粉煤灰的性质及其资源化利用.docx

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粉煤灰的性质及其资源化利用

西安科技大学材料学院科技报告

粉煤灰的概况

粉煤灰是燃煤电厂将煤粉用预热空气喷入炉膛悬浮燃烧，产生高温烟气，经由捕尘装置捕集而得的一种具有潜火山灰活性的类矿物物质。

粉煤灰自身不具有胶凝性，但加入适当的激发剂，与水混合，经一段时间的水化过程后，便显示出一定的力学强度。

我国每年要排放大量的粉煤灰。

2007年我国的粉煤灰排放量已达3.2亿t。

大量粉煤灰的排放，严重影响了燃煤电厂周围居民的日常生活。

同时，它对周边的自然环境也有一定的影响。

要解决粉煤灰给环境和社会带来的负面影响，“化害为利，变废为宝”，亟需对粉煤灰进行资源化利用。

目前利用粉煤灰的途径很多，但针对粉煤灰排放的特点，首先要解决“量”的问题，即如何将多年来积存的粉煤灰进行充分的利用，建筑建材领域是重要的突破口。

但粉煤灰作为建材的应用还不是很成熟。

要合理有效的将其应用在建材上，研究“粉煤灰—CaO—H2O”体系的水热反应机理则显得尤为重要。

粉煤灰的产生

粉煤灰的形成大致可分成三个阶段。

第一阶段，煤粉在开始燃烧时，其中气化温度低的挥发分，首先自矿物质与固定碳连接的缝隙间不断逸出，使粉煤灰变成多孔的碳粒。

此时的煤灰颗粒状态基本保持原煤粉的不规则碎屑状，但因多孔性，使其比表面积极大。

第二阶段，伴随着多孔碳粒中的有机质完全燃烧和温度的升高，其中的矿物质也将脱水、分解、氧化变成无机氧化物，此时的煤灰颗粒变为多孔玻璃体，尽管其形态大体上仍维持与多孔碳粒相同，但比表面积明显地小于多孔碳粒。

第三阶段，随着燃烧的进行，多孔玻璃体逐步熔融收缩而形成颗粒，其孔隙率不断降低，圆度不断提高，粒径不断变小，最终由多孔玻璃转变为一密度较高、粒径较小的密实球体，颗粒比表面积下降为最小。

不同粒度和密度的灰粒具有显著的化学和矿物学方面的特征差别，小颗粒一般比大颗粒更具玻璃性和化学活性。

最后形成的粉煤灰（其中80%～90%为飞灰，10%～20%为炉底灰是外观相似、颗粒较细而不均匀的复杂多变的多相物质。

粉煤灰的组成

1矿物组成

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1.1粉煤灰的矿物来源

粉煤灰中的矿物来源于母煤。

母煤中含有铝硅酸盐类粘土矿和氧化硅、黄铁矿、赤铁矿、磁铁矿、碳酸盐、硫酸盐、磷酸盐、氯化物等矿物，而以铝硅酸盐类粘土矿和氧化硅为主。

其中，铝硅酸盐类矿物主要是高岭土矿和页岩矿。

这两种矿物在煅烧中先形成偏高岭土（Al2O3·2SiO2矿物，后期由于受热温度高，偏高岭土会逐渐消失。

1.2粉煤灰的主要矿物组分

粉煤灰的矿物组分十分复杂，主要可分成无定形相和结晶相两大类。

无定形相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的50—80%，是粉煤灰的主要矿物成分，蕴含有较高的化学内能，具有良好的化学活性。

