煤渣

煤渣的化学成分为SiO₂ 40-50%、Al₂O₃ 30-35%、Fe₂O₃ 4-20%、CaO 1-5%及少量镁、硫、碳等。其矿物组成主要有：钙长石、石英、莫来石、磁铁矿和黄铁矿、大量的含硅玻璃体(Al₂O₃·2SiO₂)和活性SiO₂、活性Al₂O₃以及少量的未燃煤等。煤渣弃置堆积，不仅占用土地，放出含硫气体污染大气，危害环境，甚至会自燃起火。

中国在利用火力发电厂的液态渣方面取得成就。采用增钙技术，使液态渣中的氧化钙含量增加到30%左右，从而大大提高煤渣的水硬胶凝活性，其成分和性质接近酸性高炉水渣，成为水泥和墙体材料的优质原料。增钙工艺有两种：一种是将石灰石掺入煤中，磨成粉，一起燃烧；另一种是将石灰石破碎成粒度为3-8毫米的碎屑，随锅炉二次风，喷入液态渣中，利用渣温熔入，不参加燃烧过程。钙增加后可吸收煤中的硫，生成硫化钙，成为渣中的活性组分，并且可以减少排入大气的二氧化硫。液态渣可采用水淬工艺，由原来排放85%粉煤灰和15%液态渣，改为排放85%液态渣和15%粉煤灰，因而减轻了除尘负荷，也减轻了粉煤灰堆存的困难，而且淬后水可循环利用，节约水资源和费用。增钙液态渣工艺与煤粉炉排灰工艺相比，渣的利用价值高，节约用水，减少二氧化硫排放量，有利于环境保护，很有发展前途。但这种工艺需改用立式旋风炉，并要求使用优质煤。

18世纪就开始利用煤渣制造三合土，作为建筑材料。20世纪以来，世界各国都在进行煤渣的综合利用，日本、丹麦等国煤渣已全部得到利用。煤渣的主要用途是制作建筑材料，如：

1. 制造砌筑砂浆和墙体材料：以煤渣细粒为主(约占2/3)，掺入适量粉煤灰（1/3左右）,另外再加10%左右石灰，3%左右石膏，或加5-10%水泥，拌合后制成砌筑砂浆。也可用轮碾机湿碾成砂浆，再利用成型机制成标准砖、空心砖和小型砌块。还可震捣成型，制成大、中型实心或空心的砌块，大型墙板等。这些成型后的制品，在蒸汽养护室内经过升温2-3小时，达到100℃,在蒸汽养护中保持恒温8小时左右，再用2-3小时徐徐降至常温，可制成各种墙体材料。其抗压、抗折、抗冻等各项物理-力学性能均能符合工业和民用墙体结构要求。

2. 作水泥混合材料：煤渣为烧结火山灰质材料，磨细后仍具有水硬胶凝性能，可同水泥熟料、水泥或同石灰和石膏等配制加工成少熟料或无熟料的水泥，其强度可达225～325号。煤渣作为水泥混合材料，一般掺量控制在30%左右。

3. 作轻混凝土骨料：一般锅炉煤渣或火力发电厂水淬液态渣经破碎、调整级配后,可作轻混凝土骨料,配制容重低于1800公斤/米³的轻混凝土。还可作沥青混凝土骨料。

4. 将煤渣和石灰按3:1的比例混合,可作为屋面保温或室内地基材料。煤渣还可作筑路材料、喷砂用砂等。

5. 从煤渣中可回收能源。煤渣含碳，这种利用手段通过煤渣破碎机完全可以实现。煤渣经过该设备后可以破碎成粒度为3毫米以下的颗粒，用来烧制粘土砖,可节省燃料。含碳量高的，也可掺入煤炭中使用。

煤渣砖，亦称“蒸养砖”。由石灰、煤渣和石膏加水拌和后经烧制而成的砖。成型后需经过常压或高压的蒸汽养护以提高强度。火力发电厂常用此法处理煤渣，供砌筑墙身等。

利用白煤渣生产的无熟料水泥强度，比一般无熟料水泥强度高。蒸养水泥强度提高快，如用自养则和普通水泥的养护相似，需要有较长的时间和较大的场地。无熟料水泥中SiO₂和Al₂O₃的含属比普通硅酸盐水泥高，而CaO的含量则较普通硅酸盐水泥低，所以无熟料水泥在性能上有其不同的特点。生产工艺简单可行，投资少、成本低，原材料除石灰外均为废渣 。

白煤渣原料的要求及组成

白煤渣：白煤渣从沸腾锅炉溢流口和冷灰口排出的废渣，颗粒<1厘米，含SiO₂60%、Al₂O₃30%以上，含碳1%以下。白煤渣不能受潮湿。

石灰：石灰最好用新制的块状石灰，因石灰含尘对无熟料水泥的强度起重要作用。石灰含有效氧化钙在60%以上。

石膏：天然二水石膏，主要成份为硫酸钙，含SO₃在45%左右。

硝皮子：为盐场制盐过程中沉积出来的结晶状固体，其主要成份为硫酸钙，含SO₃40-50%，相当于90-98%的二水石膏。

水泥热料：它是用湿的电石渣与湿磨细的煤、粘土、铁粉等配成料浆再用压滤机脱水，经一定时间的自然干燥后用松散机将泥饼捣碎，成球后入窑锻烧成水泥 。

白煤渣物理检测

安定性：我们实验的四大批样品中熟料、白煤渣，白泥渣和石膏按一定比例配好，球磨7~10之后，检查水泥的安定性全部合格，而纯熟料加石膏制水泥要等40~50天之后，安定性才合格。

水泥抗拉和抗压强度测定：水泥的安定性合格后，才能成型测定它的抗拉和抗压物理强度。我们是选定熟料优的、良的、可的与差的四大批有代表性料做实验 。

白煤渣试验条件

蒸养条件为升温3小时、恒温8小时、降温3小时。作标准稠度时是在室温28一32℃进行的。原料掺合量对无熟料水泥性能有影响。石膏是起激发剂的作用，能加速水泥的硬化，提高水泥的强度。最适宜的掺合量为5%。石灰可构成水化硅酸钙、高钙水化铝酸钙和水化硅铝酸钙等水化物，使水泥具有水硬性。最佳掺合量为15%。如用电石渣代替石灰作无熟料水泥时，只能做低标号水泥。用硝皮子代替石膏生产无熟料水泥时，可使水泥强度有所提高 。