粉煤灰陶粒简介

粉煤灰是煤粉经低温熄灭后构成的一种似火山灰质夹杂。它是熄灭煤的发电厂将煤磨成100微米以下的煤粉，用预热气氛喷入炉膛成悬浮形态熄灭，发生稠浊有少量不燃物的低温烟气，经集尘安装捕集就获得了粉煤灰。粉煤灰的化学构成与粘土质类似，次要身分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、氧化钙和未燃尽碳。粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。

粉煤灰陶粒生产线前景

粉煤灰是我国当前排量较大的工业废渣之一，随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加。以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉，其中90%以上为湿排灰，活性较干灰低，且费水费电，污染环境，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。在粉煤灰样品中检测出20多种对环境和人体有害的物质，其中包括可能导致神经系统损伤、出生缺陷甚至癌症的重金属。按照报告的估算，中国每年约有共2.5万吨的镉、铬、砷、汞和铅这五种国家重点监控的重金属，随粉煤灰的排放进入到自然环境中。为了更好地保护环境并有利于粉煤灰的综合利用，考虑到除尘和干灰输送技术的成熟，干灰收集已成为今后粉煤灰收集的发展趋势。 我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料。近年来，我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3%，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，1995年粉煤灰排放量达1.25亿吨，2000年约为1.5亿吨，到2010年将达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力。另一方面，我国又是一个人均占有资源储量有限的国家，粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一。经过开发，粉煤灰在建工、建材、水利等各部门得到广泛的应用。随着国家对环保及绿色能源的重视，粉煤灰的处理和利用问题已经引起人们的普遍重视，也成为我国环境保护与再生资源开发领域的一个重要课题。加大粉煤灰的综合利用是发展循环经济和低碳经济，建设节约型社会的一项重要工作，有利于形成节约资源、保护环境的生产方式和消费方式，有利于提高经济增长的质量和效益，有利于建立资源节约型社会，有利于促进人与自然的和谐，体现了以人为本，全面协调可持续发展观的本质要求，是实现全面建设小康社会宏伟目标的必然选择。调研表明，目前上马粉煤灰陶粒生产线，成本不超过50元/吨，而当前开采砂石的成本价则远远高于50元/吨。粉煤灰污染的治理已不容忽视，在缺少资源的今天，不但解决了能源问题，还保护了环境，粉煤灰的再利用可谓是一举双得。

粉煤灰陶粒性能

粉煤灰陶粒之所以在全世界得到快速发展，是因为它具有其他材料所不具备的许多优异性能，这一优异性能，这一优异性能使它具有了其他材料无法取代的作用。这些优异性能有以下几个方面。 1、密度小、质轻。粉煤灰陶粒自身的堆积密度小于1100kg/m3，一般为300~900kg/m3。以粉煤灰陶粒为骨料制作的混凝土密度为1100~1800kg/m3，相应的混凝土抗压强度为30.5~40.0Mpa。陶粒的最大特点是外表坚硬，而内部有许许多多的微孔。这些微孔赋予陶粒质轻的特性。200号粉煤灰陶粒混凝土的密度为1600kg/m3左右，而相同标号的普通混凝土的密度却高达2600kg/m3，二者相差1000kg/m3。 2、保温、隔热。粉煤灰陶粒由于内部多孔，故具有良好的保温隔热性，用它配制的混凝土热导率一般为0.3~0.8W/(m·k)，比普通混凝土低1~2倍。所以，陶粒建筑都有良好的热环境。 3、耐火性好，陶粒具有优异的耐火性。普通粉煤灰陶粒混凝土或粉煤灰陶粒砌块集保温、抗震、抗冻、耐火等性能于一体，特别是耐火性是普通混凝土的4倍多。对相同的耐火周期，陶粒混凝土的板材厚度比普通混凝土薄20%。此外，粉煤灰陶粒还可以配制耐火度1200℃以下的耐火混凝土。在650℃的高温下，陶粒混凝土能维持常温下强度的85%。而普通混凝土只能维持常温下强度的35%~75%。 4、抗震性能好。陶粒混凝土由于质量轻，弹性模量低，抗变形性能好，故具有较好的抗震性能。

