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1、粉煤灰“三步法”综合利用新工艺文/凌友志屠庆模我国电能大部分由燃煤电厂提供。全国燃煤电厂废弃的粉煤灰约30亿吨，挤 占了大片大地，对环境造成极大污染。粉煤灰是一种细粒的复合矿物原料，对它进行整体开发利用不仅减免了对原 材料的投入，也是减少固体废物污染的治本之道。目前，热屯粉煤灰主要用于道理工程、冋填、改良土壤、灰场复土、水泥和 其他建筑材料制造，或是从中提取特定物质，并没有大幅度提升再生产品的附加 值，也没有充分利用废弃的粉煤灰，这是因为一般仅从各行业的需求岀发，只对 粉煤灰的特殊用途或特定物质做了单向选择利用，并没有全面考虑粉煤灰的综合 利用价值，有较大的局限性。粉煤灰是一种复杂的、主要由无
2、机和少量有机组分组成的混合物。无机组分 大部为硅酸铝盐类物质，伴有少量碱性元素和微量的贵重金屈元素；有机物主耍 为未燃烧碳粒和游离碳。粉煤灰粒径小，是一种含有大量高附加值的可再生利用 的资源。根据粉煤灰的矿物组分，采用“三步法”生产工艺，可将粉煤灰中各类矿物尽可 能的逐次分离，分别提取出碳粉、中空微珠、玻璃体微珠、氧化铁钛磁珠、铝硅 铁合金和活性二氧化硅微粉，使它们都能得到合理利用，实现废弃资源综合利用 的最佳化和资源增值的最大化，缓解对高品质自然矿产资源的需求压力，减少资 源浪费，并赋予粉煤灰综合利用以全新的理念。粉煤灰中的矿相物质组成1空中微珠中空微珠的壁层主要由硅酸铝（莫来石化）玻璃体构
3、成，中空，比重轻，常 漂浮于排灰水面，又称漂珠。其形似珠，具有质轻、导热系数小、耐磨、耐高压、 耐酸、隔热、绝缘和高吸附剂、催化剂等，广泛应用于航空航天、舰船及海洋工 程、化工制造和节能建筑等行业。中空微珠深化处理后，可制备生产莫来石/沸 石中空微珠，可应用于催化、离子交换、吸附、缓释胶囊和中间载休等高新技术 产业。2占粉煤总量1.0%-2.5%的玻璃体微珠这部分玻璃体主要有硅酸铝莫来石化玻璃体构成，部分珠体中空，但珠壁较 厚，比重较漂珠大，沉于排灰水，乂称沉珠。具有珠形、硬度大、耐磨、耐高压、 耐酸、聚散性好等特性，可作为化工塑料添加剂、干粉砂浆料、耐热耐酸混凝土， 应用于冶金、石油、化工和
4、建材行业。3氧化铁磁珠主要也富铁硅酸铝、氧化铁钛聚合物或铁钛硅酸铝和氧化铁微粒组成。氧化 铁钛磁珠可作为冶金原料，也可用作高密实混凝土的防辐射材料，或生产颜料、 催化剂的原材料。氧化铁钛磁珠占粉煤灰总量的12%-18%04超细干粉粉煤灰中约有25%-30%的超细干粉，超细干粉绝大部分为微晶珠形结构物质, 粒径小于30um,主要用于生产复合水泥，轻体保温墙体、干粉砂浆料、矿物聚 合材料和人造石材、塑料填充剂、防水剂、改性酚醛泡沫板等。5碳粉碳粉为原煤在电厂锅炉中未完全燃烧的微粒多孔碳，约占粉煤灰的5%-11%, 有少量无机附着物。其性能接近碳素，可用作碳质填充料，也可用作催化剂、吸 附剂或冶金用
5、碳珠。6不规则硅酸铝中粗粉剩余的不规则硅酸铝中粗粉是粉煤灰分离提取上述物质后的剩余物,ai2o3 /SQ2小于等于0.6, Fe2O3小于等于0.6%,由于粉煤灰中的碱性元素多结合成 前述球体材料或呈超细粉被分离，矿物成分纯化，成为生产铝硅复合合金的最佳 原料，省去了研磨硅铝矿物的加工工序，且氧化物也经过了改性，冶炼还原性较 原矿好。“三步法工艺流程粉煤灰装入传输系统，经胶带运输机送至回转干燥集中干燥，然后传入气旋 分离装置分离出粒径小于30um的微晶超细干粉（约占总量的25%-30%）。微 晶超细干粉经捕集器收集装袋，成为第一级产品。粒径人于等于30um的物料接着进入放铁硼强磁选系统，分选出
6、弱磁性的铁 钛磁珠。此后，物料进入湿浮选系统，浮选液中添加活性表面剂，利用中空微珠 较轻的特性和粉灰中有机物碳粒的聚合性能，分别浮选出中空微珠和碳珠。中空 微珠经离心脱水后装袋，碳粉送至密封储仓待装发运。剩余料再通过湿法重旋分 离，分选出玻璃体微珠，干燥后装袋。生产过程中产生的部分废水经加压送至离 心分离器，分离岀少量石膏质物质（约占本系统粉料处理的2/00 -5%o）， 可作为石膏使用。最后剩余的不规则硅酸铝盐中组料，粒径30-300um,大部分 为 50-120um,主要化学成分 SiO240%-52%, AI2O328%-32%, Fe2O37%-10%,TiO22%-2.8%,其粒径和
7、成分正好是配置冶炼铝硅合金的最佳原 料。不规则中粗料按成分要求，配入还原剂、铁钛磁珠、矶土尾矿、高岭土、掺 合剂，经搅拌压制成专用团矿。搭配比例：中粗料+铁钛磁珠65%、矶土尾矿 15%、高岭土 7.5%、掺合剂12.5%O团矿烘干后进入矿热炉冶炼，产出铝硅铁 厶仝口o进入自循环系统采用“三步法”生产对工艺对电厂粉煤灰进行综合处理，分类提 取的矿物组分可应用于不同行业，提高了粉煤灰的利用价值。建设一条年处理 40万吨粉煤灰生产线，利用“三步法”牛产工艺可以分离提取产出：中空微珠（漂 珠）0.58万吨、小于30um的超细微晶干粉11.00万吨、铁钛磁珠4.70万吨、 碳粉2.24万吨、玻璃体微珠5.28万吨、不规则硅酸铝中粗料21.48万吨，建设 三台16 500KVA太后热炉生产铝硅铁合金，可消耗不规则硅酸铝中粗料5.3万 吨，配入少量的矶土铝矿和还原剂还可以产出铝硅铁合金3万吨，副产品二氧化 硅微粉0.5万吨，项目总产值近5亿元，充分体现了废弃资源的综合利用成果, 废弃资源的商品价值也可以得到充分体现。
