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1、5 5 煤系固体废物的资源化煤系固体废物的资源化 系指煤炭的开采、加工和利用过程中所产生的固体系指煤炭的开采、加工和利用过程中所产生的固体废弃物。包括煤矸石、粉煤灰、锅炉渣等。废弃物。包括煤矸石、粉煤灰、锅炉渣等。此类废物数量很大，危害不小，但利用价值也高。此类废物数量很大，危害不小，但利用价值也高。一座一座10105 5kWkW装机容量的发电厂一年要排出装机容量的发电厂一年要排出10105 5t t煤灰渣煤灰渣 !沉积于炉底沉积于炉底高温烟气高温烟气-100-100mmT1300T1300煤煤破碎破碎焚烧炉悬浮燃烧焚烧炉悬浮燃烧集尘器捕集集尘器捕集粉煤灰粉煤灰(飞灰飞灰)锅炉渣锅炉渣(底灰底
2、灰)占总灰渣量的占总灰渣量的101020%20%占总灰渣量的占总灰渣量的808090%90%5 5 煤系固体废物的资源化煤系固体废物的资源化 煤矸石资源化煤矸石资源化 粉煤灰资源化粉煤灰资源化 锅炉渣资源化锅炉渣资源化5.15.1煤矸石的资源化煤矸石的资源化 煤煤矸矸石石是是采采煤煤和和洗洗煤煤过过程程所所排排除除的的与与煤煤层层伴伴生生的含碳量低、比煤坚硬的黑灰色岩石。的含碳量低、比煤坚硬的黑灰色岩石。煤煤矸矸石石的的产产生生量量约约占占我我国国工工业业废废渣渣年年排排放放总总量量的的1/41/4。一一般般每每采采1t1t原原煤煤排排矸矸石石0.2t0.2t。据据统统计计，煤煤矸石每年以矸石
3、每年以0.8100.8108 81.0101.0108 8吨的速度增加。吨的速度增加。一、煤矸石的组成一、煤矸石的组成 有有机机物物（含含碳碳物物）和和无无机机物物（岩岩石石物物质质）组组成成的混合物。的混合物。化学成分：化学成分：包含的元素可多达数十种。一般以硅、铝为主要成分，包含的元素可多达数十种。一般以硅、铝为主要成分，另有数量不等的另有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O、P2O5等氧化物，以及微量的稀有金属元素，如钛、钒、钴、等氧化物，以及微量的稀有金属元素，如钛、钒、钴、镓等。镓等。矿物组成：矿物组成：煤矸石是由碳质页岩、碳质砂岩、砂岩、页岩、粘土等煤矸石
4、是由碳质页岩、碳质砂岩、砂岩、页岩、粘土等岩石组成的混合物，矿物成分比较复杂。岩石组成的混合物，矿物成分比较复杂。常见的组成矿物包括高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊常见的组成矿物包括高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝等。利石、石灰石、硫化铁、氧化铝等。SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOFeFe2 2O O3 3NaNa2 2O+KO+K2 2O O烧失量烧失量51516565161636361 17 71 14 42 29 91 12.52.52 21717煤矸石的化学组成，煤矸石的化学组成，%自燃过的煤矸石自燃过的煤矸石自燃过的煤矸石自
5、燃过的煤矸石二、煤矸石的工艺物理性质二、煤矸石的工艺物理性质 可可塑塑性性：随随矸矸石石中中粘粘土土质质矿矿物物含含量量的的增增加加，可可塑塑性性也也会会增增加加。经经粉粉碎碎至至250250目目筛筛筛筛余余2%2%时时，其其可可塑塑指指标标可可达达2.82.83 3。粘粘 度度：随随矸矸石石颗颗粒粒比比表表面面积积的的增增大大，矸矸石石泥泥团团基基本本可可以以塑塑性性成成型型时时，泥泥浆浆粘粘度度在在1.11.1左左右右，可可用用于于注注浆浆成型。成型。真真比比重重和和硬硬度度：煤煤矸矸石石中中的的砂砂岩岩的的真真比比重重和和硬硬度度较较页页岩岩的的大大，所所以以，各各地地矸矸石石硬硬度度差
