第卷第期年月中国矿业大学学报粉煤灰空心微珠的分选及综合利用的研究边炳鑫综合系赵凤林匡玉国黑龙江矿业学院摘要本文根据对粉煤灰空心微珠分选工艺及其应用的研完结果重点介绍了粉分选技术经济煤灰空心微珠的理化性质分选原理分选方法分选工艺流程指标及空心微珠的主要用途为粉煤灰空心微珠的分选与综合矛用提供了有效的途径关键词粉煤灰空心微珠分选综合利用前言火力发电厂排出的废料粉煤灰的重视利用特别是粉煤灰中的空心微珠的利用日本等工业发达国家日益受到国内外美国左右英国目前联邦德国已把粉煤灰当作资源而加以充分我国是世界主要产煤国之一万吨煤炭是我国当前和今后的主要能源亿吨在能源消耗中约占达全国电厂年燃煤约据年统计以上燃煤电厂的粉煤灰年排放量约亿吨以上根据我国电力工业规划设想预计本世纪末的年排灰量高这对我国经济建设将数量十分惊人如果能把这一资源充分利用起来有巨大作用近几年随着粉煤灰中空心微珠的发现目前国内外许多研究单位就其分选工艺和综合利用进行了大量的研究我们对粉煤灰空心微珠分选工艺及综合利用的研究是在实验室试验和中间试验的基础上进行的粉煤灰空心微珠的理化性质粉煤灰是一种微细的分散物料铝平均几何粒径小于户它主要由氧化硅氧化氯化铁及少量其它金属氧化物组成表列举了国内外某些电厂的粉煤灰的化学成分和上要物理性质“在粉煤灰中按显微结构类型又分为珠体和不规则体”简称为空心微珠其中珠体称为空心玻璃微珠“’,国外称为“微型空心玻璃珠”按空心微珠理化特性又可分为漂珠沉珠和磁珠由于各电厂燃用的煤种煤质和锅炉的炉型运行状态不一形成各种空心微为某电厂粉煤珠的数量和粒度也不相同灰及各种珠体粒度组成表为某电厂粉煤灰中各种空心微珠含量,表漂珠本文于系指密度小于年月收到的珠体见图第期粉煤灰空心微珠的分选及综合利用的研究表粉煤灰的化学成份和主要物理性质产地烧失量量堆密度株州电厂厂名〔北京电厂名一乃卫吉林热电厂一一一刀一一唐山电厂厂吴淞电厂仃抚顺电厂厂一阜新电厂乃刀乡美国某电厂一刀乃英国某电厂乃刀乃一刀表某电厂粉煤灰中空心微珠含量名称漂珠沉珠磁珠合计珠体含量一乃一表某电厂粉煤灰及珠体粒度组成演原灰漂珠沉珠磁珠原灰漂珠沉珠磁珠含量含量含量含量乃…找含量含量含量含量,一,,“一一石一’一一】一一一合工十乃乃乃乃漂珠的物理性质外观无色白色或乳白色珍珠光泽和玻璃光泽透明半透明或不透明的空心珠体颗粒微小质轻隔热隔音耐高温耐磨主要物理性质见表表漂珠物理性质性质粒径径堆密度密度熔点点比电阻阻导热系数群℃数值一一刀刀漂珠的化学性质耐酸耐碱化学性能稳定化学成分见表第期粉煤灰空心微珠的分选及综合利用的研究各种珠体的物理性能对比见表表颗名漂粒显微结粉煤灰中各种颗粒的物理性能密级粒拜度流动性磁性光泽导电阻颜色称珠珠珠构类型空心球壳结构显微圆珠结构构一一好弓二无无强无无玻璃光泽玻璃光泽绝缘好好好绝缘好导体绝缘好好导体白色或乳白色灰白色或灰色黑褐色色黑沉磁不】一一好好差显微圆珠结构构海绵状结构碎屑状结构一一半金属光泽玻璃光泽不规则颗粒粒色碳粒一差表为某电厂粉煤灰及各种珠体的化学成分表某电厂粉煤灰及珠体化学成份烧失量名称粉煤灰灰漂珠珠珠名挥发份刀灰份石刀固定碳沉磁粉煤灰空心微珠的分选工艺粉煤灰中空心微珠的分选一般适用干法排灰的电厂按分选介质不同可分为以空气为介质的干法分选工艺一般适用于湿