飞灰主要研究成果

Ⅰ 潘涛的主要成果

在研究开发方面，历年主持和承担了50余项研究课题，取得的主要成果包括染色废水处理工程示范研究、北方缺水城市景观水体水质生态修复技术研究、垃圾焚烧飞灰制备水泥关键技术研发、丙烯酸及其酯类高浓度废水生物处理技术研发、中意合作北京泃河流域水环境管理试点研究等。2008年作为技术负责人主持起草《北京市水污染防治条例》，2010年主持“北京市污染源清单编制与更新机制研究与示范”，2012年主持北京市科技计划重大课题“工业涂装企业VOCs控制技术改进与示范”，2013年主持国家科技支撑计划课题“北京市大气污染源清单研究与示范”，2014年主持国家环保公益专项“餐饮业挥发性有机物及颗粒物排放特征及控制技术研究”；
在工程化应用方面，主持了近50项水污染治理工程的设计和承包项目，涉及城镇污水处理、水环境修复以及印染、化工、食品、制药、印刷等工业行业，重点项目包括北京印钞厂擦版液配制及废水处理工程、北京宽沟景观水体恢复与保持示范工程、汉石桥湿地自然保护区水质净化工程、水立方和国家网球中心水资源综合利用工程等。
获省部级以上科技奖励8项，主持制修订环保标准7项，发表论文50余篇，主编《废水处理工程技术手册》、《废水处理设备与材料手册》、《废水污染控制技术手册》（国家出版基金项目）等6部专著，参编著作3部。
我国废水治理工程化技术研究及应用领域的领军人物，擅长的研究领域为水污染防治工程研究与设计、三废处理与综合利用。该同志一直从事工业废水治理工程化技术的开发研究和利用，完成各类科研和工程项目六十二项，主要包括：国家九五攻关项目面向21世纪的环境政策--发展环境保护产业的技术经济政策研究、北京市地下水水质衰退及污染防治研究、《北京市水污染防治条例》起草、北京大观园景观水体修复工程、《生活垃圾填埋场恶臭污染控制技术规范》起草、农村地表水域生态保护技术研究奥林匹克公园网球中心、曲棍球场、射箭场水资源综合利用工程、北京印钞厂擦版液配制及废水处理工程等。获北京市科学技术进步奖、国家环境保护科学技术奖等奖励10项，发表论著15篇（部）。

Ⅱ 齐立强的主要科研成果

主要研究方向
大气污染控制：近年来主要从事微细粉尘特性与收集的理论与技术研究
近些年来发表论文：共发表论文50余篇，主要论文如下：
1、燃煤高铝飞灰在电除尘器中行为的试验研究，中国电机工程学报，2005，25(17) （EI）
2、燃煤锅炉电除尘器飞灰物化性质及逃逸机理，中国电机工程学报，2007，27(5) （EI）
3、准格尔煤灰特性对其从电除尘器中逃逸的影响， 动力工程，2008，28（4） （EI）
4、高铝煤混燃飞灰电除尘特性的试验研究，动力工程，2006，26（4）（EI）
5、燃煤飞灰粒度对比电阻影响机制的试验研究， 热能动力工程，2006，21（4）（EI）
6、燃煤飞灰伏安特性的实验研究，热能动力工程，2006，21（1）（EI）
7、燃煤飞灰化学成分随粒度分布规律的试验研究，煤炭转化 2003.2

Ⅲ 粉煤灰颗粒的化学组成及分类

从 SiO₂-Al₂O₃-CaO 三元系统图来看 ( 图 3. 7) ，粉煤灰与火山灰、矿渣和硅酸盐水泥等相比其整体上化学组成的变化范围比较大。由于粉煤灰是一种典型的非均质材料，如果考察不同粉煤灰颗粒，其化学组成的变化范围将更大。

汪安璞等 ( 1996) 用 SEM-EDX 对电厂粉煤灰单个颗粒进行了形貌、粒度和化学组成的观察与分析，用 XRD 鉴定了不同大小颗粒中元素存在的化学形态 ( 化合物或物相) ，结果表明，粉煤灰中有较多球形颗粒，还有一些不规则颗粒，主要含有 Si、Al、Fe、S、K 等元素，不同形貌、大小颗粒中的组分含量差别较大，但大多以硅铝酸盐为基体，其他元素分布在颗粒表层约 1 μm 中，粗细颗粒中均有石英和氧化铁，但粗粒中还富含 Ca 和Fe 的碳酸盐和 Ca 和 Mg 的硫酸盐及一些黏土矿物; 而细粒中除富含 Fe 的各种氧化物外，还含有 Fe 的硫酸盐和一些氯化物。粉煤灰中 Ca 和 S 的水溶性最大，水溶物是硫酸钙，不溶物基本上保持粉煤灰的固有组分。

