將粉煤灰作為原材料生產(chǎn)燒結(jié)磚是綜合利用粉煤灰最佳途徑之一,我國每年生產(chǎn)和使用燒結(jié)磚6000多億塊,如每塊磚能利用0.5 kg粉煤灰,每年可利用3.5億多t粉煤灰,由此看出發(fā)展燒結(jié)粉煤灰磚蘊(yùn)藏著對粉煤灰利用的巨大潛力。當(dāng)然,目前不是每一個地方、每一個專業(yè)電廠粉煤灰磚廠都能就地就近獲得粉煤灰可就地利用,但就我國電廠分布來看,很多電廠周圍都分布著相當(dāng)多的磚廠。另外,為了利用粉煤灰還可在電廠附近或電廠內(nèi)有計劃地建設(shè)一批燒結(jié)粉煤灰磚廠。經(jīng)過精心有力地組織和推動,如能有5 %~10 %的燒結(jié)磚摻用粉煤灰生產(chǎn),每年也可利用1750~3500 萬t粉煤灰,這是一個相當(dāng)可觀的數(shù)量,作為第一步這一目標(biāo)是非常了不起的,對國家是一大貢獻(xiàn)。在制磚工業(yè)中利用粉煤灰不僅可以節(jié)省一部分粘土質(zhì)礦物及耕地,又可減少粉煤灰排放堆存占地,改善和保護(hù)環(huán)境,還可充分利用存在于粉煤灰中未燃盡的固定炭,減少燒磚用煤,大大節(jié)約能源,這是其他利用途徑所不能及的。而且在燒結(jié)磚中加入一定量粉煤灰后,每塊磚的重量可減輕0.5 kg,從而進(jìn)一步減輕建筑物自重,可實現(xiàn)一舉多得之效,應(yīng)大力提倡,積極發(fā)展。
山西省在發(fā)展煤電行業(yè)的同時,也通過加快技術(shù)創(chuàng)新, 積極努力地推進(jìn)粉煤灰綜合利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,使得專業(yè)電廠粉煤灰綜合利用率穩(wěn)步增長,利用領(lǐng)域逐漸拓寬,技術(shù)水平不斷提升。近年來山西省專業(yè)電廠粉煤灰利用量呈持續(xù)上升趨勢,從2000 年的145 萬t 增加到2013年的2 687 萬t, 綜合利用率從18 %增加到56%,但仍低于全國68 %的平均水平12 個百分點。此外, 由于全省缺乏具有較強(qiáng)市場競爭力的跨區(qū)域大集團(tuán),企業(yè)資源整合能力差,無法對全省的粉煤灰資源進(jìn)行合理調(diào)配。加之受地域資源、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和城市建設(shè)規(guī)模等因素的影響, 全省各地市粉煤灰綜合利用情況差異較大。
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,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。因為通過成球盤成型的粉煤灰顆粒,靜置于燒結(jié)機(jī)上,在整個過程中成型的顆粒不滾動隨燒結(jié)機(jī)履帶移動而經(jīng)過預(yù)熱燒成、冷卻最終燒成有相當(dāng)強(qiáng)度的輕骨料?,F(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)動的窯體內(nèi)滾動,如料粒沒有足夠的粘結(jié)強(qiáng)度,在滾動中將破碎并產(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。
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)電廠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 %)鈉基膨潤土沒有計入其內(nèi),這是值得注意的,應(yīng)該實事求是在宣傳上不 該嘩眾取寵。