6、差异异很很大大，含含页页岩岩多多的的矸矸石石硬硬度度在在2 23 3，含含砂砂岩岩多多的的矸矸石石在在4 45 5之之间间。混混合矸石的真比重一般在合矸石的真比重一般在2.62.6左右。左右。自燃过的煤矸石自燃过的煤矸石二、煤矸石的工艺物理性质二、煤矸石的工艺物理性质 烧烧结结温温度度：煤煤矸矸石石的的烧烧结结温温度度一一般般在在10501050左左右右。900900左左右右为为一一次次膨膨胀胀，112011201160 1160 时时收收缩缩最最小小，温温度度继继续续上上升升至至11601160以以上上时时产产生生二二次次膨膨胀胀，由由固固相相转转为为固固液液相相或或完完全全融熔。融熔。脱脱
7、碳碳温温度度：最最佳佳脱脱碳碳温温度度常常发发生生在在10001000上上下下，最最低低脱碳时间为脱碳时间为200 200 250 250分钟。分钟。耐耐 火火 度度：煤煤矸矸石石属属于于中中低低耐耐火火材材料料，一一般般耐耐火火度度在在1300 1300 1350 1350。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径热值热值(kJ/kg)合理利用途径合理利用途径8360 三三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 1)1)回收能源回收能源-回收煤炭回收煤炭 煤煤矸矸石石中中一一般般含含有有一一定定数数量量的的煤煤炭炭，人人工工选选矸矸带带有有较较大大的的人人为为因因素素，且
8、且工工人人劳劳动动强强度度大大，分分选选率率不不稳稳定，人工拣矸后，矸石中含煤量仍在定，人工拣矸后，矸石中含煤量仍在12121515之间。之间。用煤矸自动分选机代替人工拣矸，动态分选率可用煤矸自动分选机代替人工拣矸，动态分选率可达达85859595。河南梁北煤矿利用煤矸自动分选机，矸石车中煤河南梁北煤矿利用煤矸自动分选机，矸石车中煤的含量可降至的含量可降至2 25 5。一车矸石中可回收煤。一车矸石中可回收煤0.1760.176T T，一天可回收煤炭一天可回收煤炭1212吨。一年（按吨。一年（按330330天计）回收煤炭天计）回收煤炭39603960吨。折合资金吨。折合资金118118万元（按煤
9、价万元（按煤价300300元元/吨计）。吨计）。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 1)1)回收能源回收能源-发电发电 煤矸石中含有一定数量的固定碳和挥发份。煤矸石中含有一定数量的固定碳和挥发份。我我国国每每年年排排放放的的煤煤矸矸石石中中，有有30003000多多万万吨吨热热值值在在62766276kJ/kgkJ/kg以上，可作沸腾炉燃料用于发电。以上，可作沸腾炉燃料用于发电。19751975年年在在四四川川永永荣荣矿矿务务局局建建立立了了中中国国第第一一座座流流化化床床煤煤矸石电厂。矸石电厂。目目前前，全全国国煤煤矿矿已已建建成成运运行行的的煤煤矸矸石石发发电电厂厂128
10、128个个，总装机容量约总装机容量约200200万万kWkW，正在建设的达正在建设的达3030万万kWkW。江江西西萍萍乡乡高高坑坑矸矸石石电电站站，采采用用热热值值为为6.479106.479103 36.0706106.0706103 3kJ/kg kJ/kg 的的煤煤矸矸石石在在相相同同的的规规模模下下发发电电，成成本本不不到到0.06 0.06 元元/kWhkWh。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 1)1)回收能源回收能源-化铁化铁 铸铸造造生生产产中中，用用冲冲天天炉炉化化铁铁时时，用用煤煤矸矸石石代代替部分焦炭。替部分焦炭。5075焦炭焦炭80080853005
