司晶星 翟付群 張 瑾
摘要:粉煤灰是熱電廠煤粉燃燒的產(chǎn)物。我國以燃煤為主,每年有近億噸粉煤灰排放,大量粉煤灰堆放,粉煤灰是一種固體廢棄物,但它也是一種可利用的寶貴資源。本著經(jīng)濟(jì),環(huán)保,循環(huán)的處理原則,我們應(yīng)該盡量對其進(jìn)行合理利用,使資源的利用率達(dá)到最大。在此根據(jù)粉煤灰的物理特性主要介紹了幾種重要的資源化利用的方法。
關(guān)鍵詞:粉煤灰;資源化利用
粉煤灰是工業(yè)廢渣,隨著工業(yè)的發(fā)展粉煤灰逐漸增多,我國每年排放的粉煤灰約1.8億噸,利用率約為30%。歐洲煤炭燃燒產(chǎn)物協(xié)會(huì)(ECOBA)所屬會(huì)員國家排放的粉煤灰達(dá)3714萬噸,也只利用了其中的48%。印度每年排放超過1億噸粉煤灰,其利用率低于20%。怎樣更合理更綜合利用這些粉狀灰渣,引起了國內(nèi)外的重視,并通過采用成熟工藝技術(shù)對粉煤灰進(jìn)行加工,將其用于生產(chǎn)建材、產(chǎn)品及其他用途。
1粉煤灰的來源及危害
1、1來源
粉煤灰是現(xiàn)代燃煤電廠的副產(chǎn)品,它是在燃煤供熱、發(fā)電過程中,磨成一定細(xì)度的粉煤在粉煤爐中經(jīng)過高溫燃燒后,由煙道氣帶出并經(jīng)收塵器收集的粉塵。粉煤灰是一種固體廢棄煙道氣帶出并經(jīng)收塵器收集的粉塵,也是一種固體廢棄物。
1、2危害
隨著人們生活水平的提高,大量的家用電器走人每個(gè)家庭從而導(dǎo)致燃煤熱電廠增大發(fā)電量產(chǎn)生大量的粉煤灰。目前大部分城市上空的懸浮顆粒主要是粉煤灰。煤中有害元素(如致癌元素、放射性元素、PAHs等有機(jī)污染物)大于2um的顆料可沉積在鼻咽區(qū),小于2um的沉積在支氣管、肺泡區(qū),被血液吸收,送到人體各個(gè)器官,對人體健康的危害非常嚴(yán)重。同時(shí),近地面形成的有毒或有害氣溶膠,也可直接危害人類健康;最重要的是,廣泛分布于全球大氣中的氣溶膠參與多種化學(xué)反應(yīng),對天氣和氣候可能帶來的影響,從而導(dǎo)致全球變暖及生態(tài)惡化。
2粉煤灰的利用方法
2、1在建筑材料方面的應(yīng)用
2、1、1應(yīng)用粉煤灰鋪筑路面基層
粉煤灰中氧化硅和氧化鋁的含量為73、42%,符合城鄉(xiāng)建設(shè)環(huán)境保護(hù)部頒布的“粉煤灰石灰類道路基層暫行技術(shù)規(guī)定”要求,路中使用的粉煤灰化學(xué)成分二氧化硅和氧化鋁的總含量一般應(yīng)大于70%的規(guī)定。經(jīng)研究,粉煤灰石灰和粉煤灰電石渣(粉煤灰:石灰=80:20、
粉煤灰:電石渣=80:20的比例混合),用作基層材料時(shí),在20±5℃,濕度大于90%環(huán)境中養(yǎng)護(hù)28d,測其抗壓強(qiáng)度,高于石灰土1.32倍。一般而言,使用粉煤灰的基層混凝土可節(jié)約水泥15%~40%,砂石8%~10%,降低成本15元/m,1噸優(yōu)質(zhì)粉煤灰可創(chuàng)效益150~250元,還可改善混凝土的和易性和可泵性,降低混凝土溫升,增加后期強(qiáng)度等。
2、1、2制造粉煤灰磚
粉煤灰空心砌塊與粘土制品比,重量輕、強(qiáng)度高、保溫性能好、耐久性好。在施工過程中,與磚相比其優(yōu)點(diǎn)是:比砌磚體可以提高工效一倍以上,而且可以大大減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,目前,粉煤灰磚比粘土磚輕10%~20%。粉煤灰可作粘土塑化劑,磚在干燥過程中裂紋少,損失率低。生產(chǎn)粉煤灰燒結(jié)磚工藝簡單,建廠速度快,節(jié)約能源。絕大部分人們認(rèn)為每生產(chǎn)一萬塊磚,大約可節(jié)省,06噸標(biāo)準(zhǔn)煤;節(jié)約土地,如果我們以50%摻量計(jì)算,那么每生產(chǎn)10萬塊磚,可節(jié)約42畝地;吃灰量大,摻入粉煤灰30%~50%,干狀粉煤灰的耗用量為6~10噸/萬塊。
2、1、3燒結(jié)粉煤灰陶砂、陶粒