法排灰的电和以水为介质的湿法分选工艺厂以分选效果来看湿法好于干法分选工艺从发电厂的排灰方式来看干式较湿式有许多优点因此新建电厂采用较多分选原理与分选方法通过对粉煤灰性质的研究证明相形式存在于粉煤灰中上的差别组成粉煤灰各种珠体与非珠体的均是单体以游离固而且在物理化学性质上又有明显的差别由于存在的形式和性质决定了它们具有分选的基础和可能未燃尽碳的分选粉煤灰中未燃尽碳的分选对于湿法分选是根据颗粒表面的物理化学特性即润湿特性含碳差别采用浮选法左右的碳粒一般为在浮选药剂的作用下将粉煤灰中的未燃尽碳分选出来所用药齐捕收剂可采用柴油等烃类油的电阻率一起泡剂可采用松油等菇类起泡剂一般为通过浮选法一般可得到干法分选是根据碳粒的电阻率,几与其它颗粒万伏的。间存在较大差别采用电选法一可用电压型双辊电选机磁珠的分选通过电选法一般可得到含碳的碳粒粉煤灰中的磁珠是锅炉高温燃烧过程中下煤中含铁矿物在碳及一氧化碳的还原作用一部分形成铁粒一部分被还原成四氧化三铁而产生的因而可用磁选方法将粉煤灰中国矿业大学学报年中的磁珠分选出来逆流式磁选机即根据磁珠与其它颗粒的磁性差别进行分选左右的磁珠湿法分选可采用永磁半分选后可得到品位为以卜的磁珠一干法分选应采用高梯度磁选机分选后可得到品位漂珠的分选漂珠的密度为的密度珠小于水的密度其它珠体与非珠体的密度均大于水因而对于湿法分选可利用漂珠与其它颗粒间密度的差异以水为介质依据阿基米德原理很容易将漂珠与其它颗粒分离采用此法可得到纯度左右的漂漂珠的干法分选一般采用风力分级机该法可获得不同粒级不同纯度的漂珠只剩下沉珠和少量单体石英等沉珠的分选当粉煤灰中选出漂珠形状磁珠和碳粒后它们在密度粒度及表面性质上均存在较大差异因而湿法分选时可采用重选或浮选法加以分离富集或分级得到不同等级的沉珠产品干法分选同样采用风力分级机但分选的难度较大分选工艺流程根据粉煤灰的性质用不同的分选工艺流程组成排灰方式干式或湿式和用户对产品的质量要求可采干法分选〔艺流程干法分选为了保证分选后漂珠和沉珠产品的质量凤力分级机选出漂珠和沉珠的仁艺湿法分选工艺流程湿法分选工艺与干法相比需增设产品的脱水应采用先选出碳粒和磁珠再采用其〔艺流程见图粉煤灰一干燥等工序当粉煤灰可霖一中含有三种珠体值尾灰粒度较粗再选出磁珠工艺流程并都具有分选价粒度较粗士厂艾,而碳粒的含量较少并电选机一次沉珠粒度较细时可碳,粒二次,磁选采用先易后难的工序先选出漂珠沉珠采用浮选或分级的在选取沉珠的同时兼有除碳作用碳粒大多数都富集在尾灰中其毛艺流程见图如果粉煤灰中碳粒含量较多粒度较细对沉珠分选有干扰作用影一级沉珠二级沉珠响沉珠的质量回收价值时并且粉煤灰中碳具有三级,沉珠四级,沉珠在粗选作业之前应增加浮选作业扰作用程进行选碳的工艺流程图干法分选空心微珠工艺流程如果粉煤灰中碳粒含量较少没有回收价值但碳粒的粒度较细对沉珠的分选有干影响沉珠质量时在精选作业之后应增加浮选作业降低生产成本单独对沉珠进行除碳工艺流该工艺流程可大大减少浮选入料量而对于磁珠在沉珠中的损失较第期粉煤灰空心微珠的分选及综合利用的研究少既不影响沉珠质量又不影响磁珠的产率时应采用先选沉珠后选磁珠的工艺流程该工艺流程可减少磁选机人料量从而减少磁选机台数粉谋灰霖厅工废弃漂珠分选机磁选】认翻翻精选一破十厅一珠月蒸下发水一号甲盯月尾灰滤甲珠图湿法分选空心微珠工艺流程总之在确定湿法分选工艺流程时要根据本厂粉煤灰的具体性质以及各种珠体含量等情况选择适合本厂的分选五艺流程粉煤灰空心微珠分选的技术经济效果采用图工艺流程对某电厂粉煤灰中空心微珠进行分选实验获得的技术指标见表表粉煤灰空心微珠湿法分选技术指标项目漂珠珠沉珠磁珠一号尾灰二号尾灰水计目漂珠珠沉珠磁珠珠号尾灰二号尾灰产品含珠率刀兰。。。