粉煤灰“超细活化”成建筑新资源
发布时间: 2016-06-03 08:43 查看: 27844次
粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的固体废弃物，在过去，它曾是毫无利用价值的污染物，现在在新技术的推动下，它被掺进混凝土中作为水泥的优良替代品。粉煤灰的资源化技术目前已经相对成熟，但是在市场推广方面还有很长的路要走。
替代水泥能筑成大坝粉煤灰“超细活化”变资源
“这个灰是从电厂烟筒下边接下来的原灰，这是经过生产处理的粉煤灰，比面粉还要细。”在接受采访时，刘好朋带来了两个瓶子现场“演示”。
刘好朋演示的产品为“超细活化粉煤灰”。今年5月份，刘好朋所在的公司建设完工投入正式生产。
“高端客户市场”是刘好朋首先亟待解决的问题，也最让刘好朋发愁。
据刘好朋介绍，他们的产品主要用于生产水泥和混凝土的磨细粉煤灰，可以确保生产的活化粉煤灰在水泥中替代熟料量40％以上，活化粉煤灰掺入混凝土中生产高性能混凝土替代水泥量30％以上。
粉煤灰100%资源化利用
2012年，刘好朋的公司建设了一条日产5000吨超细粉煤灰生产线，可日产5000吨超细粉煤灰，年可消纳伊敏煤电公司粉煤灰排放180万吨，为企业减少二氧化碳排放84万吨，经济效益、环保效益显着。
我们在现场看到，厂区东面和北面为电厂粉煤灰输送廊道，东北角为该廊道中转楼，原状粉煤灰可从该中转楼处取料，粉煤灰进厂方便、捷近。东面紧邻粉煤灰廊道为电厂专用铁路线。
“超细粉煤灰产品通过汽车散装罐车运至当地或周边地区的水泥厂或商品混凝土搅拌站，也可通过火车散装罐车运输出厂。”刘好朋介绍道。
粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的固体废弃物，燃烧一吨煤就能产生250到300公斤粉煤灰。目前，国内粉煤灰的利用率仅为10%到20%。
粉煤灰资源化工作，一直是国内外极为重视的问题。1948年美国蒙大拿州的俄马坝工程就大量使用了粉煤灰，数量达13万吨，替代水泥，降低造价，实践表明该坝工程毫不逊色，被世人称俄马坝工程为粉煤灰应用史上的第一块里程碑。当前一些发达国家已不仅把粉煤灰作为良好的建筑材料，而是列为再生资源大力发展综合利用。
1991年国家颁布《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准后，2005年又进行了修订（GB/T1956-2005）。标准根据粉煤灰细度、需水量比、烧失量等指标分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级灰，细度为重要指标之一。
由于水泥和混凝土中可以大批量用粉煤灰，其应用一直是我国水泥界研究的重点。目前我国有1/3的燃煤发电厂均采用分选的方式生产商品粉煤灰，收到良好的社会效益和经济效益。随着黄河小浪底水利工程、长江三峡水利工程等水利工程大量使用分选粉煤灰，我国粉煤灰分选技术得到逐渐发展。
刘好朋介绍，就目前建材行业采用的粉煤灰粉磨工艺而言，无论采用的是开路细磨工艺，还是闭路细磨工艺，由于使用的都是普通磨机，这种磨机将粉煤灰磨至400m2/kg很容易，要磨至600m2/kg就有困难，并且存在电耗急剧增加、事故发生频次增大等问题。“具体来说，普通磨机在磨至一定细度后，往往会出现粘料、集聚现象，阻碍了高细粉磨的进行，使出磨产品需水比无法满足Ⅰ级灰标准，同时产量较低，产品成本上升。”
