粉煤灰漂珠的特性提取和应用1

粉煤灰漂珠的特性、提取和应用一、粉煤灰漂珠介绍粉煤灰漂珠，指的是粉煤灰中含有空心玻璃微珠，其中一部分是壁薄、粒径稍大、封闭型的空心球体，其比重小于1,能浮在水面上，称之为漂珠。其产生伴随着粉煤灰的产生。1•粉煤灰的产生粉煤灰是煤粉经过燃烧后，从锅炉烟气中排放出的细灰状残留物，80%左右为飞灰（FlyAsh）,20%左右为底灰（BottomAsh）,是一种人工火山灰质。当煤粉进入1300〜1500°C的炉膛后，在悬浮燃烧条件下经受热面吸热后冷却形成粉煤灰。由于表面压力的作用，粉煤灰颗粒大部分呈球形，表面疏松多孔，比表面积大，且具有一定的活性。我国每年排放的粉煤灰约1.8亿t,利用率约为30%[1]。大量粉煤灰的堆放,不仅占用了宝贵的土地资源，而且其中的有害成分，如重金属离子通过挥发、渗滤严重污染了大气和水体环境。当前，粉煤灰作为一类主要的工业废弃物，已经变废为宝，被越来越多的应用到水泥混凝土当中，在降低此类废弃物堆放问题的同时，还起到了降低水泥胶材用量和改善水泥混凝土的各种性能的作用。2.粉煤灰中的漂珠粉煤灰漂珠是从燃煤电厂排放的粉煤灰中提取的薄壁的空心玻璃微珠，是粉煤灰珠状颗粒中的一种，因能漂浮在水上而得名，漂珠的产量为电厂排灰总量的0.5%〜1.5%。粉煤灰漂珠具有颗粒细、质轻、绝缘、耐火、隔音、强度高等特性,主要用于塑料、合成橡胶的填料，油漆、高级隔热材料、绝缘材料、耐磨器件、潜艇材料及航天飞船的隔热材料等，漂珠的用途决定了它广阔的市场空间和较高的利用价值。3•漂珠的特性（化学成分、矿物成分、密度、化学活性）表1、2为漂珠的主要物理性能指标，由表1、2可知：（1）漂珠大部分为外表光滑的球型颗粒，薄壁中空,颜色通常随杂质含量的高低而有所变化，一般杂质含量越高，颜色就越深。（2）漂珠的松散密度及紧密密度均较小,因而漂珠可用作轻质材料的填充料。（3）漂珠的饱和吸水率高达38%,远大于普通砂、石的吸水率。（4）漂珠导热系数为0•065w/m•k,可用于生产保温材料。（5）本研究的漂珠的比表面积为2516cm2/g,也可用于处理工业废水,如漂珠经技术处理后可以代替活性炭处理工业废水，其吸附能力可与活性炭相媲美，而价格仅为活性炭的1/3。老|漂珠和理性號松赧密废（k#m']紧出:密£（k时lt±（梦打'm、(叙31比投网帜i监木丰（%）■：為导掛乐牡IW/ra*k|抗止貴IKnii'.i)获「1也40R*782.31=ISM0.(MfS6.0-7.-0表2漂珠的粒径分布執忙〔鼬丨粒栓i%13阿1）31524H544)Um2.泊io■10-50Hti].3.屯）125-l50HmH.5H妙-3环7.10150-l70Um7.加呦--TOL^ti]42?17(世ui“2OOL^ti)354)弭山“12.丸200-25(Pm0.705.11>25<Vti]0.(X)电2躍珠址学成井及水海液皿悄常称SKhAMb»/h心心M妙THh札*5NJi()旳3I上証水溶液神恤潍珠57s<114,的：L斛I.51fl.Oh(I.土5II52II36fl.35£l.7Q?.56表3为漂珠化学成分及水溶液pH值。其化学成分中氧化硅和氧化铝的含量比一般粉煤灰高，而铁、钙、镁及钾钠等含量比一般粉煤灰低，由于硅铝含量高达90%以上,故其熔点较高，常被用作耐火材料的集料，又由于其烧失量很低，因而用漂珠作原料生产的耐火保温材料，其制品烧后的质量损失及体积收缩率均很小,如用漂珠研制的绝热板在1200°C恒温1h无收缩。表4籍细漂煤耐咳皈■性试抢试酰条件II口帕1<1%125^1ItJ%I.731C)1吨（2,功113%125^)HJ5'{25D10ft|25V：l血止损安（弔1王恫III.532-152.151.〔门表4为磨细后的漂珠在不同的酸碱溶液中的质量损失百分率，从表中可知，漂珠对一般的强酸强碱均具有很强的耐蚀性，但不耐氢氟酸，因而漂珠可用于耐酸碱（氢氟酸除外）要求较高的特殊工程中。（2）漂珠的活性漂珠活性的测定是将磨细漂珠与硅酸盐水泥混合，然后测定漂珠吸收水泥水化出来的氢氧化钙能力的大小，漂珠活性大小是测定掺入30%磨细漂珠的水泥与纯硅酸盐水泥的抗压强度比值，其比值越大，则表示其活性越高。表5为漂珠与原状粉煤灰的火山灰性试验及抗压强度比的测定，由表5可知：表5总珠宜丄页性逋验臥抗压强度比1「潮坤冃晤HI澹盐肝曲1用状聊戦衣潦球火1址朴试隐H)±2ViHiaHnlldtI5<>合粮吉椿1L3d)初Mi匝强底比20±1亡水屮葬护対d76并71%一=磨细漂珠与磨细原状粉煤灰均具有火山灰性,磨细漂珠的抗压强度比值明显高于磨细原状粉煤灰,说明磨细漂珠与磨细原状粉煤灰一样同样能够吸收水泥水化出来的氢氧化钙，并且其吸收能力还比原状粉煤灰强一些，因而磨细漂珠的活性大于磨细原状粉煤灰，但从抗压强度比值来看，由于磨细漂珠的抗压强度比值比原状粉煤灰并不大多少，因而漂珠并不是活性很高的火山灰质混合材料，表中的试验也证明了这一点，如果漂珠不磨细，则其活性很差,其活性还不如原状粉煤灰。2・3漂珠的矿物组成我们知道，通常煤灰中的主要晶体矿物为石英、莫来石，其余为少量的云母、长石、磁铁矿、赤铁矿、石灰、氧化镁、石膏、硫化物、氧化钛等，而漂珠来源于粉煤灰，因而漂珠的矿物组成应与粉煤灰相似，但经检测漂珠的X衍射图如图1所示,由图1可知：漂珠的主要晶体矿物组成为硅线石和莫来石，其相应的特征峰分别为：硅线石A12SiO5(3.44°A、3.35°A和1.52°A)，莫来石A16Si2O13(5.41°A、3.39°A、3.44°A、2.70°A、2