在(zài)鍋爐操作時(shí),煤粉與高速氣流混合在一起,噴入爐膛的燃燒帶中,使煤粉顆粒裏的(de)有機物質得到充分的燃燒,但燃燒的完全(quán)程度取決與鍋爐效率和操作水平。運行良好(hǎo)的現代化電廠的煤粉爐爐膛較高溫(wēn)度可以達到或超過1600℃。在這樣的溫度下,足以使灰份中除了少量石英(細粒的(de)結晶)以外的所有礦物全部熔融。可是多數就電廠鍋爐的實際燃燒溫度(dù)要比上述溫度低得多,在較低的溫度下,隻能熔(róng)融一小部分的無機物質。而且(qiě)爐膛溫度並不(bú)是十分(fèn)均勻的,也就是說,即使在同一台鍋爐中,粉煤(méi)灰燒成的條件也不完全相同,更不必說不同的鍋爐了(le)。
在燃燒(shāo)過程中,煤炭中的無機雜質發生了一係列的反應和變化,含水的礦物如(rú)黏土、石膏等一一脫水,碳酸鹽中的二氧化碳與硫化物中的二氧化硫和(hé)三氧化硫排出,還有堿在高溫下揮發。其中,較細的粒子隨氣流掠過(guò)燃燒區,立即熔融,到(dào)了爐(lú)膛外(wài)邊,受到(dào)驟冷,就將熔融時由於表麵張力作用形成的圓珠的形態保(bǎo)持(chí)下來,成為玻璃微珠。煤粉的顆粒越細,越容易成球。其中(zhōng)有些熔融的微珠內部,截留了爐內氣體,形成了空心微珠。另有一些微珠,團聚在一起或粘(zhān)連在一起,就形成魚卵狀的(de)複珠(子母珠)和站連體。可是也有一(yī)些(xiē)來不及完全(quán)變成液態的粗灰,結果變成了渣狀多孔玻璃體(海綿狀玻璃)。在冷卻過程中,也有一些冷卻(què)比較緩慢而再結晶的礦物以及在顆粒表(biǎo)麵上生成的結(jié)晶礦物和化合物,也有一(yī)些獨自存在的未(wèi)熔融(róng)的石英礦物,此外,從化學(xué)成分來看也不是均勻(yún)的,所謂的粉煤灰(huī)化學物成分分析,隻(zhī)能表示粉煤灰(huī)中各種顆粒混合物的化學成分平(píng)均值(zhí),換言之,按單個顆粒而言,化學(xué)成分是很大差(chà)異的。
總之,粉煤灰實際上是一些礦物組成不同、粒徑粗細不同、顆粒形態不同、各種顆粒組合的比例不同(tóng)的機(jī)械混合物。粉煤灰的“先天不足”,正是(shì)由於這種不均勻性、差異性和多變性造成的。從應用角度而言,受到充分燃燒最終形成的玻璃微珠含(hán)量越多(duō)越好。
一、粉(fěn)煤灰的物(wù)理性質和化學成分
粉煤灰是(shì)一種淺灰色細粉,隨含碳量的增加(jiā),顏色變深。
1.粉煤灰顆粒的形態
根據北京科技大學宋存義等用掃描是電子顯微鏡的(de)觀察表明,粉煤(méi)灰由多種粒子構成,其中球形顆粒占(zhàn)總(zǒng)數(shù)的60%以上。粉煤灰(huī)組成常與煤(méi)種、燃燒程度(dù)和(hé)收集方式等有關。經對某電廠粉煤(méi)灰的觀察,其顆粒組成為:漂珠占0.3%~0.5%,厚壁及實心微珠占(zhàn)38%~45%,鐵珠占4%~5%,碳粒占7%~8%,不規則多孔體占38%~40%,石榮占3%~5%,其(qí)他占2%。
(1)空(kōng)心玻珠(漂珠)
空心(xīn)玻珠的總體(tǐ)外觀呈白(bái)色,微(wēi)帶(dài)灰,呈球狀,中空,多為單個的球(qiú)體,也有少數單(dān)晶相連的複珠。由於置於水中能浮在水麵上故稱漂珠。空心玻珠的物相主(zhǔ)要有兩種,一種為非晶態的玻璃相,是主要物相:另一種為析晶的莫來石,分(fèn)布在珠壁上。空心玻珠的(de)熔點為1620℃。爆裂起始溫度為160℃ ,較高峰值可達330℃。光學顯微鏡下呈現(xiàn)透亮者多為空心玻珠。空心玻珠可由浮選法分離。
(2)厚壁及(jí)實心微珠(沉珠)
厚壁微珠外觀呈灰色,其形態與空心玻(bō)珠的(de)形態相同,玻壁上常有莫來(lái)石析晶。常因壁(bì)厚和莫來石析(xī)晶過多而比重增大,沉於水(shuǐ)底,故稱沉珠。它的物相主(zhǔ)要是玻璃相和莫來石。實體玻珠和厚壁(bì)玻珠不(bú)同處是不具中空現象,無色透明者較多,也有少(shǎo)量因含雜質麵而(ér)呈黃褐至褐紅色,其物相主要是玻璃相和;;鱗石英等。這兩類微珠的粒徑大多比空心玻珠小。厚壁微(wēi)珠(zhū)的起爆溫度(dù)亦為160℃,但較高溫度可達386℃,而實心微珠則無爆裂現象。
厚壁微珠和實(shí)心微珠的圓型度、光滑度及粒度略低於空心(xīn)微珠,它的粘連體較多,這與它的形成(chéng)有關。
(3)鐵柱(磁珠)
鐵珠的外觀多(duō)呈黑(hēi)色,具有弱金屬光澤,球狀,可用磁選法(fǎ)選出,也稱(chēng)磁珠。其粒徑多在50μm左右,比重大於4,比表(biǎo)麵積很小。鐵珠的物相組成較複(fù)雜,主要有磁鐵礦、赤鐵(tiě)礦、方鉛礦、褐鐵(tiě)礦、玻(bō)璃相等。粉煤灰中的氧化鐵大多富集於鐵(tiě)珠中。其形狀不易於其他(tā)微珠區別,在反光顯微鏡下呈現黑色球狀的是鐵珠。
(4)碳粒
碳粒呈黑色,弱金屬光澤,其外表有數種形態,大顆粒以半渾圓(yuán)狀、蜂窩狀和多孔狀為主,小(xiǎo)顆粒以片狀(zhuàng)為主,其他還有(yǒu)少量角粒(lì)狀等。粒徑02.~0.5mm。碳粒由(yóu)無定形碳、石墨和(hé)含。沒有燃燒(shāo),屬於石墨狀原生(shēng)煤態。
(5)不規則玻璃體和多孔玻璃體
不規則(zé)玻璃體是粉煤(méi)灰中較多的(de)顆粒之一,大多是由似球和非球形的各種渾圓度不同的粘連顆粒組成。有的粘(zhān)連體斷開後,其外觀和性質於各種玻璃球形體相同,其化學成分則略有不同。
多孔玻璃體形似蜂窩。具有較大的比表麵(miàn)積,易粘附其他碎屑(xiè)。比重(chóng)較小,熔點(diǎn)比其他微珠偏低(dī)。其顏色有乳白至(zhì)灰色(sè)不等。一般矽(guī)、鋁、貼的(de)含量分別在73%、21%和3.1%左右。在掃(sǎo)描式(shì)電子顯微鏡下可以比較容易地觀察到不規則玻璃體和多孔玻璃體的存在。34
除以上5種典型顆粒(lì)外,尚有少量的石英(yīng)和單獨的赤鐵礦等。
2、粉煤灰的細度和比重
粉(fěn)煤灰顆粒細度與磨(mó)製的煤粉細度有關(guān),一般來說,設備相對落後的老電廠粉煤(méi)灰(huī)細度較粗,而使用電收(shōu)塵器的新建電(diàn)廠,粉煤灰細度較細。粉煤灰房建材料企業要搞清所用(yòng)粉煤灰的細度,隻有通過實測才能確定(dìng)。作為一般規律,粉煤(méi)灰的(de)細度通常是88μm篩孔篩餘量10%~30%,其中2~0.5mm顆粒占65%~70%,0.05~0.005mm顆粒占30%~35%,小於0.005mm的微小顆粒僅占2%~3%。比表麵積一般為2500%~2600 cm²/g,電除塵器第二級及以後幾級分離下來的細灰,比表麵積可以達到3500%~5700%cm²/g,與水泥相近。粉煤灰的相對密度為1.95~2.36.。幹灰鬆散密度一般為650~850kg/m³,濕灰的鬆散密度可達1250~1450kg/m³。
表1-4是長江中下遊及大連部分電廠(其(qí)中上海附近電廠8家,南京附近電廠7家,長江中遊沿岸電廠3家,大連附近電廠4家,共22家(jiā))粉煤灰試樣(yàng)的相對密度和比表麵積(jī)。
多電場除塵器置具有(yǒu)對粉煤灰按粒徑進行粗略分級(jí)的功能。據南京(jīng)大學地球科學係翟(zhái)建等對華能南京電(diàn)廠粉煤灰所作的分析表明,雖然每個除塵器電廠的粉(fěn)煤灰均包(bāo)含不同(tóng)的粒級,是一個連續粒譜,不同(tóng)電廠之間有串級現(xiàn)象,但分級是明顯的。華能南京電廠由大型超臨界發電機組成,設5個靜電場除塵裝置﹝6﹞。該(gāi)項分析的樣品采自(zì)5個(gè)電場,按煙氣流向順序,靠近鍋爐的為第一電場,最後一個為第五電場,以H1~ H5為代號(hào)。表1-5是不同電廠(chǎng)粉煤灰(huī)的粒徑分布,表1-6是不同(tóng)電場(chǎng)粉煤灰(huī)的主要物性參數測定結果。
3.粉煤灰(huī)的化學成分與(yǔ)煤的各種(zhǒng)物質成分有關(guān),主要分為二氧化矽,三氧化二鋁,三(sān)氧(yǎng)化二鐵,氧化鈣,未燃(rán)盡的碳(燒矢量),還有少量的鎂(měi)鈦鉀磷硫等(děng)氧化物。氧化矽、氧化鋁氧化鈦等來自砂、黏土、頁岩和(hé)板岩。氧化鈦主要來自煤中所含的黃鐵礦燃燒後形成的褐鐵礦和磁鐵礦,氧化鈣、氧化鎂等來自礦物質中(zhōng)的碳酸(suān)鹽、硫酸鹽。
