闞麗虹 張貞強(qiáng) 劉國(guó)強(qiáng)

（甘肅能源化工職業(yè)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000）

我國(guó)是一個(gè)產(chǎn)煤大國(guó)，以煤炭為電力生產(chǎn)的主要原料，火力發(fā)電還占據(jù)很大市場(chǎng)，雖然其他能源快速發(fā)展，但是在短期內(nèi)火力發(fā)電還在持續(xù)。用煤來(lái)發(fā)電，每發(fā)1KW·h的電，需要標(biāo)準(zhǔn)煤約300g產(chǎn)生粉煤灰約100g。粉煤灰是火力發(fā)電的主要產(chǎn)物，每消耗4t煤就會(huì)產(chǎn)生1t左右的粉煤灰[6]。粉煤灰中的有害物質(zhì)不可避免的污染了電廠周圍的土壤、空氣和水，威脅電廠附近居住的居民的身體健康。它是火力發(fā)電的主要污染源，我們的研究就是把粉煤灰變成一種再生資源，然后回收在利用，解決了可持續(xù)發(fā)展中資源回收利用的問(wèn)題。

本文以某電廠的粉煤灰為研究對(duì)象，該廠用來(lái)燃燒煤的是循環(huán)流化床鍋爐，燃燒溫度在800～900℃所產(chǎn)生的粉煤灰含鈣量較高。粉煤灰按照含鈣量的高低可以分為高鈣灰（含鈣量大于10%）和低鈣灰（含鈣量小于10%），根據(jù)本廠送來(lái)的樣品，氧化鈣的含量大于22.58%，游離氧化鈣的含量為12.43%，所以屬于高鈣粉煤灰。這種粉煤灰如果不經(jīng)過(guò)處理，就不能利用，因?yàn)闊o(wú)論是水泥還是混凝土里用的粉煤灰，游離氧化鈣的含量都要小于1.5%，因?yàn)橛坞x氧化鈣是影響水泥或混凝提安定性的主要因素。因此，經(jīng)過(guò)查閱資料和小組討論，制定的方案是先粉磨，再加水消減這種粉煤灰中的游離氧化鈣。在游離氧化鈣達(dá)標(biāo)的情況下，在研究粉煤灰的活性和改性利用。

1 先加水再粉磨

加水量在10%，15%，20%，25%，30%，加水以后陳化時(shí)間0d，1d，3d，5d，7d，然后粉磨，粉磨時(shí)間分為10分鐘，20分鐘，30分鐘；這種方案，游離氧化鈣的含量有所降低，但是不明顯。其中游離氧化鈣的測(cè)定方法是乙二醇法，氫氧化鈣的測(cè)定方法是熱重法。經(jīng)小組分析是樣品在出循環(huán)流化床以后經(jīng)過(guò)堆放，也向粉煤灰上加過(guò)水，所以，這種方案效果不佳。

2 先將樣品進(jìn)行粉磨

粉磨時(shí)間對(duì)粉煤灰中游離氧化鈣的影響，經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出，粉磨時(shí)間越長(zhǎng)，粉煤灰細(xì)度越大，游離氧化鈣暴露得越多，就是游離氧化鈣的含量越高，再利用粉煤灰時(shí)，在加一定量的水，對(duì)降低高鈣灰中的游離氧化鈣是有利的，但是具體能降低多少，還需要進(jìn)一步的研究。

3 粉磨時(shí)間相同，粉磨后加不同的水

隨著加水量的增加，游離氧化鈣的消減速度不斷增加，特別是在第一天，消減最快。隨著陳華時(shí)間的加長(zhǎng)，游離氧化鈣的消減越來(lái)越慢，呈下降的趨勢(shì)，到底七天的時(shí)候幾乎沒(méi)有太多的變化。加水量越少，游離氧化鈣的消減過(guò)程進(jìn)行得越慢；當(dāng)加水量較多時(shí)，游離氧化鈣的消減速度明顯加快[3]。

粉磨后的高鈣灰中加水，高鈣灰中的氧化鈣和水反應(yīng)生成大量的Ca（OH）2，加水量較少時(shí)，消減初期，只有少量的Ca（OH）2晶體生成，形狀也不完整；隨著水量的增加，Ca（OH）2晶體不斷的長(zhǎng)大，形狀更加完整，數(shù)量也在不斷增多，形狀呈六方板狀結(jié)構(gòu)，Ca（OH）2晶體棱邊清晰銳利，覆蓋在粉煤灰顆粒的表面。