此外，含有的未燃尽碳粒也属于无定形相。

粉煤灰的结晶相主要有莫来石、石英、云母、长石、磁铁矿、赤铁相和少量钙长石、方镁石、硫酸盐矿物、石膏、游离石灰、金红石、方解石等。

这些结晶相大都是在燃烧区形成，又往往被玻璃相包裹。

但有些粉煤灰的颗粒表面又粘附有细小的晶体。

因此，在粉煤灰中，单独存在的结晶体极为少见，而单独从粉煤

灰中提纯结晶矿物相也十分困难。

2化学组成

粉煤灰的化学组成类似于粘土的化学组成，主要包括SiO2、Al2O3、CaO燃尽的炭。

由于煤的品种和燃烧条件的不同，各地粉煤灰的化学成分波动范围比较大，这方面的统计资料，只能供研究工作者参考，无多大实际意义。

所以，有些国家，提出所谓“典型粉煤灰”的化学成分。

下表列出我国粉煤灰化学成分的一般变化范围和美国粉煤灰抽样实例化学成分的最大、小值以及美国粉煤灰公司发表

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的典型粉煤灰化学成分。

粉煤灰化学成分的变化范围及典型粉煤灰的学成分

粉煤灰的化学成分被认为是评价粉煤灰质量高低的重要技术参数。

例如，在研究工作和实际应用中CaO的含量高低，将其区分为高钙灰和低钙灰。

CaO含量在20%以上的称为高钙灰，其质量优于低钙灰。

又如粉煤灰的烧失量可以反映锅炉燃烧情况，烧失量越高，粉煤灰质量越差。

再如，粉煤灰中SiO2、Al2O3、Fe2O3的含量直接关系到它用作建材原料的优劣。

美国粉煤灰标准[ASTM（618]规定，用于水泥和混凝土中的低钙粉煤灰（F级灰中，SiO2+Al2O3+Fe2O3的含量必须占化学成分总量的70%以上；高钙粉煤灰（C级灰中，三者含量必须占50%以上。

粉煤灰中的MgO和SO3对水泥和混凝土来说，是有害成分，故应用中需对其含量有一定限额要求。

显然，一旦某种来源的粉煤灰的化学成分有了显著变化，就应该重新评价其质量。

我国燃煤电厂基本上是燃用烟煤，粉煤灰中CaO含量偏低，属于低钙灰，但Al2O3含量一般比较高，烧失量也比较高，这是其特点。

此外，我国少数电厂用褐煤发电或为了脱硫而喷烧石灰石、白云石产生的灰，CaO含量都在30%以上。

目前开发中的神木煤就是优质褐煤，烧成的灰就是高钙灰。

化学成分我国低钙粉煤灰

化学成分的一般

变化范围（%）

美国粉煤灰化学成分变化范围（%）典型粉煤灰化学成分（%）低钙粉煤灰（F级灰）高钙粉煤灰（C级灰）SiO2

K2O

烧失量1—260.3—30————

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3粉煤灰的颗粒组成

粉煤灰是由各种大小不一，形貌各异的颗粒组成的。

1○

球形颗粒球形颗粒表面光滑，有的圆球上还嵌有前面提到的晶体—微小的α石英和莫来石晶析。

我国粉煤灰中，此类含量多的达25%，少的仅3—4%，粒径一般从数um到数十um，比重和容重均大，在水中下沉，也称“沉珠”。

“沉珠”依其化学成分，可以分为富钙玻璃微珠和富铁玻璃微珠。

前者富集了氧化钙，化学活性好；后者富集了氧化铁，实际上是由铝硅酸盐将赤铁矿和磁铁矿包裹起来的球体，具有磁性，叫做“磁珠”。

2○

不规则多孔颗粒不规则多孔颗粒包括多孔炭粒和多孔铝硅玻璃体。

A○多孔炭粒：

多孔炭粒有的呈球状，有的为碎屑，属惰性组分，比重和容重均小，粒径和比表面积均大，对粉煤灰性能有不良影响。

许多研究指出，粉煤灰制品的强度和性能均随含碳量的增加而下降。

B○多孔铝硅玻璃体：

这类颗粒富含氧化硅和氧化铝，是我国粉煤灰中为数最多的颗粒，有的多达70%以上。

这类玻璃体在形成过程，有的因气体逸出而具有开放性空穴，表面呈蜂窝状结构；有的因部分气体未逸出被包裹在颗粒内具有封闭性孔穴，内部呈蜂窝状结构。

多空玻璃体颗粒具有较大的比表面积，粒径从数十um到数百um。

在具有密封性孔穴的颗粒中还有一种比重很小（<1的颗粒，能浮于水面上，称为“漂珠”，其含量可以高达粉煤灰体积的15—20%，重量为粉煤灰的4—5%,是一种多功能的新材料。

