1、內容粉煤灰(coal ash)的處理和利用1煤矸石(gangue)的處理與利用2themegallery內容粉煤灰(coal ash)的處理和利用1煤矸石(gang一、粉煤灰(coal ash)的處理和利用粉煤灰的性質與成分粉煤灰的分選處理粉煤灰的利用themegallery一、粉煤灰(coal ash)的處理和利用粉煤灰的性質與成分1.粉煤灰的性質與成分粉煤灰是以煤為燃料的火力發電廠排出的廢棄物。電廠煙氣經除塵器收集的細灰稱為粉煤灰或飛灰。由爐底排出的廢渣稱為爐渣或熔渣。每一萬千瓦發電機組排灰渣量約為0.91.0萬噸。粉煤灰是一種火山灰質材料，具有火山灰活性。粉煤灰的化學成分類似于粘土,主要

2、有SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO和未燃盡的煤炭，以SiO2和A12O3為主要成分。themegallery1.粉煤灰的性質與成分粉煤灰是以煤為燃料的火力發電廠排出的廢 2.粉煤灰的分選處理（1）未燃碳的分選（2）鐵質產品的分選（3）空心微珠(hollow microsphere)的分選（4）分選產品的應用themegallery 2.粉煤灰的分選處理（1）未燃碳的分選themegalle（1）未燃碳的分選 目前我國有許多電廠的粉煤灰中有較多的未燃碳，表現在粉煤灰中有較高的燒失量，可達1030。未燃碳的存在既是資源的浪費，也對粉煤灰的利用帶來不利影響。 未燃碳的分選技術主要有：干排灰采

3、用電選，濕排灰采用浮選的方法。 a.干排灰采用電選 粉煤灰電選脫碳是利用粉煤灰中的碳粒和灰粒導電性能的差異進行的。采用圓筒形電選機。 當粉煤灰進入高壓直流電場后，碳粒、灰粒均帶上電荷。導電性能比較好的碳粒與旋轉的金屬圓筒接觸時，將所帶電荷傳遞給圓筒，隨著旋轉的慣性離心力和重力的作用，掉入圓筒前部的碳粒收集槽中。導電性能較差的灰粒不能將所帶的電荷給出，而繼續荷電，在電場力作用下，克服離心力和重力的作用而吸附在圓筒上，隨著圓筒和旋轉被帶到圓筒后部，用毛刷強行刷落，掉入灰收集槽中，達到碳粒、灰粒分離的目的。 b.濕排灰采用浮選的方法 碳顆粒的表面是疏水親油的，灰粒表面是親水的。利用粉煤灰中碳粒與灰粒

4、的表面疏水、親水特性，在浮選藥劑的作用下并借助于浮選劑所產生的氣泡，將二者分離。themegallery（1）未燃碳的分選 目前我國有許多電廠的粉煤灰中（2）鐵質產品的分選 粉煤灰中的鐵質礦物主要有金屬鐵粒，磁鐵礦、赤鐵礦等氧化鐵礦物。通常呈溶融狀的滾圓小球珠，約占鐵礦物的90，粒徑約為0.060.1mm，單一的磁鐵礦形成的圓球粒僅占約10，粒徑約為0.0070.02mm，主要是磁鐵礦、赤鐵礦、硅化鐵和非金屬礦物組成的小球粒，形態有磁鐵礦形成的空心球粒，中間核部由硅化鐵等礦物充填，磁鐵礦呈規則的格子狀，格子空間由非金屬礦物充填，小球粒邊緣為赤鐵礦。 粉煤灰中的鐵質通常用磁選機分選，也可用搖床，

5、磁力脫水槽，球磨細篩等工藝分選。themegallery（2）鐵質產品的分選 粉煤灰中的鐵質礦物主要有（3）空心微珠(hollow microsphere)的分選空心微珠分選方法有干法機械分選和濕法分選兩種。干法機械分選：通常用立式倒寶塔式分選工藝。分選裝置由磁選、電選、風選、篩選和收塵五部分組成，按成分、粒徑、電磁性、比重差異分選出鐵氧化物、碳粒、空心薄壁、空心厚壁球，灰分等五種產品。濕法分選：a.用浮選法脫除細碳粒b.用重力沉降法分選漂珠微珠和尾灰漂珠粒徑大，容重小，比重，可以漂浮水面進行回收，玻璃微珠顆粒小，容重大，采用重力沉降分選并與尾灰分離。themegallery（3）空心微珠(h

