粉煤灰的回收利用效益分析

韋小波 孟裕臻

摘 要：我國(guó)是煤炭大國(guó)，很大的電力供應(yīng)是由煤炭產(chǎn)生的，每年用煤以億噸計(jì)。與此同時(shí)，粉煤灰的排放量也很大，是世界最大的排灰國(guó)，這些煤灰造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染并占用了大量的土地，因此粉煤灰的回收迫在眉睫。我國(guó)又是一個(gè)人均占有資源儲(chǔ)量有限的國(guó)家，粉煤灰的綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中一項(xiàng)重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策及解決我國(guó)電力生產(chǎn)環(huán)境污染、資源缺乏之間矛盾的重要手段，同時(shí)也是電力生產(chǎn)所面臨解決的任務(wù)之一。

關(guān)鍵字：粉煤灰，炭化，回收，利用

引 言：

粉煤灰是燃煤電廠一種量大面廣的工業(yè)廢棄物。全世界每年粉煤灰排放量在8億噸左右，我國(guó)每年排放2億多噸煤矸石和粉煤灰，加上歷年堆積，廢渣達(dá)70多億噸，占用土地100多萬畝。工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如美、英、法、德、日等都把粉煤灰的開發(fā)利用作為一項(xiàng)基本國(guó)策，成立了專門的研究和咨詢機(jī)構(gòu)，如美國(guó)的全美利用粉煤灰協(xié)會(huì)，英國(guó)的國(guó)家廢渣綜合利用協(xié)會(huì)等。

隨著大型燃煤電廠的建成投產(chǎn)，粉煤灰的產(chǎn)生量按平均每年15%的速度遞增，占工業(yè)固體廢物的比例已達(dá)60%。因此，粉煤灰的綜合利用是我國(guó)工業(yè)固體廢棄物處理的重點(diǎn)之一。

一、粉煤灰加氣混凝土碳化性能研究

碳化穩(wěn)定性是評(píng)定加氣混凝土耐久性的常用指標(biāo)之一，在實(shí)際使用過程中，碳化是引起粉煤灰加氣混凝土長(zhǎng)期抗壓強(qiáng)度劣化的主要原因。

試驗(yàn)采用重慶市三個(gè)廠家生產(chǎn)的密度B05級(jí)、強(qiáng)度A2.5級(jí)的粉煤灰加氣混凝土砌塊。將三個(gè)廠家生產(chǎn)的粉煤灰加氣混凝土砌塊加工成標(biāo)準(zhǔn)試件后，在相同試驗(yàn)條件下測(cè)試碳化對(duì)試件性能的影響，取三個(gè)廠家的加氣混凝土試件測(cè)試結(jié)果的平均值作為最終試驗(yàn)結(jié)果。

完全碳化試件的抗壓強(qiáng)度測(cè)試結(jié)果表明，與含水率為0的未碳化試件的抗壓強(qiáng)度相比，無論是放置在室內(nèi)、室外還是碳化箱中的試件，完全碳化后其抗壓強(qiáng)度均降低，碳化系數(shù)小于1。

放置在室內(nèi)和室外不經(jīng)受日曬雨淋的粉煤灰加氣混凝土試件，含水率較低，由于室內(nèi)空氣中二氧化碳含量高于室外，因此放置在室內(nèi)的粉煤灰加氣混凝土試件的碳化速度比放置在室外的試件快。

綜上所述，在實(shí)際應(yīng)用過程中，如果粉煤灰加氣混凝土砌塊填充墻沒有開裂而且墻面抹灰質(zhì)量良好，粉煤灰加氣混凝土砌塊就不會(huì)碳化，其性能不會(huì)劣化。因此，可以認(rèn)為在實(shí)際應(yīng)用過程中，墻體開裂可能是引起加氣混凝土碳化并導(dǎo)致加氣混凝土性能劣化的主要原因。