不同電場粉煤灰的栗徑分布(%)
樣號 |
<5μm |
5~μm |
10~20μm |
20~30μm |
30~45μm |
>4.5μm |
平均μm |
H1 |
10.5 |
13.5 |
21.8 |
18.5 |
14.3 |
21.3 |
21.9 |
H2 |
16.3 |
18.9 |
23.9 |
15.3 |
13.3 |
12.5 |
15.7 |
H3 |
32.6 |
23.9 |
22.3 |
10.1 |
6.0 |
5.1 |
8.4 |
H4 |
37.9 |
28.1 |
21.9 |
6.2 |
4.2 |
1.7 |
6.9 |
H5 |
70.3 |
16.9 |
8.8 |
3.7 |
0.3 |
0.0 |
2.9 |
不同電場粉煤灰主要物性參數測定結果
樣號 |
鬆密度(dù)kgm3 |
送密度kgm3 |
密度實kgm3 |
密度rvf |
比表(biǎo)麵積(jī)cm2g |
需水量比% |
細讀%(45fang方孔篩篩餘) |
H1 |
827.0 |
2132 |
2347 |
0.91 |
1822.5 |
95 |
21.3 |
H2 |
862.0 |
2222 |
2370 |
0.94 |
2378.3 |
93 |
12.5 |
H3 |
798.1 |
2273 |
2375 |
0.96 |
4425.6 |
90 |
5.1 |
H4 |
809.9 |
2299 |
2331 |
0.99 |
2909.2 |
89 |
1.7 |
H5 |
712.8 |
2433 |
2481 |
0.98 |
12372.7 |
87 |
0 |
表1—7是我國部分電廠煤灰(huī)主要化學成分。表1—8是原北京市建材研究所(現北京建材研究院)對全國各地粉煤(méi)灰化學成分和物(wù)理性質(zhì)發普查結果
廠名(míng) |
燒失量 |
Sio2 |
Al2o3 |
cao |
mgo |
Fe2o3 |
So3 |
Tio2 |
K2o |
Na2o |
P2o5 |
石景山發電廠 |
6.20 |
50.92 |
32.12 |
3.75 |
1.12 |
6.55 |
1.20 |
— |
— |
— |
— |
高井電站 |
6.12 |
50.60 |
26.25 |
4.37 |
1.20 |
9.03 |
0.50 |
— |
— |
— |
— |
天津一電廠 |
6.15 |
45.36 |
33.90 |
1.78 |
0.64 |
3.19 |
0.20 |
— |
— |
— |
— |
唐山(shān)發電(diàn)廠 |
6.18 |
48.59 |
36.18 |
4.42 |
1.15 |
3.01 |
|
— |
— |
— |
— |
太(tài)遠第二熱電廠 |
14.74 |
44.74 |
30.16 |
2.20 |
0.48 |
3.83 |
0.46 |
— |
— |
— |
— |
富拉爾基熱電廠 |
5.00 |
54.19 |
16.49 |
5.94 |
1.64 |
8.42 |
— |
— |
— |
— |
— |
望亭發電廠 |
4.00 |
59.42 |
29.06 |
5.96 |
0.39 |
5.04 |
— |
— |
— |
— |
— |
下關發電廠(chǎng) |
12.32 |
49.28 |
20.71 |
2.08 |
1.54 |
3.31 |
0.70 |
— |
— |
— |
— |
徐州發電廠 |
8.5 |
49.58 |
25.40 |
4.65 |
1.08 |
5.08 |
0.20 |
— |
— |
— |
— |
武漢青山熱電廠 |
6.12 |
55.94 |
25.92 |
3.54 |
1.75 |
6.15 |
0.36 |
— |
— |
— |
— |
株洲發(fā)電廠 |
26.12 |
44.35 |
15.16 |
1.53 |
1.10 |
3.52 |
0.82 |
— |
— |
— |
— |
鞍鋼發(fā)電廠 |
4.96 |
57.80 |
17.22 |
5.47 |
9.55 |
2.16 |
— |
— |
— |
— |
— |
淮南發電廠 |
1.38 |
51.11 |
38.10 |
4.47 |
4.90 |
0.81 |
0.64 |
— |
— |
— |
— |
西(xī)村(cūn)發電廠 |
2.92 |
60.12 |
30.91 |
2.64 |
1.91 |
4.41 |
0.18 |
— |
— |
— |
— |
南(nán)寧發電廠 |
5.09 |
46.89 |
40.16 |
1.01 |
0.20 |
5.24 |
1.01 |
— |
— |
— |
— |
壩橋熱(rè)電廠 |
4.80 |
44.73 |
30.44 |
4.61 |
0.53 |
10.51 |
0.83 |
— |
— |
— |
— |
成都熱(rè)電廠 |
5.75 |
54.26 |
27.03 |
4.59 |
1.33 |
5.11 |
1.93 |
— |
— |
— |
— |
華能南京電廠 ① ② ③ ④ ⑤ |
1.73 |
52.56 |
31.62 |
5039 |
0.89 |
3.68 |
0.17 |
1.11 |
— |
— |
— |
2.18 |
50.28 |
31.98 |
6.03 |
0.92 |
4.02 |
0.27 |
1.23 |
— |
— |
— |
|
1.94 |
49.80 |
32.98 |
5.39 |
0.94 |
4.06 |
0.44 |
1.34 |
— |
— |
— |
|
0.45 |
49.60 |
35.20 |
4.51 |
0.92 |
3.77 |
0.57 |
1.59 |
— |
— |
— |
|
0.95 |
48.96 |
33.38 |
4.60 |
0.94 |
4.52 |
0.85 |
1.70 |
— |
— |
— |
|
上海附近1#電廠 |
7.42 |
52.42 |
28.16 |
3.25 |
0.55 |
5.82 |
0.64 |
— |
1.27 |
0.44 |
0.14 |
上海附近2#電(diàn)廠(chǎng) |
11.25 |
52.05 |
19.53 |
4.68 |
0.20 |
9.32 |
0.96 |
— |
1.56 |
0.60 |
0.10 |
上海附近3#電廠 |
2.49 |
50.34 |
23.16 |
9.90 |
1.65 |
7.75 |
1.34 |
— |
1.89 |
0.82 |
0.09 |
上海附近4#電廠 |
2.08 |
49.39 |
21.48 |
12.80 |
1.06 |
8.51 |
0.89 |
— |
1.93 |
0.79 |
0.09 |
上海附近5#電廠 |
2.54 |
43.66 |
23.97 |
13.89 |
2.43 |
8.64 |
0.93 |
— |
2.06 |
0.88 |
0.14 |
上海附近6#電廠(chǎng) |
6.45 |
50.46 |
28.56 |
3.28 |
0.83 |
6.63 |
0.39 |
— |
1.35 |
0.67 |
0.19 |
上(shàng)海附近7#電廠 |
2.98 |
56.73 |
28.49 |
2.64 |
1.07 |
4.76 |
0.72 |
— |
1.40 |
0.46 |
0.07 |
上海附近8#電(diàn)廠 |
6.37 |
63.24 |
19.12 |
1.31 |
0.52 |
4.47 |
0.38 |
— |
3.04 |
1.17 |
0.11 |
南京附近1#電廠(chǎng) |
3.93 |
55.64 |
27.43 |
4.68 |
0.79 |
5.51 |
0.67 |
— |
1.49 |
0.33 |
0.16 |
南京(jīng)附近(jìn)2#電廠 |
2.37 |
60.49 |
24.80 |
3.34 |
1.32 |
4.94 |
0.33 |
— |
1.12 |