…项吕…分选效率一产品产率产品水份注一表中产品水分均指过滤后的水分指标一本文图均为表中各珠体照片中国矿业大学学报年根据图工艺流程进行的中间试验所获得技术经济指标对某电厂建设年处理万吨粉煤灰空心微珠分选厂的经济效果进行预测结果见表表万吨粉煤灰空心微珠分选厂经济效果预测产品产量总产值总成本利润总投资资投资回名称吨年万元年万元年万元年万元收期年漂珠磁珠沉珠尾灰粉煤灰空心微珠的综合利用粉煤灰空心微珠作为一种新兴多功能材料由于它具有颗粒微细质轻中空耐高温绝缘漂珠沉珠隔热保温耐磨耐酸耐碱化学性能稳定等特性因而它已应用于建材塑料橡胶涂料化学冶金航海和航天等各方面在塑料橡胶工业中空心微珠是塑料橡胶的优质填料目前阜新镇江鸡西太原北京等地用空气微珠作填料已生产出大衣柜沙发电视机前罩人造革彩色地板块等二十多种塑料制品在耐火材料方面利用漂珠可生产出密度一,轻质耐火砖沉珠可用于生产高效保温材料如微珠保温帽防火涂料等等在建筑工业中空心微珠不但可制成人造大理石消音材料陶瓷材料而且还可做为油漆涂料的填充剂在石油工艺中沉珠可作为石油精炼过程的一种催化剂用漂珠制成低密度水泥可用于固井在电气工业中空心微珠可作为高压电瓷轻型电气绝缘材料及密封材料的原料在化学工业中空心微珠可作为某些化学反应的催化剂在冶金工业中空心微珠可用于浇铸隔板填充料用作砂蕊的原料在航海航天领域中空心微珠一方面可用于深水潜艇航天工具的隔热绝缘材料另一方面在民用运输飞机中微珠可用来生产一种轻质强度高收缩性低的原件在汽车制造工业中磁珠和沉珠可用于生产耐磨性良好的汽车刹车片和塑料活塞环汽车发动机净化器等磁珠还可作为炼铁原料海底管道或电缆护层混凝土的配料高铁水泥的填充材料最近我们通过试验已经证明磁珠能够代替磁铁矿粉作为重介质选煤的加重质试验进一步证明采用磁珠作加重质与磁铁矿粉相比具有耐氧化耐磨配制悬浮液浓度大稳定性好加重质损耗少等优点第期粉煤灰空心微珠的分选及综合利用的研究结束语粉煤灰中空心微珠的分选与综合利用是近十几年来兴起的一个研究课题多单位及个人近年来在这方面进行了不少开拓性的研究不够成熟国内许但粉煤灰空心微珠的分选技术还特别是对干法分选工艺流程的研究尚不过关风选设备多是根据颗粒在低速气流中自由沉降原理设计的泛推广分选效果还不够理想干法磁选机正处于研究阶段尽管湿法分选工艺流程都是常规选矿设备流程本身也比较完善但尚未得到广目前国内只有少数几个单位实现了工业生产对于湿法分选后各种空心微珠的干燥工序还有待于进一步研究用沸腾床干燥机进行干燥废为宝从目前来看采具有一定的优点粉煤灰中空心微珠的用途十分广泛我们应尽快加以开发利用使其真正实现变参李策镭粉煤灰一空心微珠简介环境科学考文献梁天仁粉煤灰中各类颗粒的分选方法概述硅酸盐建筑制品张永明粉煤灰空心微珠的广泛用途硅酸盐建筑制品王振国边炳鑫等重介质选煤的新型加重质一磁珠选煤技术