工業固體廢物的一種。煤燃燒所產生的煙氣中的細灰,一般是指燃煤電廠從煙道氣體中收集的細灰,又稱飛灰、煙灰。

  粉煤灰是煤粉進入1300~1500℃的爐膛後,在懸浮燃燒條件下經受熱面吸熱後冷卻而形成的。由於表面張力的作用,粉煤灰大部分呈球狀,表面光滑,微孔較小。一部分因在熔融狀態下互相碰撞而粘連,成為表面粗糙、棱角較多的蜂窩狀組合粒子(見圖)。

電子顯微鏡下的粉煤灰(1000倍)

  成分 粉煤灰的化學成分和礦物組成同燃煤成分、煤粉粒度、鍋爐型式、燃燒情況以及收集方式等有關。一般粉煤灰的化學成分見表1,物理性質見表2。

表1 一般粉煤灰的化學成分

表2 一般粉煤灰的主要物理性質

  粉煤灰中主要物相是玻璃體,占50~80%;所含晶體礦物主要有:莫來石、α-石英、方解石、鈣長石、矽酸鈣、赤鐵礦和磁鐵礦等,此外,還有少量的未燃碳。

  危害 粉煤灰排放量與燃煤中的灰分有直接關系,灰分愈高,排放量就愈大。據中國燃用煤的情況,燃用1噸煤約產生250~300公斤粉煤灰。中國目前每年約排放粉煤灰3000多萬噸。大量的粉煤灰如不加處理,會成為揚塵污染大氣,排入水系會使河流淤塞,而其中某些化學物質還會對人體和生物造成危害。

  處理和利用 粉煤灰的處理和利用問題從20世紀20年代開始研究,半個世紀以來取得許多成果。不少國傢將它作為一種新的資源來利用。美國已將粉煤灰列為12種重要的固體原料之一。中國在近30多年以來,對粉煤灰的研究和利用也取得較大的進展。粉煤灰數量很大,由於技術和經濟條件的限制,一般還不能全部利用起來,要堆存一部分。

  粉煤灰的堆存 根據電廠所處的地理位置,可選擇附近的山溝、窪地、廢河灣、煤礦塌陷區修建貯灰場。貯灰場底部要有防水防滲設施。貯灰場要妥善管理,在已堆滿的灰場上覆土造田,植樹種草或進行表面藥物處理,防止粉煤灰飛揚。

  粉煤灰的利用 可以用於工農業等許多方面。

  ①用於農業。粉煤灰施於土壤,可改善土壤的物理結構,提高地溫和保水能力。粉煤灰含有磷、鉀、鎂、硼、鉬、錳、鈣、鐵、矽等植物所需的元素。適量施用粉煤灰能促進作物的生長,增加產量。粉煤灰還能明顯提高農作物對麥銹病、稻瘟病、大白菜爛心病和果樹黃葉病等的抗病能力,也能增加豆科作物的固氮能力。

  粉煤灰主要用於改良輕重粘土、生土、酸性土、鹽堿土,還用於覆蓋小麥、水稻育秧,以及用於城市垃圾堆肥或生產復合肥料。

  ②用於工業。粉煤灰中含有較多的氧化矽和氧化鋁,它們在常溫下能與氫氧化鈣起化學反應,生成較穩定的水化矽酸鈣和水化鋁酸鈣,這使粉煤灰具有水硬活性。粉煤灰中大部分顆粒為表面光滑的玻璃體,能增進水泥拌合物的易和性,使拌合物易於輸送和操作。因此可在建築材料工業、土木建築工程中廣泛利用。也可作為生產粉煤灰蒸養磚、粉煤灰粘土燒結磚、粉煤灰煤矸石燒結磚、粉煤灰矽酸鹽砌塊、墻板、粉煤灰石膏板、粉煤灰陶粒、粉煤灰加氣混凝土等的原料。粉煤灰還是生產矽酸鹽水泥、火山灰質矽酸鹽水泥、粉煤灰特種水泥等的主要原料。粉煤灰還廣泛用作水泥砂漿和混凝土的摻合料,也可作為道路路基工程材料和穩定地基材料。

  粉煤灰中的空心玻璃體稱為空心微珠,可用作炸藥、塑料、橡膠、瀝青、噴料、塗料、絕緣材料、防火材料以及玻璃鋼中的填料。粉煤灰中還含有一定數量的鐵、鋁、鈦、釩、鍺等金屬,可用不同方法提取回收。