11、00焦炭焦炭原始方案原始方案1208008085200250焦炭焦炭+400煤矸石煤矸石替代方案替代方案煤矸石煤矸石生铁生铁石灰石石灰石底炭底炭 单位：单位：kgkg三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 1)1)回收能源回收能源-烧石灰烧石灰 石石灰灰是是石石灰灰石石等等原原料料，在在低低于于烧烧结结温温度度下下煅煅烧烧所所得得到的无机气硬性胶凝材料。到的无机气硬性胶凝材料。利利用用煤煤矸矸石石代代替替煤煤炭炭燃燃料料烧烧石石灰灰在在国国内内有有很很多多实实例例。生产生产1 1t t石灰大约需煤矸石石灰大约需煤矸石600600700700kg(kg(需煤需煤370370kg)k
12、g)。煤煤矸矸石石可可以以使使炉炉窖窖的的生生产产操操作作正正常常稳稳定定，生生产产能能力力有所提高，石灰质量较好，生产成本也有显著降低。有所提高，石灰质量较好，生产成本也有显著降低。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 2)2)生产化工原料生产化工原料聚合铝聚合铝 对对含含铝铝高高、含含铁铁低低的的煤煤矸矸石石，可可以以其其为为原原料料，用用酸酸溶法制取聚合氯化铝溶法制取聚合氯化铝。聚合铝能除菌、除臭、脱色、除氟、铝、铬、酚、除油、除浊、除重金属盐、除放射性污染物质，对净化各种水具有广泛的用途。其工艺流程可分为其工艺流程可分为破碎破碎、焙烧焙烧、连续酸溶连续酸溶、浓缩结浓缩结
13、晶晶、沸腾分解沸腾分解和和配水聚合配水聚合等工序。等工序。用该方法生产用该方法生产1 1t t 聚合氯化铝的总成本为聚合氯化铝的总成本为741.45 741.45 元元，税金为税金为135 135 元元，而市场售价可达而市场售价可达13501350元元,即每吨产品利润即每吨产品利润可达可达473.55 473.55 元。元。生产过程中生产过程中，酸溶产生的残渣可用做水泥配料酸溶产生的残渣可用做水泥配料，或或制成水玻璃和白炭黑等产品。制成水玻璃和白炭黑等产品。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径煤矸石结晶氯化铝固体氯化铝粗碎至-8mm沸腾炉约700焙烧细碎至-60目100-110
14、溶出溶出渣液分离浓缩结晶堆积过滤沸腾热分解加水聚合水尾气吸收热风抽真空浸渣蒸汽压缩空气水工业盐酸20%盐酸热交换器2)2)生生产产化化工工原原料料聚聚合合铝铝似的似的三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 2)2)生产化工原料生产化工原料制取碱式氯化铝和水玻璃 据研究据研究,可用煤矸石在同一工艺过程中可用煤矸石在同一工艺过程中,制取碱式氯制取碱式氯化铝化铝(Al2(OH)nCl6n)和水玻璃和水玻璃(Na2SiO3)。将煤矸石破碎、熔烧、酸溶和过滤将煤矸石破碎、熔烧、酸溶和过滤,滤液中的氯化滤液中的氯化铝经过加碱调整盐度就可得到合格的液态碱式氯化铝。铝经过加碱调整盐度就可得到合格