表 3. 7 准格尔电厂炉前煤、飞灰、底灰微量元素分析结果

图 3. 12 准格尔电厂粉煤灰的颗粒类型及 EDX 图谱

Ⅳ 在混凝土制品中添加的粉煤灰主要是起什么作用的

1、粉煤灰在混凝土中的合理使用，不但能部分替代水泥，降低工程造价，而且由于其特有的性能可以很有效地用于各种使用要求的混凝土中，改善和提高混凝土的性能。
2、在现代混凝土中，粉煤灰已经与水泥、集料、水和外加剂同样重要，是矿物外加剂，也可称为第二胶凝材料，是混凝土的一种组分。 具体作用及性能如下：
1） 掺入粉煤灰可改善新拌混凝土的和易性
新拌混凝土的和易性受浆体的体积、水灰比、骨料的级配、形状、孔隙率等的影响。掺用粉煤灰对新拌混凝土的明显好处是增大浆体的体积，大量的浆体填充了骨料间的孔隙，包裹并润滑了骨料颗粒，从而使混凝土拌和物具有更好的粘聚性和可塑性。粉煤灰的骨料颗粒可以减少浆体与骨料间的界面摩擦，在骨料的接触点起滚珠轴承效果，从而改善了混凝土拌和物的和易性。
2） 粉煤灰可抑制新拌混凝土的泌水
粉煤灰的掺入可以补偿细骨料中的细屑不足，中断砂浆基体中泌水渠道的连续性，同时粉煤灰作为水泥的取代材料在同样的稠度下会使混凝土的用水量有不同程度的降低，因而掺用粉煤灰对防止新拌混凝土的泌水是有利的。
3 ）掺用粉煤灰，可以提高混凝土的后期强度
有试验资料表明，在混凝土中掺入粉煤灰后，随着粉煤灰掺量的增加，早期强度（28天以前）逐减，而后期强度逐渐增加。粉煤灰对混凝土的强度有三重影响：减少用水量，增大胶结料含量和通过长期火山灰反应提高强度。
当原材料和环境条件一定时，掺粉煤灰混凝土的强度增长主要取决于粉煤灰的火山灰效应，即粉煤灰中玻璃态的活性氧化硅、氧化铝与水泥浆体中的Ca(OH)2作用生成碱度较小的二次水化硅酸钙、水化铝酸钙的速度和数量。粉煤灰在混凝土中，当Ca(OH)2薄膜覆盖在粉煤灰颗粒表面上时，就开始发生火山灰效应。但由于在Ca(OH)2薄膜与粉煤灰颗粒表面之间存在着水解层，钙离子要通过水解层与粉煤灰的活性组分反应，反应产物在层内逐级聚集，水解层未被火山灰反应产物充满到某种程度时，不会使强度有较大增长。随着水解层被反应产物充满，粉煤灰颗粒和水泥水化产物之间逐步形成牢固联系，从而导致混凝土强度、不透水性和耐磨性的增长，这就是掺粉煤灰混凝土早期强度较低、后期强度增长较高的主要原因。
4） 掺粉煤灰可降低混凝土的水化热
混凝土中水泥的水化反应是放热反应，在混凝土中掺入粉煤灰由于减少了水泥的用量可以降低水化热。水化放热的多少和速度取决于水泥的物理、化学性能和掺入粉煤灰的量，例如，若按重量计用粉煤灰取代30％的水泥时，可使因水化热导致的绝热温升降低15％左右。众所周知，温度升高时水泥水化速率会显著加快，研究表明：与20℃相比，30℃时硅酸盐水泥的水化速率要加快1倍。一些大型、超大型混凝土结构，其断面尺寸增大，混凝土设计强度等级提高，所用水泥强度等级高，单位量增大，施行新标准后水泥的粉磨细度加大，这些因素的叠加，导致混凝土硬化过程温升明显加剧，温峰升高，这是导致许多混凝土结构物在施工期间，模板刚拆除时就发现大量裂缝的原因。粉煤灰混凝土可减少水泥的水化热，减少结构物由于温度而造成的裂缝。
5）掺粉煤灰可改善混凝土的耐久性
在混凝土中掺粉煤灰对其冻融耐久性有很大影响。当粉煤灰质量较差，粗颗粒多，含碳量高都对混凝土抗冻融性有不利影响。质量差的粉煤灰随掺量的增加，其抗冻融耐久性降低。但当掺用质量较好的粉煤灰同时适当降低水灰比，则可以收到改善抗冻性的效果。
水泥混凝土中如果使用了高碱水泥，会与某些活性集料发生碱集料反应，会引起混凝土产生膨胀、开裂，导致混凝土结构破坏，而且这种破坏会继续发展下去，难以补救。近年来，我国水泥含碱量的增加、混凝土中水泥用量的提高及含碱外加剂的普遍应用，更增加了碱集料反应破坏的潜在危险。在混凝土中掺加粉煤灰，可以有效地防止碱集料反应，提高混凝土的耐久性。