漂珠内封闭气体形成的最佳温度是1400℃，其中氧化铁含量关系到生成漂珠的数量，当氧化铁含量低于5%时，生成的漂珠很少，氧化铁含量超过8%时，生成的漂珠显著增加。

氧化铁作用可用下式表示：

2Fe2O3+C—→4FeO+CO2

2FeO+1/2O2—→Fe2O3

1/2Si3N4+3Fe2O3—→3/2SiO2+6FeO+N2

当冷却速度过快时，漂珠会破碎。

所以，要获得质优、量大的漂珠，除要求优良

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的煤质外，还必须严格控制燃烧温度和调节好冷却速度。

C○碎片：

碎片包括结晶颗粒矿物碎片好玻璃体碎片。

此外，还有碎屑状炭粒。

粉煤灰的性质

1物理性质

1.1外观和颜色

粉煤灰外观象水泥,组分中的含炭量使其由乳白到灰黑等不同颜色,含炭量越高,颜色越深。

炭粒存在于粉煤灰的粗颗粒中。

粉煤灰的颜色可在一定程度上反映粉煤灰的细度。

在商品粉煤灰的质量评定和生产控制中,颜色是一项重要指标,颜色越深,质量越低。

1.2比重和容重

低钙灰比重一般为1.8~2.8,高钙灰的比重可达2.5~2.8。

生产中,如果比重发生变化,表明其质量也发生了变化。

粉煤灰的松散干容重变化范围为600~1000kg/m3,压实容重为1300~1600kg/m3,湿粉煤灰在一定范围内随含水量增加,压实容重也有增加。

低钙扮煤灰的最洼含水范围为15~35%,最大压实容重可达1700kg/m3。

1.3细度

粉煤灰的颗粒粒径极限为0.5~300μm。

其中,玻璃微珠粒径为0.5~100μm,大部分在45μm以下,平均为10~30μm；漂珠粒径往往大于45μm,我国规定以45μm筛余百分数为细度指标,其测定方法按GB146—90《规范》的规定进行。

1.4需水量比

在水泥或混凝土中掺入粉煤灰,一般可以降低水泥或混凝土的用水量,这是粉煤灰的一个明显的优越性。

但若掺用含炭量较高的粉煤灰,则又会明显地增加用水量。

这个用水量,称作粉煤灰的需水量。

在粉煤灰标准规范中,采用粉煤灰水泥胶砂需水量与基准水泥胶砂需水量的比值表示粉煤灰的需水量。

它是粉煤灰的一项重要品质指标。

一般情况下,低需水量的粉煤灰测定值为22~30%,中等需水量为

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30~40%,高需水量可达50%~60%。

2化学性质

粉煤灰是一种人工火山灰质混合材料，它本身略有或没有水硬胶凝性能，但当以粉状及有水存在时，能在常温特别是在水热处理（蒸汽养护条件下，与氢氧化钙或其它碱土金属氢氧化物发生化学反应，生成具有水硬胶凝性能的化合物，成为一种增加强度和耐久性的材料。

这也正是粉煤灰能够用来生产各种建筑材料的原因所在。

3粉煤灰的存在形态

粉煤灰是以颗粒形态存在的，且这些颗粒的矿物组成、粒径大小、形态各不相同。

人们通常将其按形状分为珠状颗粒包括漂珠（亦称漂珠形空心微珠，英文为Floaters、空心沉珠（亦称空心微珠，英文为Cenosphere、复珠（子母珠、密实沉珠（实心沉珠和富铁玻璃微珠等五大品种；渣状颗粒包括海绵状玻璃渣粒、碳粒、钝角颗粒、碎屑和粘聚颗粒等五大品种。