二、工藝技術(shù)方案

年產(chǎn)5萬立方米粉煤灰加氣混凝土項(xiàng)目工藝，采用濕法生產(chǎn)，其工藝路線為：原料制備、粉磨、儲(chǔ)存、原料計(jì)量、混合攪拌、澆注、預(yù)養(yǎng)、切割、蒸壓養(yǎng)護(hù)、成品、檢驗(yàn)、出廠。工藝布置設(shè)計(jì)主要考慮，現(xiàn)有的空間和原材料及成品的進(jìn)出，在充分節(jié)省投資滿足生產(chǎn)工藝的情況下進(jìn)行?？紤]到冬季的生產(chǎn)便利和保證產(chǎn)品的高合格率，采用了預(yù)養(yǎng)室對(duì)坯體在較高溫度下進(jìn)行養(yǎng)護(hù)；為更好的發(fā)揮粉煤灰的活性，采用了粉煤灰的球磨工藝。

（一）主要原材料

1、粉煤灰：

（1）化學(xué)成分：sio2 >45% Al2o3>25% Fe2o3<15% Mgo2<0.8%

（2）細(xì)度：0.080方孔篩余<15%。

（3）活性：粉煤灰水泥膠砂需水量比不超過110%。粉煤灰水泥膠砂蒸養(yǎng)抗壓強(qiáng)度比不低于115%。

（4）燒失量<10%

2、石灰：

（1）有效氧化鈣含量>60%。

（2）氧化鎂含量<10%。

（3）消解時(shí)間：10-20分鐘。

（4）消解溫度：60℃以上。

（5）細(xì)度：0.08方孔篩余≤15%

3、水泥：普通硅酸鹽水泥。

4、石膏：

（1）SO3含量≥30%；

（2）細(xì)度：0.08方孔篩余≤15%

5、發(fā)氣劑

（1）固體分≥75%。

（2）細(xì)度：200目篩余≯3%

（3）活性鋁含量：90%以上。

（4）覆蓋面積：4000--6000cm2/g

（二）主要原材料消耗量

1、粉煤灰：18000噸/年；

2、石 灰：6500噸/年；

3、石 膏：1320噸/年；

4、鋁 粉：23噸/年；

5、外加劑：據(jù)生產(chǎn)情況；

6、涂摸油：40噸/年

7、水 ：20000噸

8、蒸汽消耗量：25000噸/年

（三）產(chǎn)品質(zhì)量、性能（05級(jí)）

（1）規(guī)格（MM）長(zhǎng)：600 ；寬：150*300（以150的倍數(shù)）；厚：100*250（以25的倍數(shù)）。

（2）抗壓強(qiáng)度：2.5-3.5MPa。

（3）絕干容重：500+50Kg/M3。

（4）出缽含水率：35%±5%

（5）干收縮值（快速法）≤0.8mm/M。

（6）抗凍性：15次凍融循環(huán)合格。

三、近年來，國(guó)家為限制生產(chǎn)實(shí)心黏土磚。鼓勵(lì)發(fā)展新型墻體材料制定了一系列的獎(jiǎng)懲政策。

（一）限制生產(chǎn)和使用黏土磚

1）凡新建、改建、擴(kuò)建建筑工程，每平方米收取10元墻改專項(xiàng)資金，使用新型建筑材料的可返還該項(xiàng)資金；

2）對(duì)生產(chǎn)實(shí)心黏土磚的企業(yè)征收土地使用稅；

3）國(guó)家墻改辦指定：全國(guó)170個(gè)大中城市2003年6月30日前禁止使用黏土實(shí)心磚，另有20個(gè)大中城市最遲在2005年禁止實(shí)心磚進(jìn)市。

