眾所周知,粉煤灰是目前火力發電廠的主要排泄物,也是火電廠廣受詬病的污染問題的主要根源,粉煤灰的主要成分是硅、鋁、鐵、鈣、鎂的氧化物,具有潛在的化學活性,即粉煤灰單獨與水拌合不具有水硬活性,但在一定條件下,能夠與水反應生成類似于水泥膠凝體的物質,并具有一定的強度。根據這個特性,昆明礦機的陶粒砂回轉窯專家組在過去的二十年中針對粉煤灰綜合利用進行了大量的科學研究,提出了數百種粉煤灰研發產品,如:水泥砼摻合料、提煉鋁粉、冶煉鋁合金,加工磚、砌塊,生產保溫材料、耐火材料,用于土壤改良等等。目前成功用于工業生產的主要由粉煤灰加氣塊粉煤灰陶粒

為了響應國家的環保發展理念,大力提倡低碳經濟,也為了緩解目前日益嚴重的粉煤灰污染問題,昆明礦機集團設立了2家子公司:河南強源、昆明礦機廠分別用來生產粉煤灰加氣塊設備和粉煤灰陶粒砂生產線。在本文中,昆明礦機的陶粒砂回轉窯專家將就粉煤灰陶粒的相關情況做一個全面的介紹。

可以說,昆明礦機通過上述兩家子公司的多渠道綜合利用粉煤灰,打破了國內多年來粉煤灰只是簡單利用(簡單的工程回填、礦井填充、公路路基鋪設與水泥、混凝土摻合使用等等)的固步不前的問題。

昆明礦機所說的“粉煤灰陶粒”是以粉煤灰為原料,利用焙燒工藝制成的陶粒。是以95%的粉煤灰,經過成球工藝加工后,焙燒而成的一種輕質、堅硬,具有明顯蜂窩狀的人造輕集料,其顆粒容重一般在500-1200kg/m3,產品的松散容重一般在300-1000kg/m3。

按照昆明礦機陶粒砂回轉窯專家的設計意圖,“粉煤灰陶粒”主要用來配置陶粒混凝土,生產混凝土多孔磚和小型混凝土空心砌塊、空心樓板等。但隨著近年昆明礦機 “高強粉煤灰陶粒”技術的研發,成功解決了粉煤灰陶粒的凍融性差、筒壓強度低、吸水率大等缺點,使之逐步成為“沙石”的替代品。用其做骨料攪拌的混凝土,用于現澆高層建筑的梁、板、柱及框架和大型輕質屋面板;也可以用做城市道路的隔聲屏障、音響建筑的吸音板、道路工程的抗滑路面、抗磨路面、橋梁的橋板與面層等。

由于“陶粒所用粉”煤灰全部是空心顆粒組成,建筑物的保溫性明顯提高,成為節能建筑材料。因此,“高強粉煤灰陶粒”是一種成本低廉、施工便捷、應用廣泛、回報率高、市場前景十分看好的新型建筑材料。

2五種主要的粉煤灰陶粒生產線工藝比較

目前昆明礦機系列“粉煤灰陶粒”生產規模,已有年產量5萬m3、10萬m3、20萬m3及30萬m3生產線,并實現了計算機自動化控制。同步開發了粉煤灰陶粒磚、砌塊的自動化生產線,已實現了傳統生產工藝向自動化流水生產工藝的跨越。

“粉煤灰陶粒”開發生產已是成熟的工藝,在原料處理、配料、成球和成品處理等工序上,目前國內外基本上都以焙燒的方式為主。

焙燒又可分為立窯法、隧道窯法、燒結法、回轉窯法、窯箱式燒結法五種方式,比較見表1。

序號 燒結方式 優點 缺點 應用
1. 立窯法 產品質量好、熱效率高、燃料消耗少、生產成本低。 主機產量低、對原材料要求條件高。易在窯內結爐,影響正常穩定生產。 小作坊生產線,20世紀60年代末淘汰。
2. 隧道窯法 產量高、質量好、熱效率高、燃料消耗少、生產成本低。 產品質量不均勻,合格與不合格產品難以分選。 在立窯法基礎上發展的,規模稍有擴大。
3. 燒結法 主機產量大、生產效率高、產品質量較好、生產控制方便靈活、無結窯、易于穩定生產、原材料要求不嚴。 只能燒結不能燒脹,機上產品產量不均衡、不穩定、設備占地面積大、基建投資大。 在以上基礎上的技術改進,粘土陶粒燒結尚有使用。
4. 回轉窯法 既可燒結,也可燒脹。用同一套裝置,通過不同配方和焙燒制度,可分別生產高強陶粒、輕骨陶粒或保溫陶粒。這是燒結法和立窯法無法做到的。 對粉煤灰化學成分要求較嚴、粘結助熔劑攙量多(超輕型30%—70%,高強型20%—30%)、熱耗大(比燒結機大1倍)、外加劑摻人的品種多、配L儼、單機產量小、焙燒控制較難、窯內易產生結塊、結圈、生產成本比燒結法高(20%~30%)。 在隧道窯法與燒結法基礎上改進的,結合了二者優點。
5. 窯箱式燒結法 主機產量大,對原材料要求不高,粉煤灰摻雜量高達90%~95%,通過不同的配方和焙燒制度,可生產高強陶粒、輕骨陶粒、保溫陶粒。 對用電品質要求嚴格,如遇停電,對燒結過程的陶粒將有損壞。另外不符合國家目前節能減排的政策,并且受拉閘限電現實情況的影響。 可配套自動化生產線。

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未完待續。