6、ollow microsphere)的分選（4）分選產品的應用a.碳粒利用摻入原煤中，返回鍋爐作燃料選出的碳粒，精碳含量高，呈多孔狀，可作為吸附劑或制造活性碳，經試驗，直接作含重金屬廢水的吸附劑，對Hg、Cd、Pb的去除率都很高，而且對氰化物，硫化學，CO，P等均有吸附凈化作用。用于碳素材料制品：煤質活性碳，碳球還原劑，鑄模粉，碳化煤球，粘土內燃磚等。b.空心微珠應用作為塑料，特別耐高溫塑料的填料生產建筑防火涂料。生產剎車片等各種耐磨制品。可作瓷及輕型電氣絕緣材料。c.鐵質的應用：煉鐵原料d.尾灰應用：用于海港工程、水工工程、建筑墻體材料。themegallery（4）分選產品的應用a.碳粒利

7、用themegallery3.粉煤灰的利用粉煤灰水泥(flyash cement)粉煤灰混凝土(fly ash concrete)非燒結粉煤灰硅酸鹽制品(calcium silicate concrete)粉煤灰燒結磚(baked brick)粉煤灰在農業上的應用： a.粉煤灰改良土壤 b.粉煤灰肥料粉煤灰筑路(construct a road)粉煤灰制分子篩(molecular sieve)themegallery3.粉煤灰的利用粉煤灰水泥(flyash cement)th二、煤矸石(gangue)的處理與利用煤矸石的概述煤矸石的處理方法煤矸石的利用themegallery二、煤矸石(gan

8、gue)的處理與利用煤矸石的概述theme1.煤矸石的概述 煤矸石是雜有可燃物質的巖石，其含煤量一般不超過20 ，發熱量在8374187KJkg之間。灰分達60 以上。在采煤或洗煤過程中作為廢石排出，一般每采一噸原煤排矸石約為0.2噸。 我國已堆積的煤矸石達10億噸以上。2000年我國原煤產量達12億噸，煤矸石達2億噸以上。 我國煤矸石利用率低，利用率不到20，大部分堆積存放，形成大大小小的煤矸石山，侵占農田、山溝、坡地，自燃煤矸石放出的煙灰粉塵及SO2等有害氣體污染大氣、水體，造成酸雨。 從我國目前利用情況看，技術成熟、利用量比較大的途徑是生產建筑材料，主要是生產水泥和燒結磚。 煤矸石按其來

9、源分為為三類：掘進矸石、開采矸石、洗選矸石。 煤矸石在堆放過程中，由于其中可有定量的可燃組分緩慢氧化、自燃，故又分為：自燃矸石和末燃矸石。 煤矸石主要由碳質頁巖、泥質頁巖、砂質頁巖構成，主要礦物有高嶺石、水云母(伊利石)、蒙脫石、綠泥石、長石、石英、方解石、黃鐵礦、白鐵礦等礦物。themegallery1.煤矸石的概述 煤矸石是雜有可燃物質的巖石，其2.煤矸石的處理方法難以綜合利用的煤矸石可以充填礦井，荒山溝谷和坍陷區，或覆土造田。暫時不能利用的煤矸石可以覆土、植樹。自燃煤矸石可以澆灑石灰水，進行酸堿中和制止自燃。themegallery2.煤矸石的處理方法難以綜合利用的煤矸石可以充填礦井，荒

10、山溝3.煤矸石的利用（1）煤矸石代替燃料煤矸石含有一定數量的固定炭和揮發分，一般燒失量在 10 %30 %，發熱量可達 41191216MJ / kg，所以，煤矸石可用來代替燃料。四川永榮礦務局發電廠用煤矸石摻入發電，5年間利用煤矸石 2214萬t，相當于節約原煤 17 萬 t。近10 年來，煤矸石被用于代替燃料的比例相當大，一些礦山的矸石山甚至消失。目前，采用煤矸石作燃料的工業生產主要由以下4個方面：化鐵、燒鍋爐、燒石灰及回收煤炭。（2）生產水泥煤矸石中的二氧化硅、三氧化二鋁及三氧化二鐵的總含量一般在 80 %以上，它是一種天然粘土質原料，可以代替粘土配料燒制普通硅酸鹽水泥、特種水泥和無熟料