0.67 |
0.10 |
南京附近3#電廠(chǎng) |
3.60 |
51.51 |
33.35 |
2.75 |
0.99 |
5.12 |
0.72 |
— |
1.07 |
0.44 |
0.17 |
南京附近4#電廠 |
8.43 |
54.01 |
22.50 |
3.90 |
2.56 |
6.35 |
0.31 |
— |
1.27 |
0.57 |
0.07 |
南京附近5#電廠(chǎng) |
6.33 |
55.09 |
27.98 |
0.57 |
1.81 |
4.92 |
0.43 |
— |
1.36 |
0.41 |
0.18 |
南京(jīng)附(fù)近6#電廠 |
22.21 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
南京附近(jìn)7#電廠 |
9.51 |
53.54 |
25.61 |
2.63 |
1.05 |
4.69 |
0.39 |
— |
1.92 |
0.50 |
0.14 |
九(jiǔ)江蕪湖一帶1#電廠 |
3.64 |
56.45 |
28.94 |
2.73 |
0.48 |
5.03 |
0.55 |
— |
1.46 |
0.43 |
0.08 |
九江蕪湖一帶2#電廠 |
10.14 |
52.69 |
26.32 |
3.15 |
0.87 |
4.31 |
0.66 |
— |
1.26 |
0.39 |
0.07 |
九江蕪湖一帶(dài)3#電廠(chǎng) |
8.58 |
51.48 |
25.92 |
3.06 |
3.11 |
5.00 |
0.43 |
— |
1.71 |
0.31 |
0.15 |
大連(lián)附近(jìn)一帶1#電廠 |
2.74 |
61.07 |
21.47 |
2.10 |
0.97 |
8.37 |
0.51 |
— |
1.81 |
0.69 |
0.18 |
大連附近一帶2#電廠(chǎng) |
16.9 |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
— |
|
|
|
大連附(fù)近一帶3#電廠 |
2.56 |
57.86 |
26.95 |
2.64 |
0.67 |
7.31 |
0.59 |
— |
1.30 |
0.33 |
0.13 |
大連附近一帶4#電廠 |
4.55 |
55.17 |
25.71 |
2.03 |
1.86 |
6.72 |
0.37 |
— |
1.84 |
0.77 |
0.12 |
我國發電廠粉煤灰化學(xué)成分一般波動(dòng)範圍 |
1~26 |
34~60 |
17~35 |
1~10 |
0.5~2 |
2~15 |
0.5~1.5 |
少量(liàng) |
0.5~4 |
0.5~4 |
少量 |
注(zhù):1.“—”表示未作分析。
2.華(huá)能南京電廠①~⑤表(biǎo)示該廠(chǎng)電收塵器5個(gè)電場收集的粉煤灰(huī)。
粉(fěn)煤(méi)灰(huī)的(de)化學成分與物(wù)理性質
省、市、區 |
粉煤灰(huī) 產(chǎn)地(dì) |
化學成分(%) |
物理性質 |
|||||||||||
Sio2 |
Ai2o3 |
Fe2o3 |
cao |
mgo |
K2o |
Na2o |
So3 |
燒(shāo)失量 |
相對(duì)密度 |
密度 (kg/m3) |
比表(biǎo)麵積(cm2/g) |
活性 |
||
北京 |
灤河 |
46.83 |
40.44 |
4.02 |
2.61 |
1.31 |
0.99 |
|
0.22 |
|
2.11 |
|
|
|
一熱 |
52.65 |
21.12 |
12.63 |
4.70 |
0.70 |
1.33 |
0.30 |
0.30 |
6.46 |
1.97 |
955 |
1384 |
73 |
|
高井 |
52.28 |
36.32 |
5.16 |
2.28 |
0.96 |
0.66 |
0.24 |
0.14 |
2.85 |
2.06 |
979 |
2679 |
81 |
|
三熱 |
55.83 |
18.67 |
6.99 |
3.66 |
0.95 |
1.09 |
0.30 |
0.57 |
7.73 |
2.29 |
847 |
3690 |
91 |
|
河北 |
唐山 |
54.11 |
34.44 |
5.34 |
0.69 |
0.70 |
1.03 |
0.20 |
|
1.08 |
1.80 |
799 |
1359 |
65 |
邯鄲 |
48.82 |
27.89 |
6.11 |
5.88 |
0.56 |
0.39 |
1.80 |
0.38 |
8.79 |
2.13 |
707 |
2817 |
66 |
|
|
三熱(rè) |
55.83 |
18.67 |
6.99 |
3.66 |
0.95 |
1.09 |
0.30 |
0.57 |
7.73 |
2.29 |
847 |
3690 |
91 |
|
邢台 |
51.97 |
32.17 |
3.73 |
3.14 |
0.65 |
1.12 |
0.49 |
0.36 |
1.76 |
1.85 |
877 |
2895 |
64 |
下花園 |
46.42 |
21.08 |
6.43 |
5.34 |
3.14 |
(1. |
97) |
0.29 |
15.4 |
2.00 |
928 |
2609 |
73 |
|
馬(mǎ)頭 |
39.77 |
24.48 |
5.51 |
6.41 |
1.15 |
(2. |
09) |
|
19.77 |
1.79 |
714 |
1754 |
61 |
|
保定(dìng) |
39.63 |
21.14 |
8.74 |
2.33 |
0.77 |
(0. |
67) |
0.23 |
22.74 |
1.77 |
644 |
1168 |
54 |
|
石(shí)家莊 |
48.77 |
31.06 |
6.04 |
2.09 |
0.94 |
(1. |
40) |
0.47 |
10.30 |
2.06 |
739 |
3998 |
76 |
|
天津 |
一熱 |
44.82 |
38.58 |
7.45 |
|
0.48 |
(1. |
36) |
0.24 |
5.32 |
2.01 |
990 |
2102 |
68 |
山西 |
水濟 |
40.14 |
26.11 |
5.41 |
2.23 |
1.04 |
0.55 |
0.35 |
1.24 |
23.56 |
2.07 |
610 |
3921 |
86 |
太遠(二(èr)熱) |
41.89 |
29.5 |
6.31 |
2.50 |
1.05 |
|
|
|
18.00 |
2.34 |
|
5357 |
80 |
|
|
巴公(gōng) |
45.18 |
33.96 |
3.35 |
3.29 |
0.82 |
1.29 |
0.65 |
0.93 |
9.81 |
2.01 |
740 |
4264 |
95 |
內蒙古 |
包頭二熱 |
44.17 |
35.02 |
6.03 |
1.68 |
1.12 |
1. |
63 |
|
8.69 |
2.07 |
836 |
2588 |
82 |
遼寧(níng) |
遼(liáo)電 |
59.30 |
20.39 |
10.53 |
4.16 |
1.59 |
2.38 |
0.89 |
|
1.54 |
2.19 |
|
2060 |
78 |
本溪 |
52.22 |
21.19 |
10.24 |
2.62 |
1.89 |
1. |
99 |
|
8.62 |
|
|
|
|
|
阜新 |
58.41 |
17.55 |
9.37 |
3.77 |
2.66 |
2.71 |
1.70 |
0.79 |
4.43 |
2.05 |
1009 |
2040 |
82 |
|
撫順 |
55.47 |
31.4 |
8.20 |
1.10 |
1.20 |
1. |
08 |
|
2.96 |
2.16 |
859 |
2662 |
77 |
|
清河 |
44.51 |
17.25 |
26.37 |
5.14 |
2.43 |
1.40 |
0.94 |
|
