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粉煤灰，顧名思義，就是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，它是伴隨著火力發電產生的主要工業廢棄物。而由于電力資源已是現代社會不可或缺的一部分，粉煤灰的排放量也是逐年增加，若不對這些粉煤灰加以處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。

粉煤灰隨處跑，抹個窗臺都黑麻麻

但早在上世紀20年代，一些發達國家就已開始對粉煤灰進行研究，發展到今日，粉煤灰已成功變廢為寶成為許多國家資源開發的重點，在建材、建工、材料、農業、環境保護等領域都得到了廣泛應用。

一、粉煤灰的基本性質

①形態特征：粉煤灰是細顆粒集合體，主要由氧化硅玻璃球組成，粒徑1～50微米，顆粒形狀可分為球形顆粒和規則顆粒，球形顆粒又可分為鐵質玻璃微珠和高鐵質玻璃微珠，若據其在水中沉降性能的差異，球形顆粒又可分為飄珠、輕珠和沉珠；不規則顆粒包括多孔狀玻璃體、多孔碳粒以及其它碎屑和復合顆粒。以上各顆粒非常細小，只有借助電子顯微鏡掃描才能觀察其形態特征。

粉煤灰電鏡圖

②化學成分：粉煤灰化學成分以SiO2和Al2O3為主（SiO2含量48%左右，Al2O3含量在27%），其它成分為Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3和未燃盡的有機質（燒失量）。構成粉煤灰的具體化學成分含量，會因煤的產地、煤的燃燒方式和程度等不同而有所不同。

我國電廠粉煤灰化學組成%相關信息

③活性：活性指粉煤灰能夠與石灰生具有膠凝性能的水化物。粉煤灰的活性主要來自活性SiO2(玻璃體SiO2)和活性Al2O3(玻璃體Al2O3)在一定堿性條件下的水化作用。在水分存在，特別是在水熱處理（蒸壓養護）條件下，粉煤灰能與氫氧化鈣等堿性物質發生反應，生成水硬交凝性能化合物。

二、粉煤灰的應用

回收利用粉煤灰的意義：對粉煤灰進行有效的綜合治理，可解決粉煤灰堆存占用土地資源的問題，緩解貯存過程中的二次污染，而且適宜的粉煤灰綜合利用技術，能夠提煉出粉煤灰中少量的微量元素，這些元素可能對農作物生長有利。另外，粉煤灰中含有的炭珠、鐵珠等物質可通過回收再利用，作為輕質保溫盒耐火材料。因此粉煤灰的綜合利用技術具有廣泛的應用前景。

1、建材制品

①磚

粉煤灰生產燒結磚及蒸汽養護磚。粉煤灰的用量從30%到70%，主要工藝和設備與普通粘土磚基本相同。粉煤灰蒸養磚的配料除粉煤灰可占65%左右外，還需配入適量的骨料生石灰和石膏，經坯料制備、壓制成型，經常壓或高壓蒸汽養護后燒制成磚。

②水泥

粉煤灰在隱性火山灰活性的作用下，遇到堿性物質會發生化學反應，其內部物質迅速凝固，水泥堿性材料的屬性，使得其與粉煤灰發生反應，水泥與粉煤灰的結合會產生一種具有優秀物理特性的凝膠物質，這種物質的抗壓抗彎作用極強，防水性能也極好。

③加氣混凝土砌塊

粉煤灰加氣混凝土砌塊是一種輕質、新型的保溫墻體材料，同時具有一定的隔熱和隔音效果。通常情況下，粉煤灰加氣混凝土砌塊中的粉煤灰占所有材料的60%-75%，最少也不能低于30%。經常被應用到維護墻、屋面保溫、隔斷墻之中，尤其是在高層建筑、抗震地區、寒冷地區之中經常作為填充墻材料，不僅可以增加使用面積，同時可以減輕墻體的重量。

④泡沫玻璃

泡沫玻璃是一種新型建筑材料，它可由粉煤灰（可占70%）為主要原料燒制而成，其密度在0.5～0.8t/m3之間。具有抗壓、隔熱、隔音、防水、能浮出水面等性能，是現代高層建筑的優質材料。

2、建筑工程

①建筑砂漿

經過研究發現，在砂漿中加入適量的粉煤灰可以提高砂漿的保溫性和和易性，而且也會使砂漿的強度高于普通的砂漿。除此之外，還可以對墻體出現泛霜現象得到有效的控制。又因為可以有效的解決利用高強度水泥配置低強度水泥造成的浪費情況，所以利用粉煤灰建筑砂漿砂漿可使成本下降20%左右，獲得較高的經濟效益。

②混凝土

在混凝土澆注過程中加入適量的高質量的粉煤灰可以改善混凝土的物理性能。

（1）加入粉煤灰攪拌混凝土時避免了直接攪拌混凝土時產生的和易性。因粉煤灰的加入，中和了攪拌混凝土時產生的和易性；

（2）粉煤灰對于提高混凝土在凝固后的硬度有很好的效果，并且不影響其自身的其他性質，滿足了混凝土在配置時對硬度和抗性的要求；

（3）混凝土中加入粉煤灰，使得混凝土的水熱化大幅度減少。

3、道路工程和填筑材料。

①道路工程：粉煤灰及石灰石砂穩定路面墓層、粉煤灰瀝青混凝土、粉煤灰用于護坡護堤工程和剛粉煤灰修筑水庫大壩等。

②填筑材料：主要用于粉煤灰綜合回填、礦井回填、小壩和碼頭等的填筑等。

4、農業應用

粉煤灰和有機質廢棄物的相互混合與發酵，能夠制造出特殊的肥料。同時，針對粉煤灰和鉀原料進行熱處理，則可以制造出鉀肥。除此之外，粉煤灰也可以當作植物營養成分來運用，可以在掩埋粉煤灰之上種植植物。

5、水處理

粉煤灰比表面積大，吸附性能好，是很好的吸附水處理材料。從目前的研究成果來看直接利用粉煤灰作為吸附劑可以對含磷廢水、含重金屬廢水、生活廢水等進行有效處理。

6、粉煤灰硅鋁鐵合金冶煉技術

這種方法是在高溫條件下用碳將粉煤灰中的二氧化硅、氧化鋁、氧化鐵等氧化物的氧脫去，并除去雜質制成硅、鋁、鐵三元合金或硅、鋁、鐵、鋇四元合金，作為熱法煉鎂的還原劑或煉鋼的脫氧劑。此種技術的粉煤灰利用率高，成本低，市場大，可顯著提高金屬鎂的純度和鋼的質量。

三、結語

作為我國主要工業固體廢物之一，雖然粉煤灰在我國的利用率已達到國際平均水平以上，但受原材料品質、地域、市場等因素限制，仍有大量粉煤灰無法得到有效利用，且堆放量還會年年累計，因此如何快速高效、大量利用粉煤灰必將成為發展循環經濟的重點之一。

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