正是由于这些颗粒各自组成上的变化，组合上的比例不同，才直接影响到粉煤灰质量的优劣。

4粉煤灰的活性

粉煤灰的活性包括物理活性和化学活性两个方面。

物理活性是粉煤灰颗粒效应、微集料效应等的总和，是一切与自身化学元素性质无关，又能促进制品胶凝活性和改善制品性能（如强度、抗渗性、耐磨性的各种物理效应的总称。

它是粉煤灰能够直接被充分利用的最有实用价值的活性，是早期活性的主要来源。

化学活性是指其中的可溶性二氧化硅、三氧化二铝等成分在常温下与水和石灰徐徐地化合反应，生成不溶、安定的硅铝酸钙盐的性质，也称火山灰活性。

需要说明的是，有些粉煤灰本身含有足量游离石灰，无需再加石灰就可和水显示该活性。

粉煤灰化学活性的决定因素是其中玻璃体含量、玻璃体中可溶性的SiO2、Al2O3含量及玻璃体解聚能力。

粉煤灰的活性是粉煤灰颗粒大小、形态玻璃化程度及其组成的综合反映，也是其应用价值大小的一个重要参数。

粉煤灰的活性大小不是一成不变的，它可以经过人工手段激活。

常用的方法有如下三种。

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（1机械磨细法

机械磨细对提高粉煤灰（特别是颗粒粗大的粉煤灰的活性非常有效。

通过磨细，一方面粉碎粗大多孔的玻璃体，解除玻璃颗粒粘结，改善表面特性，减少配合料在混合过程的摩擦，改善集料级配，提高物理活性（如颗粒效应、微集料效应；另一方面，粗大玻璃体尤其是多孔和颗粒粘结的破坏，破坏了玻璃体表面坚固的保护膜，使内部可溶性SiO2、Al2O3溶出，断键增多，比表面积增大，反应接触面增加，活化分子增加，粉煤灰早期化学活性提高。

（2水热合成法

粉煤灰是在高温流态化条件产生的，其传热过程异常迅速，在很短时间（约2～3s内被加热至1100～1300℃或更高温度，液相出现，在表面张力作用下收缩成球形液滴，结构迅速致密化，同时相互粘结成较大颗粒，在收集过程中又由于迅速冷却，液相来不及结晶而保持无定形态（仅有微小莫来石固溶在其中，这种保持高温液态结构排列方式的介稳结构内能比相应成分的晶态内能高，但又低于完全无序的无定形态物质，内部结构处于近程有序，远程无序，常温下对水很稳定，不能被溶解（无定形态SiO2是可溶的。

但在水热条件下，无规则网络被激活，水就可以直接破坏网络结构，并随温度升高，破坏作用加强，反应简式为：

≡Si─O─Si≡+H─O─H—→≡Si─O─H+H─O─Si＝

水热合成后，网络硅铝变成活性硅铝溶于水中。

（3碱性激发法

碱类物质对硅酸盐玻璃网络具有直接的破坏作用，所以碱溶液对粉煤灰具有最强的作用，即碱性激发。

影响粉煤灰碱性激发的因素很多，其中其主要作用的有：

碱的种类和pH值、温度、粉煤灰结构和表面状态等。

一般说来，碱性越强、pH值越高、温度越高，碱激发作用越强；而网络聚合度高、网络连接程度越高，破坏网络需要能量越大，碱激发作用越困难，需要时间越长。

总之，只要能瓦解粉煤灰结构，释放内部可溶性SiO2和Al2O3，将网络高聚体解聚成低聚度硅铝酸（盐胶体物，就能提高粉煤灰的活性。

粉煤灰的综合利用现状

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1粉煤灰在建筑材料方面的应用

粉煤灰是一种理想的混凝土掺合料。

由于粉煤灰的形态效应、活性效应和微集料效应，提高了混凝土的强度、抗渗性、抗侵蚀性和耐磨性等。

在混凝土中掺加一定量粉煤灰，可节约水泥，提高混凝土制品质量及工程质量，降低生产成本和工程造价。

一般而言，使用粉煤灰的混凝土可节约水泥15%~40%，砂石8%~10%，降低成本15元/m3，1吨优质粉煤灰可创效益150~250元，还可改善混凝土的和易性和可泵性，降低混凝土温升,增加后期强度等。

