1、5煤系固体废物的资源化,一座105kW装机容量的发电厂一年要排出105t煤灰渣 !,5.1煤矸石的资源化,煤矸石的产生量约占我国工业废渣年排放总量的1/4。一般每采1t原煤排矸石0.2t。据统计，煤矸石每年以0.81081.0108吨的速度增加。 一、煤矸石的组成 有机物（含碳物）和无机物（岩石物质）组成的混合物。一般，煤矸石的热值：837418kJ/kg。,表5-1 煤矸石的化学组成，%,主要矿物包括高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝等。,自燃过的煤矸石,目前我国煤矸石的主要资源化途径有： 1)回收能源：作为大型沸腾炉燃料供热或发电：热值8360kJ/kg。 1975
2、年在四川永荣矿务局建立了中国第一座流化床煤矸石电厂 。 2)生产建筑材料：煤矸石的成分中主要为粘土矿物。水泥、烧结砖瓦、免烧砖瓦、空心砌块、建筑陶瓷、轻骨料（陶粒）、岩棉等； 3)用作建筑材料：代替河砂、碎石等铺路、井下回填、造地复垦。,4)生产化工原料：聚合铝、分子筛等。 与盐酸反应生成 （2A1Cl3.H2O），再生成聚铝。 5)用作农用肥料：钼、锌、锰、铜、硼等元素，可作为农作物生长的刺激剂 6) 回收硫化铁：有的煤矸石含有较多的硫化铁，可通过分选回收作为制取硫酸的原料。我国有七个选煤厂建立了硫化铁回收车间，从煤矸石中回收硫化铁，总设计能力为7.5105ta。,5.2粉煤灰的资源化,粉煤
3、灰的化学成分(),未燃烬碳。含碳一般为57%，其中含碳大于10%的电厂占30%,高钙灰：CaO%20%低钙灰：CaO%低钙灰,作为建材使用时： SiO2、Al2O3 、Fe2O3含量高为好。 对于低钙灰： SiO2+Al2O3 +Fe2O370% 对于高钙灰： SiO2+Al2O3 +Fe2O350% MgO、SO3越低越好,粉煤灰的矿物组成,粉煤灰的矿物组成对其性质和应用具有很大的影响。,矿物组成对粉煤灰活性的影响： 玻璃体含量，化学内能，粉煤灰活性 游离石灰含量，水化反应能力，粉煤灰活性所以：高钙灰的活性来源于两个方面：玻璃体和CaO 而低钙灰则主要取决于玻璃体含量的多少。高钙灰的活性低钙
4、灰的活性,粉煤灰活性：指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示 的凝结硬化性能。凝结硬化性能，粉煤灰活性,粉煤灰的活性是潜在的，需要激发剂的激发才能显示。,常用激发剂有：石灰、石膏、水泥等,石灰激发机理：,粉煤灰的颗粒组成：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，小部分为表面粗糙、棱角较多的集合颗粒。因而，粉煤灰颗粒大小不一，形貌各异，主要的为球形颗粒和不规则多孔颗粒，且其中90%的颗粒粒度为-40m或-60m。,（1）球形颗粒：表面光滑，含量多者达25%，少的仅34%，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“沉珠”。,多孔炭粒：呈球状或碎屑状、惰性、比重和
5、容重均小、粒径和比表面积均大，有一定的吸附性。 可提取后直接用做为吸附剂或煤质颗粒的活性炭。,多孔铝硅玻璃体：这类颗粒富含SiO2和Al2O3，是我国粉煤灰中为数最多的颗粒，有的多达70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（20950kJ/kg，每吨精煤成本约10元，浮选回收的精煤具有一定的吸附性，可直接作吸附剂，也可用于制作粒状活性炭。,尾灰含炭量小于5%,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1%，温度保持在80以上。,煤与灰的介电性能不同,提取A12O3 A12O3是粉煤灰的主要成分，一般含1735%，可作为宝贵的铝资
6、源。一般认为，粉煤灰中A12O3高于25%才有回收价值。,图5-15 石灰石烧结法提取粉煤灰中氧化铝的工艺流程,（2）粉煤灰用作建材和建材的生产原料 制水泥、制砖、配制混凝土、轻质混凝土和加气混凝土、骨料等。质量较差的灰渣可用来铺路，作基础以及作填充料等。,粉煤灰水泥的组成：,不加硅酸盐水泥熟料时，称无熟料水泥,掺入不同比例的熟料，得到不同规格的水泥,图5-23 粉煤灰硅酸盐砌块生产工艺流程,表5-16 粉煤灰砌块混合料的配合比，%,图5-24 粉煤灰加气混凝土生产工艺流程,生产密度为500kg/m3的高压养护粉煤灰加气混凝土，其配合比为：水泥（525号硅酸盐水泥）10%、生石灰（有效氧化钙以
7、14.5%计）20%、二水石膏（占水泥和石灰用量）10%、粉煤灰约70%、铝粉6%、气泡稳定剂少量、水料比0.60.7。,图5-25 粉煤灰陶粒生产工艺流程,据估计，每生产1t粉煤灰陶粒需用干粉煤灰800850kg（湿粉煤灰11001200kg）。一个年产10万m3的粉煤灰陶粒厂，每年可处理干粉煤灰6万t左右（湿粉煤灰10万t左右）。,（3）粉煤灰生产化工产品,粉煤灰中SiO2和Al2O3含量较高，可用于生产化工产品，如絮凝剂、分子筛、白炭黑（沉淀SiO2）、水玻璃、无水氯化铝、硫酸铝等。,图5-26 粉煤灰综合利用工艺流程,图5-27 酸溶法制取水玻璃和白炭黑工艺流程,活性白炭黑的化学组成与
8、沉淀白炭黑相同，但性能较沉淀白炭黑优越， 活性白炭黑是一种超细、具有高度的表面活性的SiO2微粉，其比表面积为沉淀白炭黑的45倍，粒径一般在0.05m以下。在橡胶中有透明性和半透明性，广泛用于橡胶、乳胶、塑料薄膜、皮革、涂料、粘合剂、合成树脂、造纸、农药、炸药、日用化工等领域，是透明和彩色胶制品中不可缺少的材料。 而沉淀白炭黑：外观白色无定形微细粉末，其真比重为2.02.6，熔点1750，折光率1.46。粒径一般为1025m，含水率小于2%。广泛用于橡胶和塑料工业，是一种较理想的补强填充剂。在塑料工业中，能赋予制品以低的吸水性和良好的介电性能。,粉煤灰用于制备吸附材料,粉煤灰玻璃体的外观呈蜂窝
9、状，空穴较多，内部具有较为丰富的孔隙，且比表面积大，具有一定的吸附能力。但原状粉煤灰吸附效果不理想，通过改性可提高粉煤灰的吸附性能。,火法：,图5-28 粉煤灰生产分子筛工艺流程,一般为粉煤灰：纯碱：氢氧化铝=1：1.5：0.13，纯碱和氢氧化铝应预先在120下烘干23h。配好料后，在800850温度下焙烧11.5h。焙烧后物料粉碎通过0.1470.074mm，再在室温下边搅拌边投料。升温至5055恒温2h，取液分析碱度，补充加碱到浓度为1000ml/m3。继续升温到98，搅拌下晶化6h，洗涤得到分子筛晶粉。加粘结剂成型、活化得到一定粒度的球型分子筛产品。,湿法：,（4）粉煤灰生产多元素复合肥,图5-29 粉煤灰生产多元素复合肥生产工艺流程,