15、的液态碱式氯化铝。滤渣中的滤渣中的SiOSiO2 2 与加入与加入NaOHNaOH 的反应的反应,在在1200 1200 至至1500 1500 的温度下的温度下,在反应釜中反应在反应釜中反应2 23 3h,h,然后在贮存池然后在贮存池中沉淀中沉淀,滤去不溶物滤去不溶物,滤液浓缩后便得到水玻璃。滤液浓缩后便得到水玻璃。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 2)2)生产化工原料生产化工原料回收硫化铁回收硫化铁 有有的的煤煤矸矸石石含含有有较较多多的的硫硫化化铁铁，可可通通过过分分选选回回收作为制取硫酸的原料。收作为制取硫酸的原料。我我国国有有七七个个选选煤煤厂厂建建立立了了硫硫化
16、化铁铁回回收收车车间间，从从煤煤矸矸石石中中回回收收硫硫化化铁铁，总总设设计计能能力力为为7.5107.5105 5t ta a。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 3)3)生产肥料生产肥料 利用煤矸石生产复合肥已取得突破性进展。利用煤矸石生产复合肥已取得突破性进展。重庆煤炭研究所利用煤矸石制取氨水，产品除氢重庆煤炭研究所利用煤矸石制取氨水，产品除氢氧化铵外氧化铵外,还含有亚硫酸铵、碳酸铵和磷、钾等，属还含有亚硫酸铵、碳酸铵和磷、钾等，属于复合肥料。于复合肥料。北京市勘察院与中国地质大学合作，利用煤矸石北京市勘察院与中国地质大学合作，利用煤矸石生产高浓度有机复合肥，具有速效和
17、长效的特点，适生产高浓度有机复合肥，具有速效和长效的特点，适用于各种农作物的土壤。用于各种农作物的土壤。此外，煤矸石中所含的钼、锌、锰、铜、硼等元此外，煤矸石中所含的钼、锌、锰、铜、硼等元素，可作为农作物生长的刺激剂。素，可作为农作物生长的刺激剂。三、三、煤矸石的主要资源化途径煤矸石的主要资源化途径 4)4)生产建材生产建材-煤矸石砖煤矸石砖土地资源效益 代替粘土烧砖，减少土地破坏+减少煤矸石堆存占地13.3m2/万块粘土砖300m2/万t 煤矸石能源效益 每万标块煤矸石砖比黏土砖节省煤炭1t 标煤。每万标块煤矸石砖可资利用的余热相当0.12t 标煤。节能与余热利用合计,每万标块煤矸石砖比粘土
18、砖可节省1.12t 标煤。我国每年可节省224万t 标煤。我国年产的200亿块煤矸石砖，消耗煤矸石5000万t。可节约土地2666.7ha/年 可腾出煤矸石占地150ha 两项合计,我国每年可节约土地2816.7ha。5.5.2 2粉煤灰的资源化粉煤灰的资源化 粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一。现粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一。现阶段我国年生产煤炭阶段我国年生产煤炭2 27 7亿吨左右，其中亿吨左右，其中30%30%用于发电。用于发电。一、粉煤灰的来源一、粉煤灰的来源炉膛中呈悬浮态的煤粉氧化燃烧；炉膛中呈悬浮态的煤粉氧化燃烧；煤粉中的不燃物煤粉中的不燃物(主要为主要为灰分灰分)混
19、杂在高温烟气中；混杂在高温烟气中；因受高温作用，这些不燃物部分熔融。同时由于其因受高温作用，这些不燃物部分熔融。同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒球形颗粒；在炉尾引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气在炉尾引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾；流向炉尾；随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈定程度的急冷呈玻璃体状态玻璃体状态，从而具有较高的，从而具有较高的潜在潜在活性活性；在烟气排入大气之前，这些细小的球形颗粒，经过在烟气排入大气之前，这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收