粉煤灰砖比粘土砖轻10%~20%，可减轻建筑物自重和建筑工人劳动强度；粉煤灰可作粘土塑化剂，砖在干燥过程中裂纹少，损失率低。

生产粉煤灰烧结砖工艺简单，建厂速度快，吃灰量大。

我国目前生产粉煤灰砖有三种方式：

①以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料，经坯料制备，压制成型，高压或常压蒸汽养护而成的粉煤灰砖；②以粉煤灰为主，以水泥为主要胶结料，添加其它辅料，压制成型，常压蒸汽养护或自然养护而制成的粉煤灰砖；③以85%~90%的粉煤灰与部分添加剂为主要原料，经搅拌、半硬成型挤出或半干压成型砖坯，然后烧结而成的无粘土烧结粉煤灰砖。

粉煤灰砌块和粉煤灰蒸压加气混凝土砌块。

以粉煤灰、石灰、石膏和骨料为原料、加水搅拌振动后成型。

蒸汽养护而成的密实砌块可用于民用和工业建筑的墙体和基础。

以粉煤灰为主要原料、水泥为胶凝材料，加白灰、石膏、发泡剂，经配料浇注、静停切割,高压蒸养制成粉煤灰加气混凝土砌块。

具有质量轻,隔热保温,隔音等特性。

广泛用于框架结构填充材料。

1.1水泥、混凝土掺料

粉煤灰具有火山灰活性，能与碱性物质发生“凝硬反应”，生成水泥质胶凝物质。

用作水泥或混凝土掺料时，其减水效果显著、能有效改善混凝土和易性、增加抗压和抗弯强度、提高抗渗和抗蚀力，同时具有减少泌水和离析、降低透水和浸析、减少早期和后期干缩、降低水化热和干燥收缩率等功效。

因此，在各种工程建筑中，粉煤灰的掺入，不仅能改善工程质量、节约水泥，且施工简单易行。

1.2新型墙体材料

以粉煤灰为主要原料，加入粘土、工业废渣、调理剂等成分，可制备成烧结

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砖、波纹状琉璃瓦、保温隔热板、吊顶天花板、承重型多孔砖、空心砌块彩色步道板等新型墙体材料。

其生产工艺简单、吃灰量大、节约粘土和燃料，且这些材料大多具有轻质保温、抗压美观、施工方便等特点，如粉煤灰硅钙板强度高、耐燃、可任意加工、干缩变形小，彻底解决了非金属板材施工后出现的翘曲和对接触存在板缝的问题。

1.3粉煤灰陶粒

它是以粉煤灰为原料，加入一定量的胶结料和水，经成球、烧结而成的人造轻骨料，用灰量大（粉煤灰掺量约80%、质轻、保温、隔热、抗冲击，用其配制的轻混凝土容重可达13530~17260N/m3、抗压强度可达20~60MPa，适用于高层建筑或大跨度构件，其质量可减轻33%、保温性可提高3倍。

1.4其它建材应用

粉煤灰矿物棉容重轻、导热系数低、吸音效果好，是一种优质保温节能材料；粉煤灰辉石微晶玻璃具有很高的强度、硬度，其耐蚀和耐磨性也数倍于普通的矿渣微晶玻璃；粉煤灰作为石膏制品的填充剂，不仅掺量可达30%，还可用作促凝剂，提高石膏制品的防水性；利用粉煤灰做沥青填充料生产防水油毡，无论外观质量、还是物理性能，都与用滑石粉做填充料的防水油毡相同，并使成本大大降低。

此外，还可以利用粉煤灰制备纤维化灰绒、陶砂滤料，并在砂浆中代替部分水泥、石灰或砂石等。

2粉煤灰在道路工程填筑方面的应用

粉煤灰可代替部分传统筑路材料广泛用于路面、基层、填筑路堤及结构回填等道路工程中。

《粉煤灰综合利用管理办法》规定：

凡具备粉煤灰（包括制品综合利用条件的建筑和道路工程，其设计部门必须将充分利用粉煤灰及其制品纳入设计方案，建设、施工单位应确保使用。

实践证明，粉煤灰用于道路施工，工艺简单，用灰量大，已普遍推广应用。

粉煤灰用于水泥混凝土路面。

粉煤灰与水泥的主要成分相同，但其成本远低于水泥。

铺筑水泥路面，用粉煤灰替代部分水泥，不但降低工程造价，且有利于降低混凝土初始坍落度,延长混凝土初凝时间，减少运输过程中的坍落度损失，降低水化热和混凝土温度，有利于减少路面收缩裂缝，提高路面的抗压强度。