2.13 |
2.55 |
836 |
1252 |
72 |
|
大連 |
50.66 |
22.83 |
10.67 |
2.85 |
1.54 |
2. |
76 |
|
9.55 |
2.13 |
950 |
2449 |
58 |
|
吉林(lín) |
吉林 |
59.45 |
25.19 |
5.11 |
3.95 |
1.23 |
1.91 |
0.51 |
|
2.17 |
2.01 |
962 |
1414 |
80 |
二道江 |
48.59 |
31.09 |
4.83 |
3.27 |
1.09 |
1.31 |
0.20 |
0.27 |
9.25 |
2.05 |
945 |
2024 |
93 |
|
長春 |
57.27 |
22.67 |
8.28 |
2.31 |
1.08 |
2. |
60 |
|
4.70 |
1.95 |
890 |
1854 |
90 |
|
遼源 |
55.45 |
21.87 |
9.76 |
4.45 |
0.88 |
1. |
70 |
|
5.61 |
2.02 |
858 |
2030 |
67 |
|
渾江 |
50.42 |
30.63 |
3.41 |
3.71 |
0.76 |
1.13 |
0.30 |
0.20 |
8.78 |
1.85 |
798 |
2574 |
82 |
|
榆樹川 |
62.23 |
21.92 |
5.66 |
2.21 |
1.98 |
2. |
76 |
|
2.72 |
2.05 |
1009 |
1721 |
60 |
|
黑龍江 |
北安 |
54.21 |
16.43 |
3.08 |
2.62 |
0.75 |
1.77 |
0.29 |
|
20.10 |
2.01 |
737 |
2689 |
79 |
亮子河 |
56.82 |
16.41 |
4.25 |
3.58 |
0.97 |
1.67 |
0.61 |
0.58 |
15.91 |
1.98 |
741 |
1945 |
86 |
|
雞西 |
60.69 |
20.63 |
4.68 |
1.61 |
0.96 |
3. |
58 |
2.380 |
6.27 |
1.89 |
918 |
1816 |
81 |
|
富拉爾基 二發 |
58.48 |
18.44 |
5.71 |
5.66 |
|
2.14 |
0.93 |
|
|
|
|
|
|
|
佳木斯 |
49.61 |
23.53 |
8.68 |
5.05 |
1.30 |
1. |
26 |
0.54 |
9.54 |
2.08 |
997 |
1348 |
75 |
|
上海 |
崇明 |
28.29 |
14.97 |
6.27 |
1.59 |
0.59 |
1. |
71 |
0.45 |
46.93 |
2.12 |
666 |
976 |
68 |
吳徑 |
53.19 |
32.39 |
6.06 |
1.67 |
1.91 |
1. |
28 |
|
2.48 |
1.78 |
806 |
1614 |
70 |
|
閘北(běi) |
49.56 |
28.55 |
12.77 |
2.45 |
0.88 |
0.98 |
0.49 |
0.44 |
4.43 |
2.34 |
1171 |
2279 |
75 |
|
楊樹浦 |
52.16 |
32.83 |
5.18 |
4.09 |
0.76 |
1.06 |
0.34 |
0.48 |
2.66 |
1.84 |
|
1680 |
68 |
|
江蘇 |
望亭 |
55.5 |
26.19 |
6.19 |
3.82 |
1.18 |
1.69 |
0.45 |
|
4.48 |
2.06 |
845 |
3239 |
89 |
徐塘 |
53.37 |
27.07 |
3.31 |
5.25 |
0.86 |
1.14 |
0.50 |
|
6.9 |
1.72 |
716 |
1530 |
72 |
|
鎮江 |
49.91 |
30.27 |
8.81 |
3.34 |
2.05 |
1. |
10 |
|
4.78 |
2.01 |
838 |
2665 |
86 |
|
徐州 |
52.30 |
28.52 |
6.69 |
4.39 |
1.05 |
0.94 |
0.40 |
0.14 |
2.07 |
1.95 |
825 |
3561 |
93 |
|
新海 |
51.69 |
28.41 |
4.47 |
5.17 |
0.83 |
1.30 |
0.45 |
|
8.65 |
1.73 |
656 |
2674 |
73 |
|
賈汪 |
40.20 |
21.17 |
4.58 |
1.64 |
1.15 |
0.99 |
0.30 |
0.52 |
31.02 |
1.44 |
1120 |
801 |
72 |
|
淮陰 |
46.01 |
27.94 |
2.24 |
3.77 |
0.65 |
0.94 |
0.40 |
|
16.29 |
1.90 |
929 |
2676 |
89 |
|
韓莊 |
41.37 |
17.18 |
6.27 |
0.87 |
0.58 |
1.04 |
0.49 |
0.66 |
30.75 |
1.90 |
937 |
2699 |
64 |
|
天生(shēng)港 |
45.80 |
25.02 |
3.05 |
2.97 |
1.05 |
0.79 |
0.15 |
0.27 |
18.24 |
1.96 |
732 |
3696 |
89 |
|
南京 |
56.57 |
26.03 |
6.67 |
4.22 |
1.22 |
1. |
93 |
|
1.81 |
2.12 |
1025 |
2725 |
77 |
|
浙(zhè)江 |
杭(háng)州 |
52.1 |
31.62 |
7.29 |
4.06 |
1.11 |
1. |
17 |
|
2.05 |
2.05 |
966 |
2480 |
72 |
梅溪 |
49.33 |
30.74 |
6.85 |
4.59 |
0.90 |
1.25 |
0.40 |
1.54 |
7.86 |
1.84 |
726 |
2264 |
86 |
|
安徽 |
銅陵 |
30.93 |
16.18 |
9.17 |
34.94 |
1.06 |
1. |
93 |
3.42 |
3.92 |
2.74 |
1470 |
2496 |
67 |
馬(mǎ)鞍山 |
56.62 |
20.36 |
4.59 |
3.08 |
0.99 |
1.14 |
0.35 |
0.21 |
2.97 |
1.96 |
877 |
2319 |
21 |
|
淮南 |
53.26 |
34.72 |
4.07 |
2.47 |
0.39 |
0. |
86 |
|
4.07 |
1.91 |
832 |
2293 |
70 |
|
蕪湖 |
47.32 |
29.69 |
5.69 |
3.57 |
2.01 |
1. |
19 |
|
10.50 |
1.83 |
714 |
2315 |
62 |
|
合肥 |
44.07 |
26.89 |
3.62 |
3.44 |
0.95 |
0.97 |
0.39 |
0.83 |
20.50 |
1.79 |
704 |
4449 |
63.4 |
|
江西 |
分宜 |
66.72 |
22.94 |
3.79 |
0.93 |
1.86 |
2 |
92 |
|
4.16 |
1.99 |
958 |
1337 |
65 |
南(nán)昌 |
53.64 |
25.08 |
7.05 |
1.81 |
1.12 |
2. |
28 |
|
9.00 |
2.02 |
734 |
2143 |
67 |
|
九江 |
48.64 |
21.21 |
5.29 |
3.44 |
1.30 |
2.09 |
0.30 |
0.62 |
18.07 |
2.14 |
698 |
1797 |
58 |
|
樂平 |
46.31 |
23.60 |
13.43 |
2.62 |
0.60 |
1.08 |
0.30 |
|
12.45 |
2.14 |
860 |
2793 |
66 |
|
景德鎮 |
52.21 |
22.77 |
4.23 |
3.84 |
1.91 |
2.45 |
0.45 |
0.60 |
14.15 |
1.90 |