粉煤灰陶粒生產(chǎn)原料主要為粉煤灰(占原材料的85%~90%),粗骨料為煙道灰、碎爐渣、焦渣、冶金渣等。各種原料經(jīng)破碎后,按比例送入攪拌機(jī)混合攪拌,混合均勻的原料由輸送機(jī)送至成球機(jī)的轉(zhuǎn)盤中加水滾動(dòng)成球。采用振動(dòng)篩將半成品中摻雜的碎粒和粉煤灰篩選分離,將球狀顆粒送至窯箱中,借助粉煤灰中微量未燃盡的碳,使其達(dá)到自燃焙燒成陶(同時(shí),未燃盡的碳得到有效的利用,節(jié)約能源,一舉兩得)。
用粉煤灰陶粒作骨料而制成的輕質(zhì)混凝土制品被廣泛應(yīng)用于屋面、易爆易曬易裂的堵墻、溫室、冷庫、煙筒、爐窯、供熱管道等設(shè)施;宜作為保溫、隔熱、防震、防潮、防噪的首選原料;以陶粒為骨料制成的陶粒輕質(zhì)砌塊、陶粒多孔磚、陶粒標(biāo)準(zhǔn)磚可廣泛用于建筑工程的承重與非承重墻體,是生產(chǎn)陶粒磚和陶粒墻的首選產(chǎn)品。同時(shí),粉煤灰陶粒也可以用于水質(zhì)凈化、阻燃等。
2、2在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用
2、2、1利用粉煤灰和作物秸稈研制含硅有機(jī)復(fù)合肥
我國作物秸稈類有機(jī)固體廢棄物的數(shù)量每年以5%~10%的速度遞增,而大量的作物秸稈的堆存和就地焚燒不僅浪費(fèi)了秸稈中的養(yǎng)分和有機(jī)碳資源,而且正在嚴(yán)重污染著大氣環(huán)境。同時(shí),粉煤灰本身含有多種植物可利用的營養(yǎng)成分。生長在粉煤灰改良的土壤上,花生、大豆的產(chǎn)量及品質(zhì)均有明顯提高,目前,含硅復(fù)合肥料的制備工藝主要是混料法:以粉煤灰為第一種主要原料,以作物秸稈為第二種原料,堿等為活化劑,控制原料配比和反應(yīng)條件進(jìn)行活化反應(yīng),反應(yīng)后可制得含硅和鉀等的有機(jī)復(fù)合肥料。
2、2、2蓋土造田
粉煤灰中含有很多對植物生長有用的營養(yǎng)礦物成分以及一些植物必需的微量元素,因此,粉煤灰可以代替土壤回填在山谷低洼地區(qū)回填后土地可用作耕地。用粉煤灰覆蓋土壤種植經(jīng)濟(jì)作物和植樹造林,對土壤資源相對匱乏的山區(qū)尤為適用,可以取得良好的經(jīng)濟(jì)、生態(tài)效益。若能與污泥混合蓋土造田的話,高pH值的粉煤灰與污泥混合后,可使污泥中的重金屬活性降低,其微量元素還是植物營養(yǎng)的組成部分,并且粉煤灰作為堿性穩(wěn)定劑處理污泥可以消除或顯著降低污泥病原體含量,從而成為一種土地利用資源。粉煤灰還可用于除去氟化物。
2、2、3改良土壤
粉煤灰中的硅酸鹽礦物質(zhì)和炭粒具有多孔結(jié)構(gòu),是土壤本身的硅酸鹽礦物質(zhì)所不具備的。將粉煤灰施入土壤,有利于降低土壤密度,增加孔隙,提高地溫,縮小土壤膨脹率,改善土壤的孔度和溶液在土壤內(nèi)的擴(kuò)散,有利于植物根部加速對營養(yǎng)物質(zhì)的吸收和分泌物的排出,促進(jìn)植物生長。
3結(jié)束語
我國是一個(gè)以煤炭為主要燃料的國家之一,目前我國的粉煤灰實(shí)際利用率不高,還存在著占用耕地,造成土壤、大氣、水體等污染的問題,粉煤灰的處理、處置和利用將是一項(xiàng)長遠(yuǎn)的任務(wù)。粉煤灰的綜合利用前景十分廣闊,雖然現(xiàn)在還存在著諸多問題,但是推廣其合理利用,可變廢為寶,對大力發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)起到巨大的推動(dòng)作用。同時(shí),也需要增強(qiáng)每一個(gè)人的環(huán)保意識(shí)。這樣才能很好的達(dá)到資源的合理利用及經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。
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作者簡介:
司晶星(1988_),女,江蘇徐州中國礦業(yè)大學(xué)化工學(xué)院生物工程專業(yè)06級本科在讀翟付群(1986-),女,江蘇徐州中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院環(huán)境工程06級本科在讀張瑾,女,江蘇徐州中國礦業(yè)大學(xué)環(huán)境與測繪學(xué)院環(huán)境工程06級本科在讀