粉煤灰用于路面基层。

粉煤灰的渗透系数比粘土的渗透系数大得多，可提高

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路面强度和稳定性。

石灰稳定粉煤灰或石灰粉煤灰稳定土在路面基层中的应用比传统材料优越。

因为石灰可使混合料的最佳含水量增大，最大干密度减小，强度、钢度、稳定性提高，温度收缩系数减小，对抗低温缩裂有重要意义。

粉煤灰混凝土路面砖。

粉煤灰混凝土路面砖以水泥和粉煤灰为混合胶结料，再配以骨料等，经计量搅拌、成型、养护制成。

变更成型模具可制成方砖、连锁路面砖、仿古砖、绿化植草砖、路沿砖等。

采用分层布料，可制成彩色粉煤灰混凝土路面砖。

粉煤灰混凝土路面砖除具有普通混凝土路面砖的优点和用途，其长期性能更好，已广泛用于车行道、人行道、园林道路、广场、庭院、仿古建筑道路、停车道等。

3粉煤灰在农牧业方面的应用

用粉煤灰改良土壤。

粉煤灰疏松多孔、比表面积大、保水、透气好，可增加土壤孔隙度，提高地温，改善粘质土壤，促进土壤中微生物活性，使水、肥、气、热趋向协调,便于养分转化，作物生长。

用粉煤灰生产肥料。

粉煤灰中含有大量农作物所需的营养元素，如硅、钙、镁、钾等，可生产各种复合肥，增产效果好，价格便宜。

粉煤灰施入土壤，可以防止小麦锈病及果树黄叶病等，增加农作物对病虫害的抵抗力。

蔬菜试验表明，粉煤灰用量0~12%范围内，随施用量增加，植物组织中铁、锌浓度下降，钾、锰浓度增加，铜、镍浓度保持不变，不产生植株毒害症状，粉煤灰富含的硼是油料作物的良好肥源，粉煤灰同腐植酸结合施用，可以提高土壤中有效硅的含量。

研究表明，利用粉煤灰为载体，加上有效养分，磁化后便于土壤形成易为作物吸收的营养单元,不仅能改良，而且能增强作物光合作用和呼吸功能，提高作物抗旱和抗灾性。

现已利用粉煤灰开发出粉煤灰磷肥、硅复合肥等。

3.1改良土壤

粉煤灰松散多孔，属热性砂质、细砂约占80%，并含有大量枸溶性硅、钙、镁、磷等农作物必需的营养元素，有改善土壤结构、增加蓄水与透光性、提高地温等功效。

可用于改造重粘土、生土、酸性土和盐碱土，弥补其粘、酸、板、瘦的缺陷。

土壤掺入粉煤灰后，可促进土壤中微生物活性，有利于养分转化和保湿保墒，使水、肥、气、热趋向协调，为作物生长创造良好的土壤环境。

粉煤灰可促进水稻生长，并代替马粪、牛粪等用作水稻秧田的覆盖物，育出

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的秧苗壮实、根系发达、分蘖能力强；粉煤灰质软松细、营养成分全面，有利于小麦增产和麦苗安全越冬；土壤中掺入粉煤灰还有利于铁、硅、硫、钼等元素的吸收，增强植物的防病抗虫能力，起到施加农药的效果，如用其防治果树黄叶病、稻瘟病及麦锈病等。

3.2制备农用肥

粉煤灰粒径小、流动性好，具有减少摩擦、提高粒肥制成速度的作用，且能提高粒肥的抗压强度；加之其疏松多孔、可吸附某些养分离子和气体，以调节养分释放速度。

因此，利用粉煤灰可制成钙镁、硅钙、硅钾等复合肥；粉煤灰也可与家畜粪便混合堆制农家肥。

粉煤灰组分相对单一，无杂质、无虫卵与病菌，更利于田间操作及减少作物病虫害的传播。

粉煤灰含有较多的铁元素，经磁化后，再配入其它有效养分即得到磁化肥，它的施入可使土壤颗粒发生“磁性活化”而逐步团聚化，能改善土壤的通气、透水和保水性，促进农作物的呼吸和新陈代谢。