997 |
|
|
|
福(fú)建 |
廈門 |
19.11 |
8.71 |
1.96 |
2.65 |
|
0.80 |
0.10 |
|
68.24 |
|
|
|
|
水安 |
39.83 |
14.45 |
7.48 |
1.76 |
0.97 |
1.89 |
0.44 |
0.64 |
32.29 |
2.09 |
1127 |
1216 |
73 |
|
邵武 |
50.81 |
22.98 |
4.38 |
3.96 |
1.05 |
1.52 |
0.39 |
1.57 |
11.95 |
2.24 |
795 |
5144 |
112 |
|
山東 |
煙台 |
43.88 |
25.36 |
19.57 |
3.09 |
1.06 |
1. |
76 |
|
5.36 |
2.27 |
1010 |
1652 |
67 |
南定(dìng) |
41.31 |
20.19 |
17.51 |
3.65 |
1.33 |
1.21 |
0.15 |
0.76 |
13.91 |
2.02 |
925 |
1851 |
83 |
|
青島 |
40.20 |
24.68 |
7.80 |
3.24 |
0.79 |
0.93 |
0.98 |
0.64 |
21.47 |
2.07 |
793 |
2527 |
78 |
|
濰坊 |
44.17 |
26.57 |
15.1 |
2.19 |
1.12 |
2. |
15 |
|
8.77 |
2.20 |
907 |
3205 |
73 |
|
濟寧 |
50.30 |
29.38 |
7.30 |
5.50 |
1.74 |
0.79 |
1.11 |
1.82 |
3.79 |
2.13 |
1159 |
2037 |
79 |
|
黃台 |
47.84 |
24.10 |
12.94 |
3.52 |
1.28 |
1.54 |
0.45 |
0.90 |
7.98 |
2.05 |
1207 |
2545 |
90 |
|
廣東 |
廣州 |
45.52 |
19.64 |
24.72 |
0.22 |
1.67 |
1.02 |
0.15 |
0.68 |
2.57 |
2.44 |
1001 |
1760 |
73 |
韶關 |
43.29 |
16.09 |
34.98 |
2.04 |
1.47 |
1.38 |
1.01 |
|
0.34 |
2.57 |
1576 |
732 |
58 |
|
廣(guǎng)西 |
南寧 |
43.10 |
37.24 |
6.79 |
2.77 |
0.66 |
0. |
69 |
0.56 |
7.92 |
2.09 |
749 |
3018 |
88 |
柳州 |
49.83 |
34.43 |
4.31 |
2.93 |
0.51 |
1.34 |
0.46 |
0.38 |
7.15 |
2.05 |
756 |
5522 |
110 |
|
玉林 |
47.39 |
34.11 |
8.93 |
3.77 |
0.38 |
0.69 |
0.25 |
1.20 |
4.25 |
2.24 |
|
1030 |
70 |
|
桂林 |
48.04 |
32.06 |
5.55 |
2.60 |
1.49 |
1.34 |
0.7 |
0.53 |
10.72 |
1.95 |
896 |
2722 |
77 |
|
合山 |
49.89 |
29.93 |
6.13 |
4.70 |
2.06 |
2. |
02 |
1.79 |
4.78 |
2.19 |
|
2824 |
84 |
|
湖北(běi) |
青山 |
58.35 |
26.19 |
6.93 |
4.07 |
0.31 |
0.1 |
0.37 |
0.48 |
3.97 |
2.02 |
869 |
1851 |
73 |
荊門 |
52.75 |
33.90 |
4.75 |
1.77 |
0.14 |
0.84 |
0.20 |
0.37 |
5.58 |
1.88 |
775 |
1233 |
71 |
|
武昌 |
41.15 |
12.42 |
2.21 |
25.14 |
4.21 |
3. |
38 |
|
11.42 |
2.58 |
1238 |
2871 |
82 |
|
湖南 |
金竹山 |
44.85 |
22.17 |
3.98 |
0.84 |
0.76 |
1. |
16 |
|
26.44 |
1.95 |
1005 |
2223 |
50 |
湘潭 |
49.91 |
26.99 |
6.74 |
1.76 |
1.28 |
2. |
48 |
0.29 |
12.30 |
1.88 |
941 |
2090 |
77 |
|
嶽陽 |
58.95 |
29.80 |
4.32 |
1.40 |
1.51 |
1. |
99 |
|
2.45 |
|
843 |
1924 |
80 |
|
鯉魚江 |
54.80 |
24.48 |
3.71 |
2.04 |
0.67 |
1.77 |
0.29 |
|
12.47 |
1.96 |
888 |
1851 |
84 |
|
株洲(zhōu) |
49.5 |
22.31 |
4.13 |
1.27 |
0.78 |
2. |
23 |
|
19.8 |
1.97 |
|
3347 |
80 |
|
河南 |
新鄉 |
40.8 |
27.3 |
4.8 |
5.16 |
1.68 |
1. |
71 |
0.42 |
18.22 |
2.07 |
73 |
2499 |
89 |
平橋 |
53.91 |
24.19 |
5.78 |
2.35 |
0.42 |
0.73 |
0.44 |
0.31 |
12.32 |
2.08 |
764 |
3864 |
94 |
|
鄭(zhèng)州 |
58.5 |
20.5 |
8.4 |
4.73 |
1.46 |
3.67 |
1.1 |
0.54 |
3.50 |
2.08 |
997 |
2721 |
69 |
|
開封 |
38.21 |
54.54 |
4.54 |
7.12 |
1.12 |
1. |
49 |
0.49 |
23.11 |
2.10 |
692 |
3407 |
68 |
|
洛陽 |
55.62 |
21.50 |
11.84 |
4.73 |
1.21 |
|
1.83 |
0.30 |
3.31 |
2.00 |
1036 |
2753 |
72 |
|
四(sì)川(chuān) |
江油 |
58.31 |
21.81 |
4.72 |
5.20 |
1.98 |
2.53 |
0.30 |
0.51 |
4.98 |
1.96 |
1009 |
|
80 |
白馬 |
47.13 |
22.60 |
14.42 |
3.98 |
1.31 |
1. |
93 |
|
9.16 |
2.15 |
924 |
2448 |
82 |
|
河門口(kǒu) |
52.34 |
23.13 |
6.94 |
5.17 |
3.70 |
3.72 |
0.44 |
0.31 |
4.31 |
2.06 |
|
|
78 |
|
成都 |
51.43 |
25.78 |
12.68 |
3.80 |
1.05 |
1.05 |
1.24 |
0.48 |
4.07 |
2.15 |
910 |
2709 |
88 |
|
雲南 |
普坪村 |
56.92 |
21.90 |
8.46 |
5.08 |
1.39 |
1.39 |
0.67 |
0.17 |
5.93 |
2.15 |
828 |
3488 |
90 |
開遠(yuǎn) |
19.44 |
11.87 |
8.19 |
46.64 |
2.26 |
2.26 |
0.87 |
6.04 |
5.07 |
2.81 |
1080 |
2837 |
96 |
|
宜威 |
49.67 |
22.01 |
9.08 |
4.38 |
0.696 |
0.66 |
0.74 |
|
13.24 |
|
|
3257 |
75 |
|
貴(guì)州 |
水城 |
51.00 |
24.77 |
13.98 |
5.66 |
1.05 |
1.05 |
0.96 |
1.16 |
2.25 |
2.09 |
917 |
2654 |
71 |
清鎮 |
50.1 |
23.82 |
11.21 |
5.75 |