5、吸水率低，抗冻性能和耐久性能好。陶粒混凝土耐酸、碱腐蚀和抗冻性能优于普通混凝土。250号粉煤灰陶粒混凝土，15次冻融循环的强度损失不大于2%。陶粒混凝土是一种优良的建筑材料，应大力推广使用。

粉煤灰陶粒生产线工艺

陶粒砂产品生产技术工艺，是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着我国陶粒砂市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外陶粒砂生产核心技术的研发动向、工艺设备、技术应用及趋势对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。原料(粉煤灰+定量的外加剂)混磨-制粒-烧胀-堆放-运输(装袋)生产粉煤灰陶粒宜采用双筒回转窑，即窑体的预热段和干燥段可单独控制其转速，以便根据原料的状态控制其预热时间。黏土陶粒近年来由于受到土地资源的限制，在某些地区已被禁止生产和使用。但有些地区可以利用河道淤泥、废弃山土等进行生产。陶粒设备工艺过程为:原料搅拌-制粒-筛选-烧结-堆放-运输(装袋)在操作中应注意了望，防止物料在窑内结团而影响质量。 粉煤灰陶粒一般采用烧结法和回转窑法两种烧成工艺，其粉煤灰掺用量视粉煤灰和粘结剂的性能而定。烧结法粉煤灰掺入量一般可达80%~90%，回转窑法最多可达70%~80%。粉煤灰陶粒的吃灰量高于粉煤灰烧结砖。 粉煤灰陶粒主要用于配制轻集料混凝土(亦称粉煤灰陶粒混凝土)，其特点是重量轻、强度高、导热系数低、耐火度高，化学稳定性好、耐久性和保温隔热性能好。不少桥梁工程和多层、高层建筑中应用了粉煤灰陶粒混凝土，取得了显著的技术经济效益。

对粉煤灰原料的基本要求

1. 1粉煤灰化学成分 根据多年的试验研究，烧制陶粒用粉煤灰的化学成分应符合要求。否则，必须通过外掺剂来调整其化学组分。 1. 2含碳量 大量的试验研究证明，生产陶粒原料中，其含碳量或有机质含量过多或过少，均不能制成性能良好的或符合标准要求的陶粒。当采用粉煤灰为主要原料生产陶粒时，在一般情况下，其碳素或有机质含量均过高，因此，在工艺上必须进行适当的脱碳处理。 1. 3细度 粉煤灰的细度一般控制在45μm筛余≤45 %。由于各地{HotTag}粉煤灰的成分差异较大，在决定建厂之前，建议委托有关科研设计单位对粉煤灰和粘结剂的基本性能、合理配比、烧结烧胀性能、烧结温度和温度范围、堆积密度等指标进行全面分析试验，确定最佳的原料配比和工艺参数，必要时须做中试。

粉煤灰陶粒生产工艺

利用粉煤灰生产陶粒有塑性法成球和磨细法成球两种工艺。下面是塑性法成球的基本工艺流程。

根据原料不同，料球制备方法差异很大。一般要掺加20 %~25 %的粘结剂(页岩、粘土或煤矸石)、以防止料球在窑内滚碎。由于粉煤灰中Al2O3含量较高(20 %~35 %)，为有效降低焙烧温度，需掺加一定量的助熔剂。

塑性法制粒成球是:粉煤灰、粘结剂和外掺剂经准确计量、混合、搅拌和轮碾等工序，使其达到均匀混合和水分匀化后，送入成球机成球。

磨细成球法是将原料计量配比、混合磨细(各种配料混合磨细或部分粉煤灰混合磨细)，预加水搅拌(含水率10 %~12 %)，圆盘成球机制粒成球。

具体采用何种料球制备工艺应根据原料性能和陶粒产品要求的性能指标(超轻陶粒还是高强陶粒)情况确定。

2.2高强粉煤灰陶粒的生产

由轻集料国家标准(GB/ T17431. 1)可知，密度等级在600~900级的高强陶粒其相应的强度要比普通陶粒高1~2个密度等级，而吸水率要低7 %，其他指标则与普通陶粒相同，因此，生产高强度陶粒不仅是增加其密度，其相应的强度等指标也得提高。所以，生产高强度陶粒必须要采取一套工艺技术措施，即对原料及其组分应进行选择;对塑性法和粉磨法的原料和混合料必须进行充分均化处理和必要的组分调整;根据原料的性能选择合理的热工制度;采取正确的冷却制度。