4）不得新批上馬黏土磚廠，并對(duì)現(xiàn)有磚廠限定取土用地和產(chǎn)量，逐步淘汰。

（二）鼓勵(lì)發(fā)展新型墻體材料

1）對(duì)新型墻體材料免征固定資產(chǎn)投資方向調(diào)節(jié)稅；

2）對(duì)新型墻體材料免征土地使用稅；

3）自生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)之日起，免征5年所得稅；

4）摻粉煤灰、渣不小于30%的建材產(chǎn)品，免征增值稅；

以上政策為發(fā)展粉煤灰砌塊提供了十分有利的政策環(huán)境。

四、蒸壓粉煤灰磚特點(diǎn)：

蒸壓粉煤灰磚是指采用新工藝、設(shè)備以燃煤電廠排放的粉煤灰、爐渣或當(dāng)?shù)氐暮由盀橹饕?，參入適量的膠結(jié)料，經(jīng)工藝加工、處理后制成的硅酸鹽建筑制品。作為一種新型墻體材料，蒸壓粉煤灰磚有以下特點(diǎn)：

（1）蒸壓粉煤灰磚外觀尺寸規(guī)正，色澤柔和一致?？勺髑逅畨蚵访嫜b飾材料用。

（2）蒸壓粉煤灰磚的物理、力學(xué)性能、抗老化、耐久性好。從已經(jīng)投入生產(chǎn)的新型蒸壓粉煤灰磚生產(chǎn)線看，當(dāng)粉煤灰、爐渣參量在85%（重量比）以上時(shí)，只要生產(chǎn)控制得當(dāng)，可以穩(wěn)定地生產(chǎn)出高質(zhì)量的制品。

五、原料要求及生產(chǎn)工藝

（一）原料要求

生產(chǎn)蒸壓粉煤灰磚所需的主要原材料為粉煤灰、生石灰、爐渣、石膏等。

（二）生產(chǎn)工藝

（1）原材料處理

塊狀生石灰、石膏由廠外運(yùn)輸部門送進(jìn)廠內(nèi)，存放在生石灰、石膏堆棚中，粉煤灰由電廠輸送管道送至廠內(nèi)粉煤灰儲(chǔ)庫(kù)中。首先將塊狀生石灰及石膏破碎，分別存入儲(chǔ)倉(cāng)及磨頭倉(cāng)中，經(jīng)計(jì)量后送入磨機(jī)中混磨至規(guī)定細(xì)度。干粉煤灰經(jīng)氣力輸送入配料樓儲(chǔ)倉(cāng)中備用。

（2）磚坯成型

坯料喂入壓機(jī)受料斗內(nèi)后，由壓機(jī)布料器將坯料布入模腔內(nèi)，經(jīng)分階段加壓成型制成磚坯，再由碼坯機(jī)將磚坯碼放在小車上。

六、粉煤灰回收的效果：

1、國(guó)家禁止生產(chǎn)黏土實(shí)心磚，建設(shè)節(jié)能住宅，為生產(chǎn)粉煤灰砌塊創(chuàng)造了千載難逢的機(jī)遇。

2、墻體材料革新為粉煤灰砌塊發(fā)展提供了巨大的市場(chǎng)空間

墻材革新已大勢(shì)所趨，實(shí)在必行，由新型墻體材料代替秦磚漢瓦是各級(jí)墻改部門工作的首要任務(wù)，是我國(guó)建材結(jié)構(gòu)調(diào)整的必由之路。根據(jù)建設(shè)部門預(yù)測(cè)，我國(guó)十五期間每年建筑竣工面積達(dá)18--20億平方米，而墻體中墻體材料約占70%，也即需要35億立方米的墻體材料，每年需要生產(chǎn)約14億立方米的新型墻體材料。

3、國(guó)民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和住宅產(chǎn)業(yè)化，為新型建材發(fā)展帶來了新的市場(chǎng)需求。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張相峰，焦油宇。粉煤灰資源化及在路面工程中的應(yīng)用。河南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)[J].2000（1）：81—84

[2] 李樣生，劉光華。國(guó)內(nèi)外粉煤灰現(xiàn)狀。江蘇華工[J].2000（12）：22—23

[3] 鄧平。粉煤灰綜合利用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上經(jīng)濟(jì)效益的探討。粉煤灰[J]2002（1）.37