11、水泥等。（3）煤矸石生產燒結磚。燒結磚以煤矸石為主要原料，一般占坯料質量的 80 %以上，有的甚至全部以煤矸石為原料，有的外摻少量粘土，其各種原料的參考配比為：煤矸石70%80%，粘土10%15% ，砂10%15%。有的利用純煤矸石。適用制燒結磚的煤矸石化學成分有一定的要求。一般要求二氧themegallery3.煤矸石的利用（1）煤矸石代替燃料themegallery化硅含量在50%70%，三氧化二鐵含量在2%8%，氧化鎂含量在3%以下，硫含量在1%以下，鉀、鈉等的主要物理性能也應滿足適當的要求，塑性指數一般為7%15%，發熱量一般為 3185MJ/kg。（4）煤矸石生產輕骨料輕骨料是為了減

12、少混凝土的相對密度而選用的一類多孔骨料，輕骨料應比一般卵石、碎石的密度小得多，有些輕骨料甚至可以浮在水上。用煤矸石生產輕骨料的工藝大致可分為兩類：一類是用燒結劑生產燒結型的煤矸石多孔燒結料；另一類是用回轉窖生產膨脹型的煤矸石陶粒。（5）生產煤矸石棉煤矸石棉是利用煤矸石和石灰為原料，經高溫融化，噴吹而成的一種建筑材料。其原料配比為：煤矸石60%、石灰石40%，或煤矸石60%、石灰石30%、螢石6%10%。煤矸石的熔化設備可采用以焦炭為燃料的沖天爐。焦炭與原料的配比為12135。 （6）制結晶三氯化鋁。結晶三氯化鋁是以煤矸石和化工工業副產品鹽酸為主要原料，經過破碎、焙燒、磨碎、酸浸、沉淀、濃縮結晶

13、和脫水等生產工藝而制成。結晶三氯化鋁分子式為 AlCl36H2O，外觀為淺黃色結晶顆粒，易溶于水，是一種新型凈水劑，制取結晶三氯化鋁的煤矸石要求含鋁量較高 themegallery化硅含量在50%70%，三氧化二鐵含量在2%8%，氧化鎂含鐵量較低。煤矸石在酸浸前須經焙燒，脫掉附著水和結晶水，改變晶體結構使之活化，以利酸浸。將焙燒后的煤矸石渣排到涼渣場自然冷卻后，送入球磨機磨碎。然后經過酸浸、沉淀、過濾、濃縮結晶和脫水，就得到三氯化鋁結晶。（7）制水玻璃用煤矸石制水玻璃的特點是煤矸石經鹽酸處理后，渣中的二氧化硅活性提高，在較低壓力或常壓下即可與液體燒堿反應生成水玻璃。水玻璃可廣泛應用于紙制品、建

14、筑等行業，也可進一步壓蒸、碳酸化、中和等加工過程生產出橡膠補強劑白炭黑。（8）生產硫酸銨煤矸石內的硫化鐵在高溫下生成二氧化硫，再氧化而生成三氧化硫，三氧化硫遇水生成硫酸，并與氨的化合物生成硫酸銨。經過實驗，這種硫酸銨是一種很好的肥料。用煤矸石生產硫酸氨的生產工藝包括焙燒、選料粉碎、浸泡過濾、中和、濃縮結晶、干燥包裝和成品。（9）制備分子篩利用煤矸石制備分子篩主要是利用煤矸石中高含量的三氯化鋁的特點，在煤矸石經過破碎、磨細、煅燒、堿浸、沉淀、濃縮結晶和脫水干燥等流程后可制得 0.4 nm分子篩。0.4 nm分子篩可廣泛用于洗滌助劑，代替原來使用的三聚磷酸鈉，從而減少毒性，保護生態環境。themegallery含鐵量較低。煤矸石在酸浸前須經焙燒，脫掉附著水和結晶水，改變參考文獻劉成. 粉煤灰分選系統技術特點及經濟效益J. 粉煤灰綜