20、集，即为粉煤灰。除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰。（1 1）粉煤灰的化学成分）粉煤灰的化学成分()未燃烬碳。含碳未燃烬碳。含碳一般为一般为5 57%7%，其中含碳大于其中含碳大于10%10%的电厂占的电厂占30%30%高钙灰：高钙灰：CaO%CaO%20%20%低钙灰：低钙灰：CaOCaO%20%低钙灰低钙灰粉煤灰中的有害元素含量一般低于允许值。粉煤灰中的有害元素含量一般低于允许值。作为建材使用时：作为建材使用时：SiOSiO2 2、AlAl2 2O O3 3、FeFe2 2O O3 3含量高为好。含量高为好。对用作水泥和混凝土原料的粉煤灰，要求：对用作水泥和混凝土原料的粉煤灰，要求：对于低钙
21、灰：对于低钙灰：SiOSiO2 2+Al+Al2 2O O3 3+Fe+Fe2 2O O3 370%70%对于高钙灰：对于高钙灰：SiOSiO2 2+Al+Al2 2O O3 3+Fe+Fe2 2O O3 350%50%MgOMgO、SOSO3 3越低越好越低越好二、粉煤灰的物质组成二、粉煤灰的物质组成 （2 2）粉煤灰的矿物组成粉煤灰的矿物组成两大类两大类矿矿 物物 非晶态矿物非晶态矿物 玻璃体玻璃体：约占粉煤灰总量约占粉煤灰总量的的5050 80%80%未燃烬炭未燃烬炭晶态矿物晶态矿物：主要来自原料，如石英、莫：主要来自原料，如石英、莫来石、云母、长石、磁铁矿、来石、云母、长石、磁铁矿、赤
22、铁矿、赤铁矿、游离石灰游离石灰等。常常等。常常被玻璃体包裹存在。被玻璃体包裹存在。粉煤灰的矿物组成对其性质和应用粉煤灰的矿物组成对其性质和应用具有很大的影响。具有很大的影响。矿物组成对粉煤灰活性的影响：矿物组成对粉煤灰活性的影响：玻璃体含量玻璃体含量，化学内能，化学内能，粉煤灰活性，粉煤灰活性 游离石灰含量游离石灰含量，水化反应能力，水化反应能力，粉煤灰活性，粉煤灰活性 高钙灰的活性来源于两个方面：玻璃体和高钙灰的活性来源于两个方面：玻璃体和CaOCaO 低钙灰则主要取决于玻璃体含量的多少。低钙灰则主要取决于玻璃体含量的多少。高钙灰的活性高钙灰的活性 低钙灰的活性低钙灰的活性粉煤灰活性粉煤灰活
23、性：指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示：指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示 的凝结硬化性能。的凝结硬化性能。凝结硬化性能凝结硬化性能，粉煤灰活性，粉煤灰活性 粉煤灰的活性是粉煤灰的活性是潜在潜在的，需要的，需要激发剂激发剂的激发才能显示。的激发才能显示。常用激发剂有：常用激发剂有：石灰、石膏、水石灰、石膏、水泥等泥等石灰激发机理：石灰激发机理：（3 3）粉煤灰的颗粒组成）粉煤灰的颗粒组成 粉煤灰是一种微细的分散物料。粉煤灰是一种微细的分散物料。大部分呈球状，表面光滑，微孔较小，大部分呈球状，表面光滑，微孔较小，小部分为表面粗糙、棱角较多的集合颗粒。小部分为表面粗糙、棱角较多的集合颗粒。因而，粉煤灰
24、颗粒大小不一，形貌各异，因而，粉煤灰颗粒大小不一，形貌各异，主要的为主要的为球形颗粒和不规则多孔颗粒球形颗粒和不规则多孔颗粒，且其，且其中中90%90%的颗粒粒度为的颗粒粒度为-40-40m m或或-60-60m m。依化学成依化学成 分分为：分分为：富钙玻璃微珠富钙玻璃微珠：CaOCaO含量高，化学活性好含量高，化学活性好 富铁玻璃微珠富铁玻璃微珠：氧化铁：氧化铁(FeFe3 3O O4 4、FeFe2 2O O3 3)含量高，含量高，由铝硅酸盐包裹由铝硅酸盐包裹FeFe3 3O O4 4、FeFe2 2O O3 3而成，具有磁性，叫而成，具有磁性，叫“磁珠磁珠”1 1）球形颗粒：）球形颗粒