1.53 |
1.53 |
1. |
0.07 |
4.37 |
1.81 |
920 |
1503 |
56 |
|
貴(guì)陽 |
36.03 |
17.96 |
15.86 |
4.69 |
1.06 |
1.06 |
1.91 |
0.86 |
22.16 |
1.95 |
711 |
1810 |
69 |
|
遵義 |
33.70 |
24.35 |
9.88 |
5.00 |
0.42 |
0.42 |
0.30 |
0.55 |
27.67 |
1.99 |
923 |
1774 |
77 |
|
都勻 |
20.63 |
13.71 |
4.29 |
1.84 |
0.46 |
0.46 |
0.55 |
1.46 |
58.6 |
1.65 |
771 |
1914 |
64 |
|
陝西 |
戶縣 |
46.89 |
30.75 |
9.64 |
5.44 |
0.74 |
0.74 |
1.03 |
1.62 |
5.34 |
2.19 |
824 |
3137 |
77 |
略陽 |
47.66 |
30.65 |
9.85 |
4.13 |
0.59 |
0.59 |
1.01 |
0.69 |
5.65 |
2.21 |
894 |
2468 |
72 |
|
韓(hán)城 |
49.95 |
30.08 |
5.52 |
3.52 |
0.57 |
1.09 |
0.39 |
0.77 |
8.27 |
2.00 |
788 |
4010 |
60 |
|
寶雞 |
47.63 |
32.44 |
10.17 |
3.61 |
0.71 |
1.60 |
0.35 |
0.52 |
3.44 |
2.40 |
1152 |
2941 |
80 |
|
渭河 |
44.02 |
32.9 |
4.6 |
4.07 |
0.65 |
1.14 |
0.4 |
|
4.28 |
2.04 |
864 |
|
|
|
秦嶺 |
44.92 |
31.09 |
6.63 |
7.21 |
|
0.70 |
0.2 |
0.65 |
8.26 |
2.18 |
926 |
2735 |
76 |
|
壩橋 |
43.25 |
31.16 |
9.82 |
4.42 |
0.93 |
1. |
77 |
1.42 |
8.59 |
2.12 |
732 |
3410 |
76 |
|
甘肅 |
西固 |
49.98 |
37.65 |
6.34 |
1.10 |
0.79 |
0. |
75 |
|
3.33 |
1.95 |
715 |
|
78 |
新疆 |
紅雁池 |
47.55 |
16.94 |
7.97 |
2.79 |
2.38 |
1.49 |
0.64 |
0.62 |
20.54 |
1.79 |
598 |
2361 |
48 |
寧夏 |
石(shí)咀橋 |
44.32 |
36.79 |
3.95 |
1.78 |
1.37 |
|
0. |
0.25 |
10.91 |
1.83 |
716 |
2732 |
76 |
注:表中粉煤灰的比表(biǎo)麵積是指用平均(jun1)顆粒法測定的比表麵積。粉煤灰的活性(xìng)是指強度活性,即測定摻30%粉煤灰的水泥砂漿(jiāng)強(qiáng)度(dù),並測定同齡期的純水泥砂漿試件(jiàn)的強度,兩者相除得強度比,用%表示。
[page]
4.粉(fěn)煤灰的(de)礦物成分
根據(jù)北京科技大學宋(sòng)文義等的(de)研究,粉煤灰的礦(kuàng)物可(kě)分為無定形相和結晶相兩大(dà)類(lèi)。無定形(xíng)相主要是玻璃及少量無定形碳。結晶相主要有莫來石、磁鐵礦、赤鐵礦(kuàng)、石(shí)英、石墨以及少量矽酸鹽(yán)、方鋁礦、褐鐵礦、金紅石等。表1-9是粉煤灰的礦物組成示例。
粉(fěn)煤灰的礦物組成(%) 表1-9
樣(yàng)品編號 |
碳粉(fěn) |
石英 |
莫來石 |
磁珠 |
玻璃體 |
1 |
8.29 |
9.6 |
14.6 |
0.56 |
56.95 |
2 |
5.96 |
4.9 |
31.4 |
1.6 |
56.41 |
3 |
15.97 |
5.2 |
29.9 |
4.7 |
53.23 |
4 |
3.64 |
4.9 |
27.4 |
3.2 |
60.86 |
(1)無定形相
無定形相主要是由矽鋁質等組成的玻璃體。據報(bào)道,我國上百個電廠粉煤(méi)灰樣品的玻璃體含量占(zhàn)總量(liàng)的50%~80%(平均60%),表(biǎo)1-9所列為53.23%~60.86%,屬於中下(xià)水平。而G.M.Idorn等人對美國四種(zhǒng)粉煤灰分析的結果(guǒ)是,其中無定形相和(hé)玻璃相占總量的90%以上。
這些玻璃體經過高溫鍛煉,儲藏了較高的化學內能,是粉煤灰活性的主要來源。空心和(hé)實心顆粒以及多(duō)孔(kǒng)體的主晶相是玻璃相,鐵珠表麵由於混雜(zá)有矽鋁成分,也有玻璃相。一般K2O、Na2O等成分,均存在於玻璃相中。
(2)結晶相
莫來石(shí)在粉(fěn)煤灰中不是獨立的顆粒組份,常存在(zài)於空(kōng)心玻璃的表麵(miàn)與玻璃體共生,尺寸較大。厚壁珠及多孔玻璃體表麵也(yě)有,但一般尺寸(cùn)較(jiào)小。莫來(lái)石均由液相(xiàng)析晶(jīng)所(suǒ)構成,呈(chéng)針狀自形晶結(jié)合體。
在XRD的特征曲線上,可以明顯地識別莫來石,d值(zhí)為5.977,3.404,2.552,2.125,1.707,1.527等均為莫來(lái)石特(tè)征峰。
粉煤(méi)灰中AI2O3含量高時,形成的莫來石增(zēng)多。表1-9所示的粉煤灰樣品中莫(mò)來石含量為(wéi)14.6%~31.4%,粉煤灰一般(bān)含莫(mò)來石11.3%~36.3%。莫來石熔點為1810℃,相對密度為3,為(wéi)6。由(yóu)於莫來石硬(yìng)度大(dà),粉磨較困難。莫來石的活性比玻璃體要小。
磁鐵礦和赤鐵礦(kuàng)是鐵珠的主(zhǔ)要組成(chéng)部分。磁鐵礦中含有大量液相析晶,包(bāo)括十字樹枝狀骸晶(jīng),他(tā)形及自行狀晶。赤(chì)鐵礦大部(bù)分是磁鐵(tiě)礦在高溫下進一步(bù)氧(yǎng)化而成的(de),多分布於磁鐵礦邊緣,形成包邊結構。在(zài)少數鐵珠中有方(fāng)鐵礦(kuàng)晶體(tǐ)析出,呈立方(fāng)自形粒狀晶。在鐵珠邊緣有少量褐鐵礦(kuàng)。
磁鐵礦(kuàng)和赤鐵礦在正(zhèng)交偏光下,可(kě)以很容易地進行鑒定,XRD的特征曲線也比較明顯,d值2.703,2.552,1.603,1.7者屬磁鐵礦;d值(zhí)為2.510,2.201,1.444者屬赤鐵礦。含量一般在5%~10%左右。
粉(fěn)煤灰中帶有的原生礦(kuàng)物石英呈棱角(jiǎo)狀,不規則顆(kē)粒較大(dà)顆粒(lì)達0.33mm。以鱗石英(d—石英)為主,熔點1670℃。含量(liàng)6%左(zuǒ)右。
石墨為不透明的晶質礦物,主要是由原煤(méi)中(zhōng)未燃燒部分的(de)碳(tàn)形成的。反光下為長條狀,雜(zá)亂(luàn)分布,反(fǎn)射色為灰黃色,反射率為17%。
原煤中(zhōng)含(hán)有一定量的CaO、MgO,在燃燒中很容易和SiO2反應生成矽酸鹽,因此,當粉煤灰含鈣量高時,本身有一(yī)定的(de)水硬性。
5.粉煤灰的(de)需水量比
粉煤灰需水量比是按規定(dìng)的水泥標準砂漿流動性試驗方法,以30%的粉煤灰取代矽酸鹽水泥時所需的水量(liàng)與矽酸鹽水(shuǐ)泥(ní)標準砂漿需水量之比。這個性質(zhì)能(néng)在一定程度上反映粉煤灰物理性質的優劣。較劣粉(fěn)煤的需(xū)水量比往往高達(dá)120%以上,優質粉煤灰則可能在90%以下。
6.粉煤灰的火山灰活性
所謂火山灰活(huó)性是沿用天然火山灰材料能在常溫下與石灰起化學反應,生成具有膠凝性能的水化產物的性能。粉煤灰火山灰活性的評定,大多采用“抗壓強度比”試驗法(fǎ),這種方法是從傳統的水泥或消石灰砂漿強度試驗法改進而確立的,即根據所摻粉煤(méi)灰對水泥(ní)砂漿或對(duì)消石灰砂漿強度的貢獻來評定粉煤灰活性的高(gāo)低。有關情況將在以後的章節(jiē)中介紹。