通过上述四道工序的调整和控制才可能生产出合格的高强陶粒，否则是生产不出高强陶粒的。 高强粉煤灰陶粒的生产，当前有两种窑炉工艺可采用:

a.回转窑工艺

采用回转窑工艺生产高强粉煤灰陶粒，我国于70年代末80年代初分别由陕西建研院和上海建研院研制成功，所生产的高强粉煤灰陶粒用当时的混凝土配置技术已达CL50和CL60。采用回转窑生产工艺的粉煤灰用量视粉煤灰和粘结剂的性能而定，粉煤灰掺量一般在70%~80%之间。为防止料球在运动过程中破碎，故粘合剂的用量比烧结机工艺约高8%~10%。

b.烧结机工艺

采用烧结机工艺生产粉煤灰陶粒，在我国虽有30余年的生产经验，但其产品性能达不到高强陶粒的指标。英国莱泰克的烧结机工艺技术，据资料介绍其产品性能达到高强陶粒的指标。大庆地区已引进此项技术，建成规模为年产30万m3粉煤灰陶粒厂，希望通过这条引进线把我国烧结机工艺技术提高到一个新水平。 2. 3 超轻粉煤灰陶粒的生产

根据试验研究，各地方的粉煤灰除了少数含有高钙、高铁的灰种外，一般的粉煤灰都有烧胀性能，依据灰的组分和含碳量，经过适当的调整和处理后其膨胀系数一般在2. 0~3. 5之间

(3)回转窑烧成

按常规料球制备采用塑性制粒法和磨细成球法，因料球含水率较高(18 %左右)，宜采用双筒回转窑。双筒回转窑对调节物料在干燥、预热带和焙烧带的停留时间和相应的焙烧制度更为有利，但其构造相对复杂，重量和造价比单筒回转窑高，漏风和维修量也相应增加。

双筒回转窑有高差式和插接式两种:前者前后两窑高差较大，使窑尾标高增高约1.5~2m，配套的设备和土建工程费用明显增加，联结两窑的中间烟室漏风多、热损失大，导料槽易烧坏，在国内外已呈淘汰趋势;后者是当前国内发展最快的先进窑型，缺点是两窑插接处(插入深度400~800 mm)有一定漏风和扬尘，需设置高性能的转动密封装置。双筒回转窑两窑的安装斜度相同，均在4°左右，各有独立的传动装置，一般配用YCT电磁调速三相异步电动机。调速范围:干燥预热窑一般1~3r/min，焙烧窑一般1.2~3.6r/min。生产时通过电动调速求得物料在两窑内的最佳停留时间。

(4)冷却

对高强陶粒，由于焙烧温度较高，焙烧时间也比超轻和普通陶粒长3~5 min，其燃料装置也应做适当调整。以煤粉燃料为例，应将喷煤嘴向窑内多深入300~380 mm，适量增加一次风机的风压和风量，改用长火焰的喷煤嘴，使煤粉喷出速度自30~40m/s提高至40~50m/s，并适当调节阀门增加窑尾抽力，使燃烧火焰长度从原来的2~3 m延长至3~4 m。

从窑头卸出的陶粒温度900~1000℃，如直接卸入空气中或水池中急冷，会明显降低陶粒强度。因此相对正规的陶粒厂都配有陶粒冷却机。国外常用的有多筒冷却机、单筒冷却机、竖式冷却机、分层冷却机、篦式冷却机等;国内常用的有单筒冷却机、遥运冷却机和竖式分层冷却机等。

篦式冷却机和遥运冷却机属通风型和空中快冷型，不利于提高陶粒强度。多筒冷却机和单筒冷却机属自然通风缓慢冷却型，利于陶粒强度，但效率低，卸料温度高(200~300℃)、热利用率低。竖式分层冷却机也属通风型冷却，但实现了陶粒1000~700℃、400℃以下快冷，700~400℃缓冷(用热风冷却)的最佳冷却制度，冷却效率高(约25 min)、卸料温度低(机外气温+ 50℃)、陶粒余热利用率高(排除的热风300~400℃，都分用于烘干碎煤或原料，部分送入窑内作一、二次热风)。是目前国内外最先进的陶粒冷却机，用于高强粉煤灰陶粒生产线更加显效。