下圖是不同加水量，不同陳化時(shí)間，高鈣灰中游離氧化鈣的含量：

圖1 不同加水量條件下，游離鈣含量

4 相同的加水量，不同的粉磨時(shí)間，高鈣灰中游離氧化鈣的消減情況

首先，粉磨高鈣灰要達(dá)到粉煤灰細(xì)度的要求，細(xì)度（0.045mm 方孔篩余量%）≤45%（三級(jí)粉煤灰），經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)，粉磨時(shí)間在20分鐘就能達(dá)到這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。在達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后，分別粉磨20分鐘、25分鐘、30分鐘，探究游離氧化鈣的消減情況，得出在早期，游離氧化鈣的消減速度有所增加，但是沒(méi)有加不同的水量那么快，在后期隨著時(shí)間的延長(zhǎng)，f-CaO的就減少非常有限，超過(guò)臨界粉磨時(shí)間30分鐘后，f-CaO的消減反而變慢了[2]。如果在實(shí)際生產(chǎn)中，粉磨時(shí)間長(zhǎng)，電耗也增加了，反而成本增加了。

如下是相同的加水量，不同粉磨時(shí)間高鈣灰中f-CaO的含量：

圖2 不同粉磨時(shí)間條件下，游離鈣含量

5 最佳粉磨時(shí)間、最佳摻水量條件下，再加少量分散劑

分散劑對(duì)高鈣灰中的f-CaO的消減有一定的促進(jìn)作用。消減6個(gè)小時(shí)以后，高鈣灰中的游離氧化鈣含量就降低到10%以下，消減了65%左右，24小時(shí)以后，游離氧化鈣的含量明顯降低，，之后，高鈣灰中的游離氧化鈣下降的速度變得緩慢，但是還是比不加分散劑時(shí)，高鈣灰中的游離氧化鈣含量要低得多。這充分說(shuō)明加入分散劑有利于游離氧化鈣的消減，同時(shí)加入分散劑，在消減過(guò)程中水在高鈣灰中分布更均勻，和高鈣灰的接觸更充分，所以高鈣灰中的游離氧化鈣消減得更完全。

圖3是最佳粉磨時(shí)間、最佳摻水量，加入分散劑后游離氧化鈣的含量。

圖3 是否摻加分散劑條件下，游離鈣含量

6 結(jié)果與討論

1）先加水后粉磨對(duì)高鈣灰的消減意義不大，效果不明顯，建議不采用。

2）細(xì)度越大，高鈣灰中的游離氧化鈣含量越高；

3）粉磨時(shí)間相同，水的摻量越大，游離氧化鈣的消減越快，特別是在消減的初期。

4）相同的加水量，不同粉磨時(shí)間，高鈣灰中f-CaO的消減沒(méi)有上面的情況那么理想。

5）加入分散劑，可以促進(jìn)高鈣灰中f-CaO的消減。

6）高鈣灰具有減水效果好，自身有一定水硬性，摻加到混凝土中，早期抗壓強(qiáng)度高于普通粉煤灰混凝土，有一定的利用價(jià)值。

福建省科技廳廳長(zhǎng)陳秋立率團(tuán)訪問(wèn)總院

5月29日，福建省科學(xué)技術(shù)廳廳黨組書(shū)記、廳長(zhǎng)陳秋立率考察團(tuán)訪問(wèn)中國(guó)建材總院。中國(guó)建材集團(tuán)總工程師、中國(guó)建材總院院長(zhǎng)姚燕熱情接待了福建省科技廳考察團(tuán)一行。

姚燕對(duì)陳秋立一行的到訪表示歡迎，并陪同參觀了光纖面板生產(chǎn)基地、綠色建筑材料國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)檢集團(tuán)大樓和總院展室，詳細(xì)介紹了中國(guó)建材總院科技創(chuàng)新、產(chǎn)品研發(fā)、產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、檢驗(yàn)認(rèn)證等領(lǐng)域取得的成果。

陳秋立表示，福建省正處在“大招商”、“科技大對(duì)接”背景下，希望借助中國(guó)建材總院的科研實(shí)力，通過(guò)建立分支機(jī)構(gòu)協(xié)同發(fā)展，為福建省產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)注入創(chuàng)新活力。姚燕介紹了總院棗莊基地的建設(shè)模式，提出依托當(dāng)?shù)丶夹g(shù)為主的單位，采用共建模式進(jìn)行技術(shù)對(duì)接的設(shè)想。隨后，雙方就科技協(xié)作、檢驗(yàn)認(rèn)證等合作事宜展開(kāi)了深入交流。

北京市科委合作處陳銘培；福建省科技廳辦公室主任鄭志鋒，創(chuàng)新辦主任鄭群力，福州市科技局局長(zhǎng)任義文，龍巖市科技局局長(zhǎng)阮滿昌，龍巖市科技局科長(zhǎng)李棟淵及福建省相關(guān)企業(yè)代表；總院總法律顧問(wèn)、院長(zhǎng)助理王海龍，科技發(fā)展部部長(zhǎng)張忠倫，水泥新材院院長(zhǎng)文寨軍，國(guó)檢集團(tuán)副總經(jīng)理陳璐，科技發(fā)展部部長(zhǎng)助理李桂金，科技發(fā)展部科研主管魏麗穎陪同調(diào)研。