在工業(yè)蓬勃發(fā)展的進程中,大量工業(yè)固廢隨之產(chǎn)生,其中除塵灰和粉煤灰常因名字中的 “灰” 字,被人們誤認(rèn)為是同一種物質(zhì)。然而事實上,盡管二者均為燃燒過程的副產(chǎn)品,但其來源、成分、性質(zhì)及應(yīng)用價值存在顯著差異。
粉煤灰主要源自燃煤電廠,是煤粉在鍋爐中經(jīng)歷高溫燃燒的產(chǎn)物。在通常高達 800–1000℃的高溫環(huán)境下,煤粉充分燃燒,隨后經(jīng)除塵設(shè)備捕獲形成細灰。其主要成分中,飛灰占據(jù)了 80–90% 的比例,*少量為爐底渣。
工業(yè)除塵灰它是指工業(yè)除塵設(shè)備所捕獲的各類顆粒物。這類除塵灰產(chǎn)生于高溫工藝過程,例如鋼鐵冶煉行業(yè)中的燒結(jié)機頭煙塵、高爐煤氣灰等。在高溫的冶煉環(huán)境下,各種原料發(fā)生復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng),部分物質(zhì)以煙塵的形式產(chǎn)生,隨后被除塵設(shè)備收集。
眾多行業(yè)中,鋼鐵行業(yè)是除塵灰的主要產(chǎn)地,相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,鋼鐵生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵總量可達鋼產(chǎn)量的 8–12%,以高爐灰為例,每生產(chǎn) 1 噸鐵大約會產(chǎn)生 20–30kg 的高爐灰 。
指標(biāo) |
粉煤灰 |
除塵灰(以鋼鐵煙塵為例) |
主要成分 |
SiO?(45–65%)、Al?O?(20–35%)、Fe?O?(5–10%) |
鐵(24–65%)、碳(≤40%)、重金屬(Zn、Pb 等) |
危險屬性 |
一般工業(yè)固廢 |
部分屬危廢(如垃圾焚燒飛灰含重金屬) |
顆粒形態(tài) |
球形玻璃微珠(粒徑 0.5–300μm) |
不規(guī)則碎屑(高溫灰)或原生粉塵(常溫灰) |
粉煤灰的主要成分以二氧化硅(SiO?)、氧化鋁(Al?O?)和三氧化二鐵(Fe?O?)為主,這些成分決定了它相對穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì),因此粉煤灰通常被歸類為一般工業(yè)固廢。從顆粒形態(tài)上看,其獨特的球形玻璃微珠結(jié)構(gòu),粒徑在 0.5–300μm 之間,這種形態(tài)也為其在后續(xù)應(yīng)用中帶來了一定優(yōu)勢。
除塵灰的成分則表現(xiàn)出極大的波動性。以鋼鐵行業(yè)的除塵灰為例,不同工藝產(chǎn)生的除塵灰成分差異明顯。轉(zhuǎn)爐灰的含鐵量常常超過 60%,而電除塵灰中可能含有 10.5% 的鋅、2.15% 的鉛等重金屬元素。部分除塵灰,如垃圾焚燒飛灰,因含有二噁英、重金屬等有害物質(zhì),被列為危險廢物。
粉煤灰憑借其自身具備的火山灰活性,在建材領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位,有著廣泛且重要的應(yīng)用。在混凝土摻合料方面,將粉煤灰摻入混凝土中,能夠有效改善混凝土的和易性,使其在施工過程中更易于操作;同時,還可以提升混凝土的后期強度,增強其耐久性;并且能夠降低水化熱,減少混凝土因溫度變化產(chǎn)生裂縫的風(fēng)險。在水泥生產(chǎn)中,粉煤灰可替代黏土作為生產(chǎn)低碳水泥的原料,使用這種方式生產(chǎn)水泥,能夠減少 30% 以上的 CO?排放,對于實現(xiàn)水泥行業(yè)的綠色發(fā)展意義重大。此外,粉煤灰還可用于制造輕質(zhì)建材,如加氣混凝土砌塊、陶粒等,這些輕質(zhì)建材具有重量輕、保溫隔熱性能好等優(yōu)點,在建筑行業(yè)中頗受歡迎。
由于除塵灰成分復(fù)雜多樣,其資源化利用需要依據(jù)具體成分 “對癥下藥”。在金屬回收領(lǐng)域,采用轉(zhuǎn)底爐技術(shù)能夠*提取其中的鐵、鋅等金屬元素,回收率可超過 90%,極大地提高了資源的利用率。在冶金生產(chǎn)中,高碳灰(含碳量達 40%)可作為電爐造泡沫渣的原料,發(fā)揮重要作用;轉(zhuǎn)爐灰經(jīng)過壓塊處理后,可作為冷卻劑應(yīng)用于轉(zhuǎn)爐煉鋼過程。對于屬于危廢類的飛灰,必須經(jīng)過固化處理后進行填埋,以防止其中的有害物質(zhì)污染環(huán)境;而無害的除塵灰則可用于礦山充填,起到支撐礦山采空區(qū)、防止地面塌陷的作用,或者作為水泥鐵質(zhì)校正原料,調(diào)整水泥的化學(xué)成分。
在國家大力推進綠色發(fā)展、實現(xiàn) “雙碳” 目標(biāo)的背景下,針對粉煤灰和除塵灰,相關(guān)部門制定了不同的政策與發(fā)展趨勢。對于粉煤灰,設(shè)定了明確的目標(biāo),到 2025 年其綜合利用率要超過 75%,未來的發(fā)展重點將聚焦于發(fā)展高值建材,如適用于海洋工程的高性能混凝土等,進一步提升粉煤灰的附加值。而除塵灰方面,鋼鐵行業(yè)將積極推動轉(zhuǎn)底爐技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用,通過該技術(shù)實現(xiàn)鐵鋅聯(lián)產(chǎn),有效破解有害元素循環(huán)難題,提高除塵灰的綜合利用效率和環(huán)保效益。
返回頂部