在工業蓬勃發展的進程中,大量工業固廢隨之產生,其中除塵灰和粉煤灰常因名字中的 “灰” 字,被人們誤認為是同一種物質。然而事實上,盡管二者均為燃燒過程的副產品,但其來源、成分、性質及應用價值存在顯著差異。
粉煤灰主要源自燃煤電廠,是煤粉在鍋爐中經歷高溫燃燒的產物。在通常高達 800–1000℃的高溫環境下,煤粉充分燃燒,隨后經除塵設備捕獲形成細灰。其主要成分中,飛灰占據了 80–90% 的比例,*少量為爐底渣。
工業除塵灰它是指工業除塵設備所捕獲的各類顆粒物。這類除塵灰產生于高溫工藝過程,例如鋼鐵冶煉行業中的燒結機頭煙塵、高爐煤氣灰等。在高溫的冶煉環境下,各種原料發生復雜的物理化學反應,部分物質以煙塵的形式產生,隨后被除塵設備收集。
眾多行業中,鋼鐵行業是除塵灰的主要產地,相關數據顯示,鋼鐵生產過程中產生的粉塵總量可達鋼產量的 8–12%,以高爐灰為例,每生產 1 噸鐵大約會產生 20–30kg 的高爐灰 。
指標 |
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 |
一般工業固廢 |
部分屬危廢(如垃圾焚燒飛灰含重金屬) |
顆粒形態 |
球形玻璃微珠(粒徑 0.5–300μm) |
不規則碎屑(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定的化學性質,因此粉煤灰通常被歸類為一般工業固廢。從顆粒形態上看,其獨特的球形玻璃微珠結構,粒徑在 0.5–300μm 之間,這種形態也為其在后續應用中帶來了一定優勢。
除塵灰的成分則表現出極大的波動性。以鋼鐵行業的除塵灰為例,不同工藝產生的除塵灰成分差異明顯。轉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,被列為危險廢物。
粉煤灰憑借其自身具備的火山灰活性,在建材領域占據主導地位,有著廣泛且重要的應用。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生裂縫的風險。在水泥生產中,粉煤灰可替代黏土作為生產低碳水泥的原料,使用這種方式生產水泥,能夠減少 30% 以上的 CO?排放,對于實現水泥行業的綠色發展意義重大。此外,粉煤灰還可用于制造輕質建材,如加氣混凝土砌塊、陶粒等,這些輕質建材具有重量輕、保溫隔熱性能好等優點,在建筑行業中頗受歡迎。
由于除塵灰成分復雜多樣,其資源化利用需要依據具體成分 “對癥下藥”。在金屬回收領域,采用轉底爐技術能夠*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。在冶金生產中,高碳灰(含碳量達 40%)可作為電爐造泡沫渣的原料,發揮重要作用;轉爐灰經過壓塊處理后,可作為冷卻劑應用于轉爐煉鋼過程。對于屬于危廢類的飛灰,必須經過固化處理后進行填埋,以防止其中的有害物質污染環境;而無害的除塵灰則可用于礦山充填,起到支撐礦山采空區、防止地面塌陷的作用,或者作為水泥鐵質校正原料,調整水泥的化學成分。
在國家大力推進綠色發展、實現 “雙碳” 目標的背景下,針對粉煤灰和除塵灰,相關部門制定了不同的政策與發展趨勢。對于粉煤灰,設定了明確的目標,到 2025 年其綜合利用率要超過 75%,未來的發展重點將聚焦于發展高值建材,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,鋼鐵行業將積極推動轉底爐技術的規?;瘧?,通過該技術實現鐵鋅聯產,有效破解有害元素循環難題,提高除塵灰的綜合利用效率和環保效益。
返回頂部