粉煤灰，顾名思义，就是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，它是伴随着火力发电产生的主要工业废弃物。而由于电力资源已是现代社会不可或缺的一部分，粉煤灰的排放量也是逐年增加，若不对这些粉煤灰加以处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

粉煤灰随处跑，抹个窗台都黑麻麻

但早在上世纪20年代，一些发达国家就已开始对粉煤灰进行研究，发展到今日，粉煤灰已成功变废为宝成为许多国家资源开发的重点，在建材、建工、材料、农业、环境保护等领域都得到了广泛应用。

一、粉煤灰的基本性质

①形态特征：粉煤灰是细颗粒集合体，主要由氧化硅玻璃球组成，粒径1～50微米，颗粒形状可分为球形颗粒和规则颗粒，球形颗粒又可分为铁质玻璃微珠和高铁质玻璃微珠，若据其在水中沉降性能的差异，球形颗粒又可分为飘珠、轻珠和沉珠；不规则颗粒包括多孔状玻璃体、多孔碳粒以及其它碎屑和复合颗粒。以上各颗粒非常细小，只有借助电子显微镜扫描才能观察其形态特征。

粉煤灰电镜图

②化学成分：粉煤灰化学成分以SiO2和Al2O3为主（SiO2含量48%左右，Al2O3含量在27%），其它成分为Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3和未燃尽的有机质（烧失量）。构成粉煤灰的具体化学成分含量，会因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。

我国电厂粉煤灰化学组成%相关信息

③活性：活性指粉煤灰能够与石灰生具有胶凝性能的水化物。粉煤灰的活性主要来自活性SiO2(玻璃体SiO2)和活性Al2O3(玻璃体Al2O3)在一定碱性条件下的水化作用。在水分存在，特别是在水热处理（蒸压养护）条件下，粉煤灰能与氢氧化钙等碱性物质发生反应，生成水硬交凝性能化合物。

二、粉煤灰的应用

回收利用粉煤灰的意义：对粉煤灰进行有效的综合治理，可解决粉煤灰堆存占用土地资源的问题，缓解贮存过程中的二次污染，而且适宜的粉煤灰综合利用技术，能够提炼出粉煤灰中少量的微量元素，这些元素可能对农作物生长有利。另外，粉煤灰中含有的炭珠、铁珠等物质可通过回收再利用，作为轻质保温盒耐火材料。因此粉煤灰的综合利用技术具有广泛的应用前景。

1、建材制品

①砖

粉煤灰生产烧结砖及蒸汽养护砖。粉煤灰的用量从30%到70%，主要工艺和设备与普通粘土砖基本相同。粉煤灰蒸养砖的配料除粉煤灰可占65%左右外，还需配入适量的骨料生石灰和石膏，经坯料制备、压制成型，经常压或高压蒸汽养护后烧制成砖。

②水泥

粉煤灰在隐性火山灰活性的作用下，遇到碱性物质会发生化学反应，其内部物质迅速凝固，水泥碱性材料的属性，使得其与粉煤灰发生反应，水泥与粉煤灰的结合会产生一种具有优秀物理特性的凝胶物质，这种物质的抗压抗弯作用极强，防水性能也极好。

③加气混凝土砌块

粉煤灰加气混凝土砌块是一种轻质、新型的保温墙体材料，同时具有一定的隔热和隔音效果。通常情况下，粉煤灰加气混凝土砌块中的粉煤灰占所有材料的60%-75%，最少也不能低于30%。经常被应用到维护墙、屋面保温、隔断墙之中，尤其是在高层建筑、抗震地区、寒冷地区之中经常作为填充墙材料，不仅可以增加使用面积，同时可以减轻墙体的重量。

④泡沫玻璃

泡沫玻璃是一种新型建筑材料，它可由粉煤灰（可占70%）为主要原料烧制而成，其密度在0.5～0.8t/m3之间。具有抗压、隔热、隔音、防水、能浮出水面等性能，是现代高层建筑的优质材料。

2、建筑工程

①建筑砂浆

经过研究发现，在砂浆中加入适量的粉煤灰可以提高砂浆的保温性和和易性，而且也会使砂浆的强度高于普通的砂浆。除此之外，还可以对墙体出现泛霜现象得到有效的控制。又因为可以有效的解决利用高强度水泥配置低强度水泥造成的浪费情况，所以利用粉煤灰建筑砂浆砂浆可使成本下降20%左右，获得较高的经济效益。

②混凝土

在混凝土浇注过程中加入适量的高质量的粉煤灰可以改善混凝土的物理性能。

（1）加入粉煤灰搅拌混凝土时避免了直接搅拌混凝土时产生的和易性。因粉煤灰的加入，中和了搅拌混凝土时产生的和易性；

（2）粉煤灰对于提高混凝土在凝固后的硬度有很好的效果，并且不影响其自身的其他性质，满足了混凝土在配置时对硬度和抗性的要求；

（3）混凝土中加入粉煤灰，使得混凝土的水热化大幅度减少。

3、道路工程和填筑材料。

①道路工程：粉煤灰及石灰石砂稳定路面墓层、粉煤灰沥青混凝土、粉煤灰用于护坡护堤工程和刚粉煤灰修筑水库大坝等。

②填筑材料：主要用于粉煤灰综合回填、矿井回填、小坝和码头等的填筑等。

4、农业应用

粉煤灰和有机质废弃物的相互混合与发酵，能够制造出特殊的肥料。同时，针对粉煤灰和钾原料进行热处理，则可以制造出钾肥。除此之外，粉煤灰也可以当作植物营养成分来运用，可以在掩埋粉煤灰之上种植植物。

5、水处理

粉煤灰比表面积大，吸附性能好，是很好的吸附水处理材料。从目前的研究成果来看直接利用粉煤灰作为吸附剂可以对含磷废水、含重金属废水、生活废水等进行有效处理。

6、粉煤灰硅铝铁合金冶炼技术

这种方法是在高温条件下用碳将粉煤灰中的二氧化硅、氧化铝、氧化铁等氧化物的氧脱去，并除去杂质制成硅、铝、铁三元合金或硅、铝、铁、钡四元合金，作为热法炼镁的还原剂或炼钢的脱氧剂。此种技术的粉煤灰利用率高，成本低，市场大，可显著提高金属镁的纯度和钢的质量。

三、结语

作为我国主要工业固体废物之一，虽然粉煤灰在我国的利用率已达到国际平均水平以上，但受原材料品质、地域、市场等因素限制，仍有大量粉煤灰无法得到有效利用，且堆放量还会年年累计，因此如何快速高效、大量利用粉煤灰必将成为发展循环经济的重点之一。

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