利用粉煤灰合成沸石及其应用VIP专享

1 粉煤灰 1.1 简介 粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，是燃煤电厂排出的主要固体废物。煤粉在炉膛中呈悬浮状态燃烧，燃煤中的绝大部分可燃物都能在炉内烧尽，而煤粉中的不燃物(主要为灰分)大量混杂在高温烟气中。这些不燃物因受到高温作用而部分熔融，同时由于其表面张力的作用，形成大量细小的球形颗粒。在锅炉尾部引风机的抽气作用下，含有大量灰分的烟气流向炉尾。随着烟气温度的降低，一部分熔融的细粒因受到一定程度的急冷呈玻璃体状态，从而具有较高的潜在活性。在引风机将烟气排入大气之前，上述这些细小的球形颗粒，经过除尘器，被分离、收集，即为粉煤灰。 1.2 粉煤灰的组成 我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2、 MgO 、K2O、 Na2O、SO3、Mn O2 等，此外还有P2O5 等。其中氧化硅、氧化钛来自黏土，岩页；氧化铁主要来自黄铁矿；氧化镁和氧化钙来自与其相应的碳酸盐和硫酸盐。 粉煤灰的元素组成(质量分数)为：O 47.83%，Si 11.48%～31.14%，Al 6.40%～22.91%，Fe 1.90%～18.51%， Ca 0.30%～25.10%，K 0.22%～3.10%，Mg 0.05%～1.92%，Ti 0.40%～1.80%，S 0.03%～4.75%，Na 0.05%～1.40%，P 0.00%～0.90%，Cl 0.00%～0.12%，其他0.50%～29.12%。 由于煤的灰量变化范围很广，而且这一变化不仅发生在来自世界各地或同一地区不同煤层的煤中，甚至也发生在同一煤矿不同的部分的煤中。因此，构成粉煤灰的具体化学成分含量，也就因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。其主要化学组成、矿物相组成分别见表1-1 和表1-2。 表1-1 我国电厂粉煤灰化学组成(%) 成分 SiO2 A12O3 Fe2O3 CaO MgO SO3 Na2O K2O 烧失量 范围 34.30～65.76 14.59～40.12 1.50～6.22 0.44～16.80 0.20～3.72 0.00～6.00 0.10～4.23 0.02～2.14 0.63～29.97 均值 50.8 28.1 6.2 3.7 1.2 0.8 1.2 0.6 7.9 表1-2 我国粉煤灰主要矿物相组成 矿物相组成 无定形相 结晶相 玻璃体 未燃碳 石英 莫来石 铁化合物 范围（%） 42～70 1～24 1.1～1.6 11～29 0.04～21 平均值（%） 59.8 8.2 6.4 20.4 5.2 1.3 粉煤灰的结构与性质 粉煤灰的结构是在煤粉燃烧和排出过程中形成的，比较复杂。在显微镜下观察，粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个复合结构的混合体。混合体中这三者的比例随着煤燃烧所选用的技术及操作手法不同而不同...