7.粉(fěn)煤(méi)灰中的微量元素
南京大學翟建平等人對華能南京電廠電收塵器第(dì)一電場至第五電場的粉煤灰進行了微量元素分析,頗具代表性。詳(xiáng)見表(biǎo)1-10。
由表1-10可知(zhī),由於H1~H5的(de)粉煤灰的細度逐漸變細,細粒(lì)徑灰粒的比表麵積、表麵活性和吸附能力均較大,從而(ér)導(dǎo)致絕大多數(shù)微量元素趨向在(zài)細粒徑灰中富集,其中尤以As和Se的富集程(chéng)度(dù)較高,分別可達7.28倍和5.47倍(bèi),其餘元(yuán)素的富集(jí)程(chéng)度介於1.5~3.0倍之間(jiān)。細(xì)粒徑灰的微(wēi)量元素總量也要比粗粒役(yì)灰高,如(rú)五電場灰所含微量元素總量(liàng)幾乎是一電場的2倍。而從表1-7可知(zhī),5個電場粉煤灰的化學成分(fèn)基本相似,采集樣品也是在同一時間內,煤的燃燒工況也幾乎相同。因此在(zài)粉煤灰綜合利用中這是(shì)一個值得重視的現象。
不同電場粉煤灰中微量元素含量(10-6) 表1-10
樣號 |
As |
Ba |
Co |
Sc |
Cu |
Ga |
Ge |
Hf |
Mo |
Nb |
Ni |
Pb |
Rb |
Th |
H1 |
3.2 |
782 |
24 |
10.5 |
91 |
42 |
8.8 |
18 |
6.5 |
36 |
41 |
68 |
46.5 |
44 |
H2 |
6.9 |
971 |
30 |
22.0 |
104 |
52 |
10.4 |
20 |
6.4 |
37 |
49 |
82 |
45.0 |
21 |
H3 |
9.2 |
1000 |
34 |
25.4 |
120 |
69 |
12.8 |
24 |
9.7 |
43 |
59 |
112 |
47.1 |
56 |
H4 |
13.4 |
683 |
44 |
29.9 |
146 |
92 |
15.8 |
32 |
10.2 |
54 |
75 |
164 |
44.7 |
74 |
H5 |
23.3 |
1222 |
46 |
32.1 |
155 |
105 |
16.7 |
31 |
14.5 |
54 |
79 |
181 |
45.6 |
75 |
樣號 |
Sr |
Li |
U |
V |
Mn |
W |
Zr |
Y |
Zn |
Be |
Cr |
Se |
∑ |
|
H1 |
924 |
325.1 |
6.9 |
137 |
160.8 |
12 |
437 |
59 |
50 |
6.0 |
32 |
20.3 |
3391.6 |
|
H2 |
1127 |
400.7 |
8.3 |
170 |
257.7 |
12 |
473 |
63 |
63 |
7.0 |
32 |
29.2 |
4135.6 |
|
H3 |
1356 |
440.0 |
10.5 |
210 |
222.6 |
12 |
541 |
80 |
82 |
8.0 |
24 |
51.4 |
4658.7 |
|
H4 |
1814 |
615.8 |
11.6 |
221 |
167.6 |
16 |
683 |
98 |
102 |
9.5 |
23 |
63.9 |
5303.4 |
|
H5 |
1799 |
613.9 |
15.0 |
267 |
239.8 |
16 |
707 |
98 |
153 |
9.9 |
17 |
110.0 |
6127.8 |
|
注:樣號H1~H5的粉煤灰(huī)分別取自靠近鍋爐的第一電場(H1)至較遠離鍋爐的(de)第五電場(H5)等5個電場。
[page]
粉煤灰的放射性
大(dà)劑量(liàng)、高密度放射性核素的照射能顯著地致害人類,小劑量輻(fú)射往往被忽(hū)視。接觸過放射性物質的人員,包括核動(dòng)力廠、鈾加工廠、油天然放射物探井人員(yuán)等,盡管他們工作環境的輻射劑量低於較大(dà)容許核素劑量水平(píng)0.055Va-1,,但他們血樣淋(lín)巴的染色體畸變率仍高於一般人(rén)。
某些天然輻射,傳統公(gōng)認的(de)“正常”照射,有的亦達到了非常嚴重的程度(dù)。例如(rú),在美(měi)國愛達(dá)荷州(zhōu),過去(qù)一直采用矽酸鋁渣鋪路造房,屬天然輻射的“正常”照(zhào)射。但進來用儀器測試顯(xiǎn)示:公路(lù)、住房上(shàng)空的γ吸收劑量遠高與(yǔ)其他地區。瑞典用含礬頁岩多孔混凝土建(jiàn)房有長(zhǎng)久曆史(shǐ),房屋內放射性氡的等(děng)效平均濃度高達260Bq/m3,為(wéi)國際放射性防護委員會提出的上限值100Bq/m3的2.6倍。我國用(yòng)石渣建房也出現過類似問(wèn)題。
總之,對於能夠形成長期輻射的建築材料核素危害不可掉以輕心。中國科學院山西煤炭化學研究所副研究員張昌(chāng)鳴先生對粉煤灰的放(fàng)射性及相關問題進行了係統研究,使(shǐ)www91對粉(fěn)煤灰(huī)的放射(shè)性有一個較全(quán)麵的認識。
1.粉煤灰中的放射性物質
(1)放射性物質的起源
粉煤灰中的放射性物質起源於原煤。像自然界的大多數物資一(yī)樣,原煤(méi)中也含有(yǒu)天然存在的原(yuán)生放射性核素。一般天然放(fàng)射性核素在煤中的含量低於地殼(ké)的含量,但由於火山源的反常放射性超(chāo)負荷浸漬以及其他原因,某些煤層也會有高度的反射性核素。
(2)原煤中放射性核素概況
①我國和世界各國的比較
以226Ra(Bq/Kg)衡量,對於近20個國家的煤(méi)樣進(jìn)行比較(jiào),將其(qí)中(zhōng)4個較高值和4個較低值列表,如表1-11所示(shì),煤中放(fàng)射性核素含(hán)量較高的國家是巴西,其(qí)次是澳大利亞(yà)、南非和印度,較低是美國懷俄明。按產量加權平均值,其他國家為41.5, 我(wǒ)國為36。我國原煤的放射性核(hé)素量比國外稍低。
幾個(gè)典型國家煤中放射性核素含量(liàng)(Bq*Kg) 表(biǎo)1-11
序號 |
煤樣來(lái)源國 |
226Ra |
232Th |
40K |
1 |
美國(懷俄明) |
0.32 |
|
|
2 |
匈牙利 |
1.5 |
|
|
3 |
德國(西(xī)部褐煤) |
﹤10 |
﹤7 |
15 |
4 |
意大利(中部褐煤 |
4~5 |
70~120 |
15~25 |
5 |
印(yìn)度 |
25 |
26 |
440 |
6 |
南非 |
30 |
20 |
110 |
7 |
巴西 |
100 |
67 |
370 |
8 |
澳大利亞 |
30~48 |
|
|
②我(wǒ)國幾(jǐ)個典型省的比較
仍以226Ra(Bq*Kg-1)衡量,各省(shěng)(自治區)煤的(de)放射性核素(sù)含量較(jiào)高的是廣西,高達313,其次是江蘇(54),新疆較低(6.6),產煤大省山西的煤核素含量處於較低水(shuǐ)平。表1-22是8個典型省(區)的數據。
我國8個典型省(shěng)(區)煤中反射性核(hé)素含量(liàng)(Bq *Kg-1) 表(biǎo)1-22
序號 |
省(區)名稱 |
統配礦(kuàng)年產量 (104t) |
226Ra (按產量加權) |
232Th (按產量加權) |
40K (按產量加權) |
1 |
新疆(jiāng) |
394 |
6.6 |
8.9 |
0.64 |
2 |
青海 |
34 |
17 |
25 |
0.81 |
3 |
山西 |
6385 |
24 |
25 |
0.68 |
4 |
黑龍江 |
3887 |
23 |
25 |
1.40 |
5 |
江蘇 |
1561 |
54 |
25 |
0.75 |
6 |
江西(xī) |
646 |
60 |
47 |
2.60 |
7 |
寧夏 |
898 |
62 |
26 |
0.97 |
8 |
廣西 |
387 |
313 |
59 |
1.80 |
(3)粉煤灰中的放射性核素
①粉煤(méi)灰的放射性濃度與原煤(méi)的放(fàng)射性核素含量的(de)關係
