与水和石灰徐徐的化合反应，生成不溶，安定的硅铝酸钙盐的性质，也称火山灰活性。
需要说明的是，有些粉煤灰本身含有足量游离石灰，无需再加石灰就可和水显示该活性。
粉煤灰的化学活性的决定因素是其中玻璃体含量，玻璃体中可溶性的SiO2,Al2O3含量及玻璃体解聚能力。
粉煤灰的活性是粉煤灰颗粒大小，形态，玻璃化程度及其组成的综合反映，也是其应用大小的的一个重要参数。
粉煤灰的活性大小不是一成不变的，它可以通过人工手段激活。
常用的方法有如下三种。
（1）机械磨细法（2）水热合成法（3）碱性激发法总之，只要能瓦解粉煤灰的结构，释放内部可溶性SiO2,Al2O3，将网络高聚体解聚成低聚度硅酸铝（盐）胶体物，就能提高粉煤灰的活性。
2.粉煤灰成分分析粉煤灰成分分析项目一般包括：SiO2, Fe2O3, Al2O3, CaO, MgO, SO3, K2O, 和Na2O，烧失量，有时也分析P2O5, Hg, Cr, Cd及放射性元素等。
这主要依据其用途来分析，比如：用粉煤灰提取氧化铝时，只要求测SiO2,和Al2O3的量；用粉煤灰分选富铁玻璃微珠炼铁时，仅需分析Fe2O3含量；而考察粉煤灰对环境的放射性，毒性影响时，则要测定放射性元素含量和有毒元素含量等。
3.烧结粉煤灰砖使粉煤灰的掺量提高至70%—80%的用量，同时对粘土的可塑性的要求就更高了。
4.粉煤灰所含各种化学成分对烧结粉煤灰砖的影响（1）氧化钙各种钙的化合物与氧化铝，氧化硅形成低熔点的液态化合物，因而降低混合料的玻璃化温度和耐火度。
焙烧中形成液态物质，冷却时这些液体容易形成玻璃体，起强有力的粘结作用，使制品增大抗渗透的耐酸腐蚀的性能。
这种玻璃体在较低的温度下软化，过量是有可能导致坯体的严重的变形。
在低于他反应温度时，他们将降低混合料的收缩，并使混合料易于干燥。
毕业设计(论文)英文文献翻译及原文学院材料科学与工程学院__________ 专业及班级无机非金属材料姓名学号指导教师日期 2014年3月赤泥-煤矸石混合物复合活化的火山灰特性摘要：赤泥-煤矸石复合活化的火山灰特性已通过TG、DTA、XRD、红外光谱和27Al MAS NMR进行研究。
从反应动力学的角度来看，发现火山灰反应机理的复合活化对赤泥-煤矸石-石灰体系是确定连续扩散到14天，并在系统中增加CaO的含量根据jander方程计算得到反应速率常数的下降。
赤泥-煤矸石在环境温度石灰系统中形成的水化产物基本上是铝质C-S-H和Ca3Al2O6.xH2O。
从TG分析结果中，认为在浆体研究系统的Ca(OH)2高含量是不利于水化产品非蒸发水含量的不断上升。
特别感兴趣的是，27Al MAS NMR被证明是有效的技术以获得Al[4]在C-S-H和Ca3Al2O6.xH2O中有价值的信息。
关键词：火山灰反应赤泥煤矸石石灰反应动力学1 简介众所周知,中国生产了大量的氧化铝。
然而,生产一吨氧化铝产生0.8-1.5吨的赤泥。
据估计,中国每年排放超过700万吨的赤泥[1]。
氧化铝生产产生的赤泥的大量排放造成了严重的环境问题。
与此同时,中国还有煤炭的大量生产。
然而生产煤炭产生的赤泥也是个不容忽略的问题。
绝大多数的煤矸石被储存,不仅仅导致当地的生态和环境问题,也威胁着当地居民的安全。
为了确保赤泥和煤矸石的安全性,回收这两个固体废物了已经成了挑战性的任务迫切被中国政府机构所考虑。
利用赤泥和煤矸石作为水泥添加剂或一部分水泥替代材料是一个有前途的方向去有效地消耗大量的这两个固体废物,导致的主要利益和能源资源的节省也减少了环境污染。
据报道,煅烧后的赤泥具有火山灰性[2]。
铝土矿煅烧产生赤泥，煅烧温度为600°C通常可以使赤泥获得最好的胶结属性[3，4]。
由铝土矿煅烧法生产的赤泥包含一些数量的非晶态铝硅酸盐材料和三水铝矿,在煅烧过程中它们可以转化为活性二氧化硅和氧化铝,导致一些火山灰特性。
