吉 俊，賀明禮，周念鑫

（湖南第一工業(yè)設(shè)計研究院，湖南 長沙 410011）

粉煤灰是煤粉經(jīng)高溫燃燒后形成的一種粘土類的火山灰質(zhì)細粒分散狀殘余物，主要用于水泥、混凝土、砂漿作摻和料。隨著我國商品混凝土的發(fā)展，對粉煤灰質(zhì)量的要求也越來越嚴，為了安全有效地利用粉煤灰，國家頒布了《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》的新標準（GB1596-2005），對粉煤灰的質(zhì)量等級有嚴格的控制。

在我國，電廠燃煤鍋爐受運行條件、煤種、煤質(zhì)的影響，致使煤炭燃燒不充分，粉煤灰中未燃盡的碳含量一般波動于8%～25%之間，碳含量高影響了粉煤灰利用的價值。來賓電廠鍋爐燃燒產(chǎn)生的煙道氣經(jīng)文丘里麻石水膜除塵器除塵后以粉煤灰廢水的形式排至灰場。不僅占用了土地污染環(huán)境，也是一種資源的浪費。因此，對粉煤灰進行脫炭處理綜合利用，不僅回收優(yōu)質(zhì)粉煤灰，資源得到再生，也是典型的綠色環(huán)保項目。

1 粉煤灰性質(zhì)

來賓電廠粉煤灰的成分分析見表1。

表1 粉煤灰成分分析

從表1中可以看出原灰含水量較高，達到23.21%，適宜采用濕法分選；原灰的燒失量為16.86%，含碳量高必須采取脫炭措施。因此，實驗采用浮選法對粉煤灰進行脫炭試驗研究。

2 分選工藝流程

分選工藝流程見圖1，浮選試驗結(jié)果見表2。

圖1 分選工藝流程

表2 浮選試驗結(jié)果

原灰經(jīng)濕法篩分后，+0.5 mm 篩上物排棄，-0.5 mm 篩下物進入浮選作業(yè)，經(jīng)一段粗選、二段精選后，浮選精礦經(jīng)脫水后做為精炭粉，其燒失量達到50.75%，可用于工業(yè)生產(chǎn)燃料或民用燃料。浮選尾礦經(jīng)濃縮、脫水、干燥后得到粉煤灰，其燒失量為4%，為得到I級粉煤灰，還需對其中粗顆粒進行磨礦，使+0.045 mm 的含量不大于12%，以符合國家I級粉煤灰的標準。

3 關(guān)鍵設(shè)備的選型

3.1 浮選設(shè)備的選型

浮選系統(tǒng)采用2臺微泡浮選機串聯(lián)工藝，一段粗選、二段精選。微泡浮選機改變了機械攪拌式浮選機的充氣方式，機械攪拌式浮選機的充氣方式為流體混合經(jīng)歷了將大氣泡破碎成小氣泡乃至臨界氣泡的過程；而微泡浮選機充氣方式是射流成泡，先將液體變成分散相，隨著壓力的增大逐步變成連續(xù)相，氣體則由開始的連續(xù)相逐步分散成微泡，通過氣體充分分散直接形成穩(wěn)定存在的臨界氣泡，這是氣泡發(fā)生技術(shù)的一大改革。使得產(chǎn)生的氣泡小、氣泡數(shù)量多，氣泡群的總表面積大，氣泡與礦粒碰撞的幾率增大，浮選速度加快，礦化效果更好，浮選精礦回收率得到提高，則浮選尾礦的含碳量就得到有效的降低。

3.2 脫水設(shè)備的選型

粉煤灰顆粒呈多孔型蜂窩狀組織，比表面積較大，具有較高的吸附活性，顆粒的粒徑為0.5～300μm，并且珠壁具有多孔結(jié)構(gòu)，孔隙率高達50%～80%，有很強的吸水性。兩種脫水設(shè)備試驗比較結(jié)果見表3。

表3 脫水設(shè)備試驗比較結(jié)果

采用水平帶式真空過濾機處理粉煤灰漿料，利用其真空負壓吸力能夠有效的將粉煤灰孔隙間的水分脫去，降低了粉煤灰干料的含水量，含水量達到20%，有利于降低粉煤灰干燥的成本。

4 經(jīng)濟效益分析

4.1 生產(chǎn)成本估算

原灰成本25.00元／t；動力消耗5.50 元／t（按照現(xiàn)行綜合電價0.8元／kwh及設(shè)計電耗計算）；人工工資及福利費5.00元／t；折舊費2.80元／t；其它費用2.80元／t；烘干煤耗費用30.50元／t（初水份≤20%，終水份≤1%時，煤耗為30～35kg標煤／t粉煤灰干料）；合計成本71.60元／t。

4.2 產(chǎn)品銷售估價

精炭粉售價按150 元／t計算；I級粉煤灰售價按70元／t計算；粗灰售價按40元／t計算。

4.3 經(jīng)濟效益分析

按年處理能力50 萬t計，生產(chǎn)成本為71.60×50=3580萬元；銷售收入為150×50×27.5%+70×50×72.5%×65.0%+40×50×72.5%×35.0%=4219.375萬元；總效益為4219.375-3580=639.375萬元。

5 結(jié)語

1）原灰燒失量為16.86%，采用浮選脫炭工藝，經(jīng)一段粗選、二段精選后，可得到燒失量為50.75%精炭粉和燒失量為4%的粉煤灰。粉煤灰的燒失量符合國家I級粉煤灰的標準。

2）通過對粉煤灰分選、脫水設(shè)備選型的比較，選擇出更適合粉煤灰脫炭脫水的設(shè)備，即微泡浮選機及水平帶式真空過濾機。

3）對其經(jīng)濟效益初步分析，年效益達到639.375 萬元，經(jīng)濟效益顯著。

〔1〕李 萍.粉煤灰浮選法脫炭的可行性研究.煤炭加工與綜合利用，2008（4）.

〔2〕彭學文.利用加藥浮選工藝處理粉煤灰廢水.化工環(huán)保，2001（6）.