[发明专利]湿排粉煤灰的化学预处理方法

说明书

本发明涉及到燃煤电厂湿排粉煤灰综合利用的技术范畴，具体地讲，涉及到湿排粉煤灰的化学预处理方法。

众所周知，中国是一个燃煤发电大国，现在每年由电厂排放的粉煤灰渣总量高达1亿吨/年，其中30％是干排粉煤灰，现已成功地应用于商品混凝土和水泥生产中。另外70％为湿排粉煤灰，除少部分应用于筑路混合料、粉煤灰砖等产品外，大部分湿排粉煤灰只得存放在储灰场中。修建储灰场耗资巨大，并且需要占据大片的土地。湿排粉煤灰在排入储灰场后的沉积过程中，部分水分向地下渗透，造成地下水污染。并且，已沉积在储灰场的粉煤灰表面层脱水后，其中的细灰易于随风扬起，从而造成周围地区严重的大气粉尘污染，破坏人类的生态环境。因此，开发扩大综合利用湿排粉煤灰资源已得到各级政府的重视。

粉煤灰属于火山灰类活性物质，当粉煤灰所在体系中同时存在水分和氢氧化钙的条件下，粉煤灰粒子的外表面层将首先水化，生成带负电荷的铝硅酸根阴离子团，吸附上由氢氧化钙溶解生成的钙离子，即完成了水热反应，在粉煤灰粒子周围生成一层C-S-H凝胶，这种C-S-H凝胶具有水硬性，因而它是构成筑路、建材领域产品强度的关键组分。学术界把粉煤灰参加水热反应的能力称为火山灰活性。这就是湿排粉煤灰应用于筑路用混合料和粉煤灰砖生产中的基本原理。利用湿排粉煤灰生产筑路混合料和粉煤灰砖是目前开发综合利用湿排粉煤灰的主要途径。例如，在现有的利用湿排粉煤灰为原料的筑路混合料中，其体积配方是碎石∶湿排粉煤灰∶石灰料＝3∶2∶1。这种预先在工厂拌合均匀的混合料，一般铺在道路的基层，经碾压实后，上面再铺沥青路面，依靠湿排粉煤灰与石灰粉之间发生缓慢的水热反应，生成水硬性的C-S-H凝胶，使路基逐渐形成了一定的强度和抗水渗透能力。

湿排粉煤灰在水的长期浸泡过程中，粉煤灰粒子表面层水化后带负电荷，易于从外界吸附上其它杂质类阳离子而钝化，在以后利用湿排粉煤灰为原料生产筑路及建材产品过程中，遇到氢氧化钙时发生水热反应的能力就会降低。因此，湿排粉煤灰的火山灰活性明显低于同细度的干排粉煤灰。湿排粉煤灰主要是由三种不同细度组分的灰渣，即II级灰、III级灰和炉底灰组成的混合友。II级灰产自于电厂锅炉烟气，由电除尘器收集并由水冲入湿排粉煤灰中。II级灰主要是由粒径1-100μm的球状玻璃体微珠组成，其细度范围是0.045mm方孔筛筛余12-20％，故II级灰是湿排粉煤灰中细度最高的组分，由于具有较高的比表面积，因而火山灰活性也最高。III级灰也产自于电厂锅炉烟气，由电除尘器收集并由水冲入湿排粉煤灰中。III级灰主要是由粒度较大的不规则玻璃体组成，细度范围是0.045mm方孔筛筛余20-45％，因而其火山灰活性低于II级灰。炉底渣是电厂锅炉已熔融的炉渣水淬后的产物，粒径一般大于III级灰，因而火山灰活性最低。由于湿排粉煤灰中的II级灰、III级灰和炉底渣三者之间比例随机变化相当大，所以与干排粉煤灰相比，湿排粉煤灰的火山灰活性不仅比较低，而且波动也较大。这就是导致湿排粉煤灰在筑路和制砖等产品生产中出现质量问题的重要因素，这也是湿排粉煤灰在筑路、建材等领域中未能大规模开发应用的根本原因。

本发明的目的就是要提供一种湿排粉煤灰的化学预处理方法，解决湿排粉煤灰火山灰活性较低和波动较大的缺点，使之能在筑路、建材等领域中得到大规模开发应用。

实现本发明的湿排粉煤灰化学预处理的具体步骤是：

1.活化掺合料的选用

(1)石灰粉：选用f-CaO＞60％、MgO＜5％、细度达到0.08mm方孔筛筛余＜10％、消解时间不超过5分钟的快速建筑石灰粉。或是选用水分＜30％，干基中Ca(OH)₂＞80％的电石渣来代替石灰粉。

(2)石膏粉：选用SO₃^2-＞30％、细度达到0.08mm方孔筛筛余＜10％的天然二水石膏粉。或是选用水分＜30％、干基中SO₃^2-＞30％的化学石膏，包括脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏来代替天然二水石膏粉。

(3)晶种：选用细度达到0.08mm方孔筛筛余＜10％的方解石粉作为晶种。或是采用白云石粉来代替方解石粉。

2.湿排粉煤灰混合料的配料

按下列配合比配制(重量)％：湿排粉煤灰70-90；石灰粉5-20；天然二水石膏粉3-15；方解石粉1-10。

水料比为0.2-0.4。

3.碾压混合处理