而粉煤灰超细粉磨技术具有合理的研磨体级配、专有的内部装置，可以实现只要符合GB/T1596-2005要求，即可生产出优于一级灰比表面积为600m2/kg的超细粉煤灰，粉磨电耗约30kwh/t。该专用粉煤灰超细磨通过对球磨机的衬板，隔仓板及研磨体级配等进行了技术改造，更适合于粉煤灰的物理特性，通过磨细，可提高粉煤灰的物理和化学活性，降低需水比。
“磨细粉煤灰加激发剂在机械活化与化学活化复合作用下，磨细粉煤灰掺入量为45％，其他条件相同情况下，混凝土结构更加致密，强度更高。”刘好朋介绍。
推动超细粉煤灰的推广应用
目前，超细粉煤灰在我国中东部地区应用较普遍，市场行情较好，尤其是江苏、安徽等地超细粉煤灰非常紧俏，价格持续走高。
“虽然在内蒙古自治区目前还没有超细粉煤灰生产企业，企业的产品市场前景广阔，但由于任何新产品要得到用户的接受和认可需要一个发展过程，因此超细粉煤灰前期销售非常困难。为了使项目产品尽快打开销路，除做好产品宣传工作外，我们还必须制定并采取科学有效的销售策略。”刘好朋说。
通过对目标市场及可开拓市场分析可以看出，每年对超细粉煤灰的需求量很大，预测这几个地区每年约需超细粉煤灰总量在840万吨，为产品提供了广阔的市场空间。
超细活化粉煤灰在水泥、混凝土中的应用具有较强的竞争能力。目前本地区的商品混凝土搅拌站使用的微粉有两种，一种是采用一级粉煤灰，一种是超细矿粉。如果采用一级粉煤灰，只能替代10%~20%的水泥，而采用超细粉煤灰（活化粉煤灰）可替代水泥量30％以上，按照水泥价格330元/吨、一级灰价格40元/吨、活化粉煤灰价格120元/吨计算，采用超细粉煤灰代替一级灰可替代水泥量30％以上，则每m3商品混凝土生产成本可降低10-15元。
刘好朋说，如果采用超细矿粉，一般替代20%-30%的水泥，但超细矿粉价格也较高（接近水泥价格），按照水泥价格330元/吨、超细矿粉价格300元/吨、超细粉煤灰价格120元/吨计算，采用超细活化粉煤灰代替超细矿粉，则每m3商品混凝土生产成本可降低16-22元。
在此之前，刘好朋已经在北京周边调研多日，半个月跑了北京十多家科研和水泥生产企业。“当地的水泥生产企业及混凝土搅拌站均较多，水泥生产用混合材主要为原状粉煤灰，掺量较少，均在20%以下。”刘好朋介绍，当地混凝土掺量标号低，基本C40的混凝土都很少。”刘好朋说。“超细活化粉煤灰的使用价值应该体现在高端建筑上，来满足优质水泥和高性能混凝土市场的需求。”
刘好朋介绍，目前，就江苏、安徽两地的超细粉煤灰市场售价（出厂价）来看，一般来说，比表面积在550～600m2/kg的超细粉煤灰价格比统灰（原状粉煤灰）高100/t元、比当地的水泥价格低120/t元左右。为了使超细活化粉煤灰尽快打入高端市场，前期可适当将其价格定低，让水泥生产企业和商品混凝土生产企业获得较大效益，以提高水泥生产企业和商品混凝土生产企业使用超细粉煤灰的积极性，可有力地推动超细粉煤灰的推广应用。
技术成熟效益显着
目前我国粉煤灰的综合利用技术有近200项，其中得到实施应用的近70项，主要应用在建材制品、建设工程方、道路工程、从粉煤灰中提取矿物和高值利用等。这些技术比较成熟，用灰量大，不仅便于推广使用，而且可以在带来明显的经济效益和环境效益。
但我国各地煤质及电厂锅炉燃烧情况不尽相同，各地粉煤灰品质差异较大，总体而言，粉煤灰综合利用水平与发达国家相比差距较大。所以我国粉煤灰综合利用还存在一些问题，如：以煤为主的电力工业迅速发展和粉煤灰综合利用相对落后问题，供需双方利益分配及政策调控力度不够问题，技术研究开发力量较薄弱分散，在技术上需要进一步完善。比如粉煤灰在混凝土中的优效应用技术，我国应引用国际上正在发展的“高标号水泥＋大产量粉煤灰 高效减水剂”的方法。同时，积极开展高钙粉煤灰中f－Cao的控制研究，发展高钙粉煤灰作为混凝土掺和料的应用技术。着重开展自动化程度高的粉煤灰利用专用设备，提高粉煤灰利用的技术装备水平。开展粉煤灰综合利用工程技术经济性和系统性理论研究，制订合理的粉煤灰综合利用的产品标准，技术规程，质量管理体系和评价体系。