实践证明，磁化肥用量少、功能多、肥效长，弥补了大量施用粉煤灰改良土壤的不足，并与化肥有协同作用，使根系稳定，提高农作物产量。

4粉煤灰在环境保护方面的应用

粉煤灰比表面积大，具有一定吸附性能。

研究证实,粉煤灰可有效去除富营养型湖泊表层水和间隙水中的磷酸酶，对造纸、印染、中草药等生产废水具有一定净化作用，用粉煤灰对高浓度的少量有害物质进行固化处理，形成的固体块致密，空隙率很少，发生二次水化反应时，固形物的微小孔洞被封死，被固化的有害物质更不易溶出，造价较低，是理想的固化剂。

粉煤灰在酸性条件下，其中的铝、铁离解成为无机混凝剂，与污水混合能将污水中的悬浮物粒子絮凝、沉降，使水质变清。

用粉煤灰处理生活、造纸和制革废水等，都已取得较好的效果。

4.1废水处理

粉煤灰粒细质轻、疏松多孔、表面能高，具有一定的活性基团和较强的吸附能力，经硫铁矿渣、酸、碱、铝盐或铁盐溶液改性后，辅以适量的助凝剂，可用来处理生活污水、焦化废水、造纸废液、含酚废水等各类废水。

实践表明，经改性后的粉煤灰在废水脱色除臭、有机物和悬浮胶体去除、细菌微生物和杂质净化、以及Hg2+、Pb2+、Cu2+、Ni2+、Zn2+等重金属离子去除上，均有显著的处理效

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果。

目前，粉煤灰处理废水的理论基础薄弱，特别是吸附机理及动力学的研究有待深入；灰水分离缺乏有效工艺，吸附饱和灰处置不当易引起二次污染；此外，废水处理效能受到粉煤灰吸附容量的限制，工程应用亟需廉价高效的粉煤灰复合混凝剂。

4.2烟气脱硫

粉煤灰含有较多的CaO、MgO、Na2O等碱性氧化物，水溶液呈碱性，因此可用于烟气脱硫。

李方文等在碱液中，加入经活化焙烧后的粉煤灰，经水热处理、洗涤、烘干后即得到合成沸石，它对电厂SO2的吸附容量为31.8mg/g；此粉煤灰脱硫剂还可用于处理垃圾焚烧烟气，以去除汞和二恶英等污染物。

日本北海道电力公司1990年研究发现用粉煤灰、石灰和石膏制成的脱硫剂性能良好。

1991年和三菱公司据此联合开发LILAC脱硫工艺，在烟气处理量为1万m3/h时，在ΔT为15~17℃、Ca/S为1.2时，脱硫率为75%；降低ΔT，脱硫率可提高至80%~90%。

4.3噪声防治

将70%粉煤灰、30%硅质粘土材料及发泡剂等混配后，经二次烧成工艺可制得粉煤灰泡沫玻璃，具有耐燃防水、保温隔热、吸音隔音等优良性能，可广泛用于建筑、化工、食品和国防等部门的隔热保温、吸声和装饰等工程中。

粉煤灰GRC圆孔隔墙板面密度40~55kg/m3，仅为同厚度粘土砖墙的1/6，若再采用边肋与面板一次复合成型，组成双层GRC隔墙板夹气层结构，隔声指数大于45dB，可达到国家一级隔声标准，接近24cm厚实心砖墙的隔声效果，能满足工程上的隔音降噪要求。

5粉煤灰作为工程填充材料

粉煤灰的成分类似于粘土，可代替砂石应用在工程填筑上，这种投资少、见效快、用量大的直接利用方式，既解决了工程取土难题和粉煤灰堆放污染，又大大降低了工程造价。

近年来，粉煤灰已在高速公路、水利基坝、桥梁护坡、机场跑道、越江隧道等大型工程上广为掺用，其施用技术日趋成熟，经济与环保效益良好[15]。

在矿区，利用粉煤灰对煤坑、洼地和采空区进行回填，既降低了塌陷程度，吃掉了大

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量粉煤灰，又能复垦造田，减少农