2000 年山西省火電裝機(jī)容量為1 290 萬kW,至2013 年增長了3 倍,達(dá)到5 202 萬kw。全省發(fā)電量由2000 年的620 億kw 增長到2013 年的2527 億kw 粉煤灰也由2000 年的805 萬噸增長到2013 年的4799 萬噸(約占全國專業(yè)水泥粉煤灰總產(chǎn)生量的8.4 %)。由于燃煤品質(zhì)下降以及低熱值煤發(fā)電項(xiàng)目的逐步實(shí)施,燃料發(fā)熱量低,灰分普遍提高,專業(yè)水泥粉煤灰產(chǎn)生量年增長速度較發(fā)電量增長速度快。
粉煤灰綜合利用的途徑以從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應(yīng)用外,發(fā)展到目前的在水泥原料、泵送混凝土、水泥混合材、大型水利樞紐工程等高級化利用途徑。專業(yè)水泥粉煤灰按照粗細(xì)分為一級、二級、三級和粗灰,最粗的稱之粗灰。專業(yè)水泥粉煤灰分選中的原灰與粗灰的區(qū)別如下:1、原灰指收塵直接得到的粉煤灰,即沒有經(jīng)過任何分選、粉磨或其它加工處理的粉煤灰。2、為了得到一級粉煤灰,將粉煤灰進(jìn)行分選,分選出一級灰(比較細(xì)部分),剩余的部分就是粗灰。與原灰相比,粗灰相對比較粗。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚的技術(shù)關(guān)鍵除原材料的品種、性能外,還在于:①粉煤灰與粘土、頁巖的混合均勻程度,如何使粉煤灰在粘土、頁巖中混合分布均勻;②與所要生產(chǎn)磚的規(guī)格、品種相適應(yīng)的擠出成型的工藝參數(shù)及擠出機(jī)性能;③成型坯體的密實(shí)度;④相應(yīng)的干燥、燒成及碼、搬運(yùn)技術(shù)水平,在這4方面,我國在技術(shù)上還未成熟,仍需進(jìn)一步研究開發(fā)和探索。從南京、鞍山、秦皇島引進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)及裝備所建設(shè)生產(chǎn)線的生產(chǎn)運(yùn)作情況看也說明了這一問題。在這些生產(chǎn)線引進(jìn)合同中都規(guī)定了粉煤灰重量摻入比例為50%,甚至更高,但經(jīng)生產(chǎn)實(shí)踐均沒有達(dá)到。
利用粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚是將粉煤灰摻入粘土、頁巖中或在粉煤灰中摻加粘結(jié)材料共同混合擠出成型。粉煤灰能摻入的數(shù)量取決于粉煤灰的品質(zhì),尤其是它的細(xì)度,粘土或頁巖的塑性。粉煤灰細(xì)度越細(xì),粘土、頁巖的塑性越高,粉煤灰摻加量可越高。在現(xiàn)實(shí)生活中人們常常追求用100 %的粉煤灰生產(chǎn)燒結(jié)磚,這是一種理想,一種良好的愿望,可以理解。專業(yè)水泥粉煤灰但在目前的技術(shù)水平和條件下還做不到。目前摻加到30 %已沒有問題,能摻加到50 %就非常理想。要摻到70 %~80 %,需經(jīng)相當(dāng)艱巨的努力和采取更多的技術(shù)措施,即使如此,也是相當(dāng)困難的。但在過去的宣傳中,宣傳研制成功全粉煤灰燒結(jié)磚,這種提法存在著一定的模糊和某種程度的誤導(dǎo),①從目前水平看在技術(shù)上還不可能;②把摻加其中的粘結(jié)材料部分(約15 %~20 %)鈉基膨潤土沒有計(jì)入其內(nèi),這是值得注意的,應(yīng)該實(shí)事求是在宣傳上不 該嘩眾取寵。
燒結(jié)粉煤灰陶粒是一種性能很好的輕骨料,它可用于橋梁、建筑承重構(gòu)件、框架結(jié)構(gòu)用混凝土等,在有條件的地方應(yīng)大力發(fā)展,這項(xiàng)技術(shù)和產(chǎn)品在國內(nèi)外都已成熟。我國天津硅酸鹽制品廠的燒結(jié)粉煤灰陶粒,英國與荷蘭的“萊泰克”燒結(jié)粉煤灰陶粒皆屬此類。因“萊泰克”技術(shù)對所用粉煤灰性能要求比較高,其粉煤灰中小于45 μ的顆粒含量要求高于55 %,此時(shí)在造粒成球過程中不需加入任何粘結(jié)劑,如粘土。只是在粉煤灰中含碳不足時(shí),添加不超過5 %的煤粉。我國的粉煤灰極少能滿足這些要求,若經(jīng)過分選也有可能滿足。一般在生產(chǎn)時(shí)需加入一定數(shù)量的粘土(或膨潤土)做粘結(jié)劑。但增加一種原料,就要增加一個(gè)系統(tǒng),并相應(yīng)增加投資。目前在工藝上用燒結(jié)機(jī)焙燒比較成功。因?yàn)橥ㄟ^成球盤成型的粉煤灰顆粒,靜置于燒結(jié)機(jī)上,在整個(gè)過程中成型的顆粒不滾動(dòng)隨燒結(jié)機(jī)履帶移動(dòng)而經(jīng)過預(yù)熱燒成、冷卻最終燒成有相當(dāng)強(qiáng)度的輕骨料。現(xiàn)在用回轉(zhuǎn)窯燒成的不多,因回轉(zhuǎn)窯燒成其料粒要在轉(zhuǎn)動(dòng)的窯體內(nèi)滾動(dòng),如料粒沒有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度,在滾動(dòng)中將破碎并產(chǎn)生大量粉塵。不過國內(nèi)一些研究者,正在探索用回轉(zhuǎn)窯燒制粉煤灰陶粒的工藝。