25、：表面光滑，含量多者达表面光滑，含量多者达25%25%，少的，少的仅仅3 34%4%，粒径一般从数微米到数千微米，密度和容重，粒径一般从数微米到数千微米，密度和容重均大，在水中下沉，也叫均大，在水中下沉，也叫“沉珠沉珠”。多孔炭粒多孔炭粒：为球状或碎屑状惰性组分、比：为球状或碎屑状惰性组分、比重和容重均小、粒径和比表面积均大，有一定重和容重均小、粒径和比表面积均大，有一定的吸附性。的吸附性。提取后可直接用做为吸附剂或活性提取后可直接用做为吸附剂或活性炭。炭。*当用粉煤灰生产建材产品时，制品的强度和当用粉煤灰生产建材产品时，制品的强度和性能会随着多孔炭粒的增多而下降。性能会随着多孔炭粒的增多而下
26、降。2 2）不规则多孔颗粒）不规则多孔颗粒多孔铝硅玻璃体多孔铝硅玻璃体多孔炭粒多孔炭粒 多孔铝硅玻璃体多孔铝硅玻璃体：这类颗粒富含：这类颗粒富含SiOSiO2 2和和AlAl2 2O O3 3，是我国粉煤灰中为数最多的颗粒，有的多达，是我国粉煤灰中为数最多的颗粒，有的多达7070以上。该颗粒具有较大的比表面积，粒径从数以上。该颗粒具有较大的比表面积，粒径从数十微米到数百微米，其中有一种密度很小（十微米到数百微米，其中有一种密度很小（12095020950kJ/kgkJ/kg，每吨精煤成本约每吨精煤成本约1010元，浮选回收的精煤具元，浮选回收的精煤具有一定的吸附性，可直接作吸附剂，也可有一定的
27、吸附性，可直接作吸附剂，也可用于制作粒状活性炭。用于制作粒状活性炭。尾灰含尾灰含炭量小炭量小于于5%5%在高压电场的作用下发生煤、灰分离的过程。在高压电场的作用下发生煤、灰分离的过程。电选回收炭要求干料，水分小于电选回收炭要求干料，水分小于1%1%，温度保持在，温度保持在8080以上。以上。粉煤灰粉煤灰电选机电选机煤炭煤炭尾灰尾灰煤与灰的介电性能不同煤与灰的介电性能不同煤的比电阻一般煤的比电阻一般10104 410105 5cmcm灰的比电阻一般在灰的比电阻一般在10101212cmcm左右左右提取提取A12O3 A12O3是粉煤灰的主要成分，是粉煤灰的主要成分，一般含一般含1735%，可作为
28、宝贵的铝资源。一般认为，粉煤灰中可作为宝贵的铝资源。一般认为，粉煤灰中A12O3高高于于25%才有回收价值。才有回收价值。1320132014001400COCO2 2滤渣（滤渣（CaCa2 2SiOSiO4 4）CaCOCaCO3 3NaNa2 2COCO3 3溶液循环溶液循环粉煤灰粉煤灰粉磨粉磨烧结烧结自粉化自粉化冷却冷却溶出溶出NaNa2 2COCO3 3过滤过滤NaAlONaAlO2 2粗液粗液脱硅脱硅CaOCaO控制过滤控制过滤NaAlONaAlO2 2精液精液碳分碳分过滤过滤AlAl2 2O O3 33H3H2 2O O煅烧煅烧AlAl2 2O O3 3产品产品图图5-15 5-1
29、5 石灰石烧结法提取粉煤灰中氧化铝的工艺流程石灰石烧结法提取粉煤灰中氧化铝的工艺流程（2 2）粉煤灰用作建材原料）粉煤灰用作建材原料 制制水水泥泥、制制砖砖、配配制制混混凝凝土土、轻轻质质混混凝凝土土和和加加气气混混凝凝土土、骨骨料料等等。质质量量较较差差的的灰灰渣渣可可用用来来铺铺路路，作基础以及作填充料等。作基础以及作填充料等。粉煤灰水泥的组成：粉煤灰水泥的组成：粉煤灰粉煤灰+硅酸盐水泥熟料硅酸盐水泥熟料+适量石膏适量石膏磨细磨细粉煤灰水泥粉煤灰水泥不加硅酸盐水不加硅酸盐水泥熟料时，称泥熟料时，称无熟料水泥无熟料水泥掺入不同比例掺入不同比例的熟料，得到的熟料，得到不同规格的水不同规格的水泥