粉煤灰的放射性濃度與煤(méi)種有(yǒu)一定的依(yī)存關係,放射性濃度高的(de)原煤,其粉煤(méi)灰的放射性也高,但是,粉煤灰的放(fàng)射性濃度高於其原煤的放射性濃度。
粉(fěn)煤灰放射性核素含量不僅受(shòu)煤的燃燒工藝控(kòng)製條件的影(yǐng)響。這是因為沒燃燒時使天然發射性物質部分向環境排放,引起放射性物質(zhì)再分(fèn)布,分布過程的多種影響因(yīn)素又到導致放(fàng)射(shè)性核素含量的波動。據波蘭文獻報道,某電廠粉煤灰226Ra的波動值竟高(gāo)達(dá)63 ~610。但一般情況下,波動值不會這(zhè)麽大。
②國外粉煤(méi)灰(huī)反射性(xìng)核素濃度
從20多個國家(jiā)的粉煤灰樣品選取4個(gè)放(fàng)射性核素濃度(dù)較高值和4個較低值(zhí)列表如表1-13。由表中數據可(kě)知,其較高值與較(jiào)低值傾向與原煤的核素濃度大體是一致的。由於美國懷(huái)俄明原煤的放射性核(hé)素較低,其粉煤灰中的放射性核素含量也較低。
幾個國家典型灰樣的放射性核素濃度(Bq*Kg-1) 表1-13
序號 |
粉煤灰產地 |
226Ra |
232Th |
40K |
1 |
美國(懷俄明) |
30 |
|
|
2 |
意大利中部 |
40~70 |
300 |
|
3 |
美國拉(lā)契牙(yá) |
70 |
52 |
780 |
4 |
德國褐煤(1) |
70 |
40 |
100 |
5 |
匈牙利 |
20~560 |
|
|
6 |
德國褐煤(2) |
200 |
100 |
300 |
7 |
澳(ào)大利亞 |
580 |
|
|
8 |
波蘭 |
63~610 |
33~320 |
|
③我國粉煤灰的放射(shè)性(xìng)
由於粉煤灰中放射性核素含量波動範圍大,我國關於粉煤(méi)灰中放射性核素的係(xì)統(tǒng)測試缺少報道。現將河南省環保研究所對粉煤(méi)灰及其製品(pǐn)中的放射性測試結果列於表1-14。
粉煤灰及製品中放射性測定結果 表1-14
序號 |
樣品名稱 |
燃燒的煤種 |
總α比放射性 (Ci*Kg-1) |
總(zǒng)β比放射性 (Ci*Kg-1) |
總比放(fàng)射性 (Ci*Kg-1) |
一、 |
河南粉煤灰 |
|
|
|
|
1、鄭州電廠 |
義馬、新密煤 |
1.30×10-8 |
1.59×10-8 |
2.89×10-8 |
|
2、洛陽電廠 |
新安、義馬煤 |
1.38×10-8 |
2.42×10-8 |
3.80×10-8 |
|
3、平頂山電廠 |
平(píng)頂山煤 |
2.78×10-8 |
1.90×10-8 |
4.68×10-8 |
|
4、焦作電廠 |
亞東南煤 |
2.98×10-8 |
2.35×10-8 |
5.33×10-8 |
|
5、新鄉電廠(chǎng) |
鶴壁煤(méi) |
2.78×10-8 |
2.05×10-8 |
4.83×10-8 |
|
6、商丘電廠 |
義馬、新密(mì)煤(méi) |
0.93×10-8 |
1.80×10-8 |
2.73×10-8 |
|
7、信陽電(diàn)廠 |
平(píng)頂山、新密煤(méi) |
0.84×10-8 |
2.25×10-8 |
3.09×10-8 |
|
8、周(zhōu)口電廠 |
平頂山、義馬煤(méi) |
0.90×10-8 |
2.08×10-8 |
2.98×10-8 |
|
9、汴(biàn)梁電廠 |
義馬、新密煤 |
0.90×10-8 |
1.86×10-8 |
2.76×10-8 |
|
10、姚孟電廠 |
平頂山煤 |
2.25×10-8 |
1.92×10-8 |
4.17×10-8 |
|
11、許昌電廠 |
禹州煤 |
2.08×10-8 |
1.76×10-8 |
3.84×10-8 |
|
12、鄭州三電廠 |
義馬、新(xīn)密煤 |
1.28×10-8 |
1.36×10-8 |
2.64×10-8 |
|
二(èr)、 |
其它地區粉煤灰(huī) |
|
|
|
|
1、廣州電廠 |
|
3.93×10-8 |
3.20×10-8 |
7.13×10-8 |
|
2、貴陽電廠 |
|
4.29×10-8 |
3.69×10-8 |
7.87×10-8 |
|
3、重慶電廠 |
|
4.11×10-8 |
3.76×10-8 |
7.87×10-8 |
|
4、株洲電廠 |
|
3.61×10-8 |
3.27×10-8 |
6.88×10-8 |
|
5、萍(píng)鄉電廠 |
萍鄉煤 |
2.44×10-8 |
2.98×10-8 |
5.42×10-8 |
|
三、 |
河南粉煤灰製品 |
|
|
|
|
1、鄭州(zhōu)灰渣砌塊 |
|
2.14×10-8 |
2.31×10-8 |
4.45×10-8 |
|
2、鄭州粉煤(méi)灰加氣混凝土砌塊(摻70%粉煤灰) |
|
|
|
|
|
|
1.28×10-8 |
1.53×10-8 |
2.81×10-8 |
續表1-14
序號 |
樣品(pǐn)名稱 |
燃燒的煤種 |
總α比放射(shè)性 (Ci*Kg-1) |
總β比放射性 (Ci*Kg-1) |
總比放射性 (Ci*Kg-1) |
|
四 |
相(xiàng)比較的(de)鄭州 |
|
|
|
|
|
其他建築材料(liào) |
|
|
|
|||
1.鄭州黏土磚 |
1.44×108 |
1.86×108 |
3.30×108 |
|||
2.灰砂磚 |
1.35×108 |
1.55×108 |
2.90×108 |
|||
3.土壤(rǎng) |
1.87×108 |
1.09×108 |
2.96×108 |
注:河南環保所係統按“GBJ8-74”《放射性防護規定》進行檢測,按該(gāi)標準,總比放射性《10.00×10-8CI*kg-1為合格。
﹙4﹚對我國粉煤(méi)灰放射性核素水平的(de)評估
①建築(zhù)材料中(zhōng)放射性含量的允許極限
不同國家對放射性含量的允許極限計算方法不同(tóng),例如,按原(yuán)蘇聯國家輻射防護委員會的規定,工業廢(fèi)渣中放射性含量濃度應滿足下式要求,其使用等(děng)不受限製。
式中 C40K、C226Ra、C232Th─分別(bié)為40K、226Ra、232Th的濃度,Bq*Kg-1。
我國製定的建築材料放射性(xìng)衛生(shēng)防護標準(GB6566-86),對用與住房和公共生活用房的建築材料,要求同時滿足(zú)下述兩式:
②對於山(shān)西省典(diǎn)型粉(fěn)煤灰(huī)中放射性核素含量的測試及評價
中科院山(shān)西煤炭化學研究所張昌鳴副研究員列出兩組山西省典型粉煤灰放射性核素含量的測定及K值計算結果,見表1-15。根據國家標準規定,K1與K2均小於1.0,這種粉煤灰在使用時不受限製。由於在生產建築製品時,還需混合其他(tā)天然物料,因此終製成(chéng)的建築製品,其放射劑量會進一步減弱。
山西省典型粉(fěn)煤灰的放射性(xìng)核素含量(單位:Bq*Kg) 表 1-15
組別 |
總α |
總(zǒng)β |
226Ra |
232Th |
40K |
K1值 |
K2值 |
1 |
1.8×10 |
10×10 |
90.1 |
92 |
174 |
0.451 |
0.647 |
2 |
2.0×10 |
9.6×10 |
89.9 |
86 |
152 |
0.449 |
0.621 |
平均 |
1.9×10 |
9.8×10 |
89.9 |
94 |
163 |
0.450 |
0.643 |
③對於我國粉煤灰放射性核素水平的評估
由於我國原煤中放射性核素含量除廣(guǎng)西外普遍低於世界其他國(guó)家,因而粉煤灰(huī)中的放射(shè)性(xìng)核素(sù)含量也較低;一般均在國家標準規定(dìng)的(de)限度之內,應用於生產房建材料的前景是樂觀的。盡管如此,任何一家房建材料廠在建廠時仍應按國家規定,對所用粉煤(méi)灰放射性核素的含量進行(háng)測定,確定其可用性。
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