替代水泥能筑成大坝粉煤灰“超细活化”变资源
“这个灰是从电厂烟筒下边接下来的原灰，这是经过生产处理的粉煤灰，比面粉还要细。”在接受采访时，刘好朋带来了两个瓶子现场“演示”。
刘好朋演示的产品为“超细活化粉煤灰”。今年5月份，刘好朋所在的公司建设完工投入正式生产。
“高端客户市场”是刘好朋首先亟待解决的问题，也最让刘好朋发愁。
据刘好朋介绍，他们的产品主要用于生产水泥和混凝土的磨细粉煤灰，可以确保生产的活化粉煤灰在水泥中替代熟料量40％以上，活化粉煤灰掺入混凝土中生产高性能混凝土替代水泥量30％以上。
粉煤灰100%资源化利用
2012年，刘好朋的公司建设了一条日产5000吨超细粉煤灰生产线，可日产5000吨超细粉煤灰，年可消纳伊敏煤电公司粉煤灰排放180万吨，为企业减少二氧化碳排放84万吨，经济效益、环保效益显着。
我们在现场看到，厂区东面和北面为电厂粉煤灰输送廊道，东北角为该廊道中转楼，原状粉煤灰可从该中转楼处取料，粉煤灰进厂方便、捷近。东面紧邻粉煤灰廊道为电厂专用铁路线。
“超细粉煤灰产品通过汽车散装罐车运至当地或周边地区的水泥厂或商品混凝土搅拌站，也可通过火车散装罐车运输出厂。”刘好朋介绍道。
粉煤灰是火力发电厂燃煤产生的固体废弃物，燃烧一吨煤就能产生250到300公斤粉煤灰。目前，国内粉煤灰的利用率仅为10%到20%。
粉煤灰资源化工作，一直是国内外极为重视的问题。1948年美国蒙大拿州的俄马坝工程就大量使用了粉煤灰，数量达13万吨，替代水泥，降低造价，实践表明该坝工程毫不逊色，被世人称俄马坝工程为粉煤灰应用史上的第一块里程碑。当前一些发达国家已不仅把粉煤灰作为良好的建筑材料，而是列为再生资源大力发展综合利用。
1991年国家颁布《用于水泥和混凝土中的粉煤灰》标准后，2005年又进行了修订（GB/T1956-2005）。标准根据粉煤灰细度、需水量比、烧失量等指标分为Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级灰，细度为重要指标之一。
由于水泥和混凝土中可以大批量用粉煤灰，其应用一直是我国水泥界研究的重点。目前我国有1/3的燃煤发电厂均采用分选的方式生产商品粉煤灰，收到良好的社会效益和经济效益。随着黄河小浪底水利工程、长江三峡水利工程等水利工程大量使用分选粉煤灰，我国粉煤灰分选技术得到逐渐发展。
刘好朋介绍，就目前建材行业采用的粉煤灰粉磨工艺而言，无论采用的是开路细磨工艺，还是闭路细磨工艺，由于使用的都是普通磨机，这种磨机将粉煤灰磨至400m2/kg很容易，要磨至600m2/kg就有困难，并且存在电耗急剧增加、事故发生频次增大等问题。“具体来说，普通磨机在磨至一定细度后，往往会出现粘料、集聚现象，阻碍了高细粉磨的进行，使出磨产品需水比无法满足Ⅰ级灰标准，同时产量较低，产品成本上升。”
而粉煤灰超细粉磨技术具有合理的研磨体级配、专有的内部装置，可以实现只要符合GB/T1596-2005要求，即可生产出优于一级灰比表面积为600m2/kg的超细粉煤灰，粉磨电耗约30kwh/t。该专用粉煤灰超细磨通过对球磨机的衬板，隔仓板及研磨体级配等进行了技术改造，更适合于粉煤灰的物理特性，通过磨细，可提高粉煤灰的物理和化学活性，降低需水比。
“磨细粉煤灰加激发剂在机械活化与化学活化复合作用下，磨细粉煤灰掺入量为45％，其他条件相同情况下，混凝土结构更加致密，强度更高。”刘好朋介绍。