30、泥粉煤灰粉煤灰粘粘 土土石灰石石灰石粉煤灰水泥粉煤灰水泥烘干烘干烘干烘干破碎破碎粉煤灰罐粉煤灰罐粘土罐粘土罐石灰石罐石灰石罐皮带称皮带称生料磨生料磨破破 碎碎铜渣罐铜渣罐生料罐生料罐熟料库熟料库铜渣铜渣成成 球球立窑立窑煅烧煅烧煤罐煤罐烘干烘干一次加煤一次加煤水水水泥磨水泥磨水泥罐水泥罐沸石、石膏沸石、石膏二次加煤二次加煤粉煤灰水泥生产工艺流程粉煤灰水泥生产工艺流程粉煤灰粉煤灰粉煤灰砌块粉煤灰砌块振动振动成型成型搅拌搅拌水水生石灰生石灰石膏石膏炉渣炉渣配料配料蒸汽蒸汽养护养护拆模拆模图图5-23 5-23 粉煤灰硅酸盐砌块生产工艺流程粉煤灰硅酸盐砌块生产工艺流程表表5-16 5-16 粉煤灰砌
31、块混合料的配合比，粉煤灰砌块混合料的配合比，%粉煤灰粉煤灰炉渣炉渣生石灰生石灰石膏石膏用水量用水量3131555512122 230303636粉煤灰粉煤灰粉煤灰粉煤灰加气混凝土加气混凝土水水生石灰生石灰石膏石膏球磨机球磨机高压高压养护养护模具模具计量罐计量罐浇注车浇注车铝粉铝粉计量机计量机球磨机球磨机水泥水泥计量计量计量计量切割切割出釜出釜图图5-24 5-24 粉煤灰加气混凝土生产工艺流程粉煤灰加气混凝土生产工艺流程水泥（水泥（525525号硅酸盐水泥）：号硅酸盐水泥）：10%10%生石灰（有效氧化钙以生石灰（有效氧化钙以14.5%14.5%计）：计）：20%20%二水石膏（占水泥和石灰用
32、量）：二水石膏（占水泥和石灰用量）：10%10%粉煤灰：粉煤灰：约约70%70%铝粉：铝粉：6%6%气泡稳定剂：气泡稳定剂：少量少量水料比：水料比：0.60.60.70.7 生产密度为生产密度为500500kg/mkg/m3 3的高压养护粉煤灰加气混凝土，其配合比为：的高压养护粉煤灰加气混凝土，其配合比为：粉煤灰粉煤灰煤煤球磨球磨混合混合搅拌搅拌破碎破碎筛分筛分成球成球烘干烘干烧结烧结粉煤灰陶粒粉煤灰陶粒粘土粘土烘干烘干球磨球磨图图5-25 5-25 粉煤灰陶粒生产工艺流程粉煤灰陶粒生产工艺流程 据据估估计计，每每生生产产1 1t t粉粉煤煤灰灰陶陶粒粒需需用用干干粉粉煤煤灰灰80080085
33、0850kgkg（湿粉煤灰湿粉煤灰1100110012001200kgkg）。）。一一个个年年产产1010万万m m3 3的的粉粉煤煤灰灰陶陶粒粒厂厂，每每年年可可处处理理干粉煤灰干粉煤灰6 6万万t t左右（湿粉煤灰左右（湿粉煤灰1010万万t t左右）。左右）。（3 3）粉煤灰生产化工产品）粉煤灰生产化工产品 粉粉煤煤灰灰中中SiOSiO2 2和和AlAl2 2O O3 3含含量量较较高高，可可用用于于生生产产化化工工产产品品，如如絮絮凝凝剂剂、分分子子筛筛、白白炭炭黑黑（沉沉淀淀SiOSiO2 2）、水水玻玻璃璃、无无水水氯氯化铝、硫酸铝等。化铝、硫酸铝等。热解热解聚合聚合粉煤灰粉煤灰7
34、00700灼烧灼烧粉碎粉碎筛分筛分（6060100100目）目）细粉细粉硫酸浸取硫酸浸取过滤过滤蒸发蒸发结晶结晶分离分离烘干烘干硫酸铝硫酸铝盐酸盐酸浸取浸取过滤过滤烘干烘干粉碎粉碎聚合铝聚合铝滤渣滤渣漂洗漂洗干燥干燥粉磨粉磨白炭黑白炭黑直接作水泥填料直接作水泥填料蒸发蒸发图图5-26 5-26 粉煤灰综合利用工艺流程粉煤灰综合利用工艺流程 图图5-27 5-27 酸溶法制取水玻璃和白炭黑工艺流程酸溶法制取水玻璃和白炭黑工艺流程 滤液滤液H H2 2SOSO4 4溶液溶液硫酸硫酸处理处理盐析盐析HClHCl溶液溶液+NHNH4 4F F粉煤灰粉煤灰酸浸酸浸过滤过滤碱解碱解水玻璃水玻璃含硅含硅残渣
