硅鈣渣的利用現(xiàn)狀

《硅鈣渣的利用現(xiàn)狀》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、硅鈣渣的綜合利用現(xiàn)狀摘要：硅鈣渣通常指粉煤灰中加入堿和石灰石燒結(jié)，再通過濕法提取氧化鋁，回收堿后剩余的固體殘留物，因其主要含有硅鈣兩種元素，被稱為硅鈣渣。目前的利用范圍非常局限。其中的一部分被用于建材領(lǐng)域，一部分用于環(huán)保領(lǐng)域的研究，其余大部分則是通過填埋的方式進(jìn)行處理。實(shí)現(xiàn)這種固體廢棄物的合理利用是十分必要的。關(guān)鍵字：粉煤灰硅鈣渣生化改性我國是一個(gè)以煤炭為主要能源的國家，供暖，發(fā)電，冶煉以及許多其他行業(yè)和生活中都要用到煤炭，煤炭在我國的開采量消費(fèi)量呈現(xiàn)日益增長的趨勢。在利用煤炭的過程中，燃燒是其中一種主要的方式。雖然煤燃燒滿足了生活、經(jīng)濟(jì)和社會的許多需求，但卻帶來了

2、許多環(huán)境問題。大氣污染，資源耗竭，生態(tài)破壞以及固體廢物的產(chǎn)生等都與煤燃燒有很大的關(guān)系。因此，解決好煤炭生產(chǎn)、利用與環(huán)境的關(guān)系，化害為利，已經(jīng)成為社會可持續(xù)發(fā)展中的一項(xiàng)重大課題。煤炭生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的煤基固廢，例如粉煤灰，而全國火電廠每年粉煤灰的排放量達(dá)到數(shù)億噸[1]。目前，這些廢物的治理秉承資源化的原則，利用途徑十分廣泛，主要集中于建筑材料、煙氣脫硫、廢水處理、筑路等諸多領(lǐng)域。在我國內(nèi)蒙古中西部地區(qū)，隨著西部煤炭資源的開發(fā)以及大型火力發(fā)電廠的建設(shè)，出現(xiàn)了一種新的粉煤灰類型——高鋁粉煤灰。這種粉煤灰的氧化鋁含量通?？蛇_(dá)50%左右，相當(dāng)于我國中低品位鋁土礦中Al2O

3、3的含量。初步統(tǒng)計(jì)，2008年，該地區(qū)高鋁粉煤灰排放量在1300萬噸以上。自從內(nèi)蒙古、山西等地電廠發(fā)現(xiàn)高鋁粉煤灰后，粉煤灰提鋁的工業(yè)化步伐大大加快。目前的工藝技術(shù)方案中，堿石灰石燒結(jié)法提取氧化鋁應(yīng)用較多，但存在能耗較高，工藝流程復(fù)雜等缺點(diǎn)，且每處理1t粉煤灰消耗石灰石2.3t[2]，而且還大量產(chǎn)生了一種新的固體廢棄物—硅鈣渣。1硅鈣渣的概念與特征硅鈣渣通常指粉煤灰中加入堿和石灰石燒結(jié)，再通過濕法提取氧化鋁，回收堿后剩余的固體殘留物，因其主要含有硅鈣兩種元素，被稱為硅鈣渣。硅鈣渣是米黃色的粉狀物，疏松多孔，容重1.2～1.5g/cm3，脫堿后為白色粉狀物，可壓鑄成具有

4、一定強(qiáng)度的塊狀物，其化學(xué)成分由CaO、SiO2、Al2O3、Fe2O3、MgO、TiO2、Na2O、K2O和H2O等物質(zhì)組成，如表1所示[3]。表1硅鈣渣的化學(xué)成分Table1Chemicalcompositionofslagcalciumw/%SiO2Al2O3CaOFe2O3MgOTiO2Na2OK2OL.O.I硅鈣渣125.314.8255.791.330.960.870.680.029.88硅鈣渣237.155.6933.772.041.430.013.710.4714.99說明:硅鈣渣1指粉煤灰提取鋁產(chǎn)生的硅鈣渣，硅鈣渣2指鉀長石提取鋁產(chǎn)生的硅鈣渣。在提取

5、氧化鋁過程中，每生成1噸的氧化鋁就會產(chǎn)生10噸的硅鈣渣[4]，而硅鈣渣作為一種大量產(chǎn)生，卻無法進(jìn)行有效處理的固體廢棄物，目前的利用范圍非常局限。其中的一部分被用于建材領(lǐng)域，一部分用于環(huán)保領(lǐng)域的研究，其余大部分則是通過填埋的方式進(jìn)行處理，這樣的處理污染環(huán)境，侵占土地，而且是對人類健康的一種威脅。2硅鈣渣的應(yīng)用2.1水泥原料硅鈣渣可以作為一種優(yōu)質(zhì)的水泥原料。水泥的主要成分是硅酸三鈣、硅酸二鈣和鋁酸三鈣等，而硅鈣渣中含有硅酸二鈣，適合作為原料添加在生料中進(jìn)行焙燒，并且生成一種優(yōu)質(zhì)水泥。朱元基［5］在研究硅鈣渣作為水泥的原料時(shí)認(rèn)為，配入硅鈣渣的水泥生料具有反應(yīng)活性高，燒成溫

6、度低，節(jié)能，熟料質(zhì)量好，吃渣量大等優(yōu)點(diǎn)。分析原因時(shí)，他將硅鈣渣與赤泥的化學(xué)組成作了對比，指出硅鈣渣中氧化鐵的含量偏低，氧化鈣含量較高，而且堿含量很低，這是比赤泥優(yōu)越的根本原因。在物相組成上與普通水泥相似，因此用硅鈣渣配料比較容易調(diào)整，且配比數(shù)量高達(dá)70%～90%；徐銀芳［6］采用90%硅鈣渣和10%石灰石兩種原料配料，在1350～1400℃下煅燒，可以生產(chǎn)性能合格的625號硅酸鹽水泥。與同類型生產(chǎn)方式比較，采用硅鈣渣配料可節(jié)約能耗20%左右，大幅度降低了水泥生產(chǎn)成本；劉江等[7]先對硅鈣渣進(jìn)行了脫堿處理，然后再用作水泥混合材料；溫平[8]進(jìn)行了硅鈣渣作為水泥生產(chǎn)原料

7、的可行性研究，得出用硅鈣渣配料的生料易磨性好，有利于生料制備系統(tǒng)設(shè)備生產(chǎn)能力充分發(fā)揮，降低生料電耗，因此可作為水泥生產(chǎn)的一種原料，替代部分石灰石，以節(jié)省能耗，降低企業(yè)生產(chǎn)成本的結(jié)論。2.2制備陶粒硅鈣渣可以用于一種高強(qiáng)度陶粒的制備。硅鈣渣疏松多孔，密度較大，作為添加料，在燒制過程中，不僅能夠與陶瓷其他成分很好融合，還能夠極大增加陶瓷的強(qiáng)度，生產(chǎn)高性能的陶瓷。李俠等[9]對高強(qiáng)度硅鈣渣陶粒及其制備方法的研究，其采用固體廢棄物粉煤灰及硅鈣渣為主要原料，制備出的陶粒強(qiáng)度高，為硅鈣渣的利用提供了一條新途徑。2.3制造釉面瓷磚利用硅鈣渣可以制造一種釉面磚。釉面磚通常由陶土