推动超细粉煤灰的推广应用
目前，超细粉煤灰在我国中东部地区应用较普遍，市场行情较好，尤其是江苏、安徽等地超细粉煤灰非常紧俏，价格持续走高。
“虽然在内蒙古自治区目前还没有超细粉煤灰生产企业，企业的产品市场前景广阔，但由于任何新产品要得到用户的接受和认可需要一个发展过程，因此超细粉煤灰前期销售非常困难。为了使项目产品尽快打开销路，除做好产品宣传工作外，我们还必须制定并采取科学有效的销售策略。”刘好朋说。
通过对目标市场及可开拓市场分析可以看出，每年对超细粉煤灰的需求量很大，预测这几个地区每年约需超细粉煤灰总量在840万吨，为产品提供了广阔的市场空间。
超细活化粉煤灰在水泥、混凝土中的应用具有较强的竞争能力。目前本地区的商品混凝土搅拌站使用的微粉有两种，一种是采用一级粉煤灰，一种是超细矿粉。如果采用一级粉煤灰，只能替代10%~20%的水泥，而采用超细粉煤灰（活化粉煤灰）可替代水泥量30％以上，按照水泥价格330元/吨、一级灰价格40元/吨、活化粉煤灰价格120元/吨计算，采用超细粉煤灰代替一级灰可替代水泥量30％以上，则每m3商品混凝土生产成本可降低10-15元。
刘好朋说，如果采用超细矿粉，一般替代20%-30%的水泥，但超细矿粉价格也较高（接近水泥价格），按照水泥价格330元/吨、超细矿粉价格300元/吨、超细粉煤灰价格120元/吨计算，采用超细活化粉煤灰代替超细矿粉，则每m3商品混凝土生产成本可降低16-22元。
在此之前，刘好朋已经在北京周边调研多日，半个月跑了北京十多家科研和水泥生产企业。“当地的水泥生产企业及混凝土搅拌站均较多，水泥生产用混合材主要为原状粉煤灰，掺量较少，均在20%以下。”刘好朋介绍，当地混凝土掺量标号低，基本C40的混凝土都很少。”刘好朋说。“超细活化粉煤灰的使用价值应该体现在高端建筑上，来满足优质水泥和高性能混凝土市场的需求。”
刘好朋介绍，目前，就江苏、安徽两地的超细粉煤灰市场售价（出厂价）来看，一般来说，比表面积在550～600m2/kg的超细粉煤灰价格比统灰（原状粉煤灰）高100/t元、比当地的水泥价格低120/t元左右。为了使超细活化粉煤灰尽快打入高端市场，前期可适当将其价格定低，让水泥生产企业和商品混凝土生产企业获得较大效益，以提高水泥生产企业和商品混凝土生产企业使用超细粉煤灰的积极性，可有力地推动超细粉煤灰的推广应用。
技术成熟效益显着
目前我国粉煤灰的综合利用技术有近200项，其中得到实施应用的近70项，主要应用在建材制品、建设工程方、道路工程、从粉煤灰中提取矿物和高值利用等。这些技术比较成熟，用灰量大，不仅便于推广使用，而且可以在带来明显的经济效益和环境效益。
但我国各地煤质及电厂锅炉燃烧情况不尽相同，各地粉煤灰品质差异较大，总体而言，粉煤灰综合利用水平与发达国家相比差距较大。所以我国粉煤灰综合利用还存在一些问题，如：以煤为主的电力工业迅速发展和粉煤灰综合利用相对落后问题，供需双方利益分配及政策调控力度不够问题，技术研究开发力量较薄弱分散，在技术上需要进一步完善。比如粉煤灰在混凝土中的优效应用技术，我国应引用国际上正在发展的“高标号水泥＋大产量粉煤灰 高效减水剂”的方法。同时，积极开展高钙粉煤灰中f－Cao的控制研究，发展高钙粉煤灰作为混凝土掺和料的应用技术。着重开展自动化程度高的粉煤灰利用专用设备，提高粉煤灰利用的技术装备水平。开展粉煤灰综合利用工程技术经济性和系统性理论研究，制订合理的粉煤灰综合利用的产品标准，技术规程，质量管理体系和评价体系。
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