35、残渣NaOHNaOH溶液溶液过滤过滤滤渣滤渣滤液滤液浓缩浓缩滤液滤液活性白炭黑活性白炭黑HClHCl、NaClNaCl过滤过滤滤饼滤饼烘干烘干沉淀白炭黑沉淀白炭黑凝结凝结溶胶溶胶H H2 2SOSO4 4溶液溶液洗涤洗涤干燥干燥 活活性性白白炭炭黑黑的的化化学学组组成成与与沉沉淀淀白白炭炭黑黑相相同同，但但性性能较沉淀白炭黑优越能较沉淀白炭黑优越：活活性性白白炭炭黑黑是是一一种种超超细细、具具有有高高度度表表面面活活性性的的SiO2微粉；微粉；其其比比表表面面积积为为沉沉淀淀白白炭炭黑黑的的4 45 5倍倍，粒粒径径一一般般在在0.05m以下。以下。在在橡橡胶胶中中有有透透明明性性和和半半透透
36、明明性性，广广泛泛用用于于橡橡胶胶、乳乳胶胶、塑塑料料薄薄膜膜、皮皮革革、涂涂料料、粘粘合合剂剂、合合成成树树脂脂、造造纸纸、农农药药、炸炸药药、日日用用化化工工等等领领域域，是是透透明明和和彩彩色色胶制品中不可缺少的材料。胶制品中不可缺少的材料。而沉淀白炭黑而沉淀白炭黑：外观白色无定形微细粉末；外观白色无定形微细粉末；其真比重为其真比重为2.02.02.62.6，熔点，熔点17501750，折光率，折光率1.461.46；粒径一般为粒径一般为10102525mm，含水率小于含水率小于2%2%。广广泛泛用用于于橡橡胶胶和和塑塑料料工工业业，是是一一种种较较理理想想的的补补强强填填充充剂剂。在在
37、塑塑料料工工业业中中，能能赋赋予予制制品品以以低低的的吸吸水水性性和和良良好好的的介介电性能。电性能。粉煤灰用于制备吸附材料粉煤灰用于制备吸附材料 粉粉煤煤灰灰玻玻璃璃体体的的外外观观呈呈蜂蜂窝窝状状，空空穴穴较较多多，内内部部具具有有较较为为丰丰富富的的孔孔隙隙，且且比比表表面面积积大大，具具有有一一定定的的吸吸附附能能力力。但但原原状状粉粉煤煤灰灰吸吸附附效效果果不不理理想想，通过改性可提高粉煤灰的吸附性能。通过改性可提高粉煤灰的吸附性能。主要的改性方法主要的改性方法火法火法:生产硅胶生产硅胶湿法：生产分子筛湿法：生产分子筛火法：火法：粉粉煤煤灰灰、纯纯碱碱、氢氧化铝氢氧化铝焙焙烧烧粉粉碎
38、碎水热水热合成合成水水洗洗成成型型活活化化分子分子筛筛图图5-28 5-28 粉煤灰生产分子筛工艺流程粉煤灰生产分子筛工艺流程 一一般般为为粉粉煤煤灰灰：纯纯碱碱：氢氢氧氧化化铝铝=1=1：1.51.5：0.130.13，纯纯碱碱和和氢氢氧氧化化铝铝应应预预先先在在120120下下烘烘干干2 23 3h h。配配好好料料后后，在在800800850850温温度度下下焙焙烧烧1 11.51.5h h。焙焙烧烧后后物物料料粉粉碎碎通通过过0.1470.1470.0740.074mmmm，再再在在室室温温下下边边搅搅拌拌边边投投料料。升升温温至至50505555恒恒温温2 2h h，取取液液分分析析
39、碱碱度度，补补充充加加碱碱到到浓浓度度为为10001000ml/mml/m3 3。继继续续升升温温到到9898，搅搅拌拌下下晶晶化化6 6h h，洗洗涤涤得得到到分分子子筛筛晶晶粉粉。加加粘粘结结剂剂成成型型、活化得到一定粒度的球型分子筛产品。活化得到一定粒度的球型分子筛产品。湿法：湿法：（4 4）粉煤灰生产多元素复合肥）粉煤灰生产多元素复合肥烘烘干干贮贮存存造造粒粒粉煤灰粉煤灰硅钙镁硅钙镁三元复合肥三元复合肥球球磨磨镁石灰镁石灰拌拌和和稀稀有有元元素素、磷磷酸酸二二胺胺、氯化钾、尿素氯化钾、尿素烘烘干干造造粒粒多元素多元素复合肥复合肥图图5-29 5-29 粉煤灰生产多元素复合肥生产工艺流程粉煤灰生产多元素复合肥生产工艺流程 5.3 5.3 锅炉渣的资源化锅炉渣的资源化-自学（自学（P184P184）