Ⅳ 张强的主要研究方向

细粒难选矿分选新工艺、新设备，固体废弃物资源化，矿物原料深加工及矿物材料。
主要从事细粒难选矿分选新工艺、新设备和固体废弃物资源化方面的研究，并已逐渐形成自身特色及优势。曾承担并完成国家及冶金部“六·五”、“七·五”、“八·五”重点及攻关项目数项。“包头高炉富稀土渣缓冷－选矿”“攀枝花含钛高炉渣综合回收及利用”“东鞍山难选红矿攻关”“于家沟超贫铁矿石综合利用”等研究项目均经部级鉴定，评价皆为国内外先进水平。“粉煤灰的湿法分选及利用”研究成果应邀在国家科委的第一届全国粉煤灰技术交流会上作专题报告，并于1986年经北京市科委组织鉴定，获得好评。“石油焦飞灰分选利用”及“高岭土降钛提高白度”研究成果，为国外公司所采用。新型低高度浮选柱94、95年分别在铜录山铜矿成功完成原生矿及尾矿工业分流试验，并已用于从尾矿中回收铜、金，取得良好效益。首次提出的新型低高度浮选柱数学模型及按比例放大方法对其工业应用起到积极作用。近年来正在矿物加工、环境工程、矿物材料、粉体工程等方面开展交叉学科、边缘学科领域的开拓性、发展性工作，并承担二项国家自然科学基金项目。兼任中国金属学会选矿学会理事及多家专业杂志编委。参加过冶金科技进步中长期规划制订、1993年全国十大科技成就评审等多种重大学术性工作。已在国内外发表过学术论文及译文七十余篇。主编并已出版过《物理选矿基础》、《选矿概论》。

Ⅵ 细飞灰中微量元素的分布与富集

燃煤电厂对大气环境污染最直接和最严重的是气态污染物和超细粉尘污染物。收集气态污染物和超细粉尘存在一定难度，简单易行的方法就是研究飞灰中超细粉尘中有害元素的含量，因为电厂烟道中的静电除尘器可以除去99%以上的粉尘，只有不足1%燃煤颗粒物质进入大气。通过对收集到的飞灰过200目筛，过筛物的粒度小于75μm，尽管其粒度仍不能满足5μm的空气粉尘界限，但对研究微量元素在不同粒度粉尘中的含量仍有一定价值。超细粉尘飞灰中微量元素的含量见表7-2。海勃湾电厂因采用湿法除尘，烟道灰颗粒较粗，没有超细飞灰样品。

与飞灰中元素含量对比发现，除Ni，Mn外，细飞灰中几乎所有元素的含量均大于飞灰中相应元素的含量。细飞灰中微量元素的相对富集系数见表7-5。可以看出，As，Pb，Hg，Th，Be，Sb细飞灰中显著富集，富集系数分别达到1.04，0.62，0.25，1.3，1.22，0.72。从相对富集系数的分布柱状图可以看出，其分布规律与底灰、飞灰大致相同，只是部分元素比底灰和飞灰显著增高，如As，Pb，Hg，Th，Be，Sb等（图7-4）。

Ⅶ 合成莫来石的经济效益分析

科学研究的目的在于为工农业生产服务，为探索粉煤灰合成莫来石商业化生产的可能性，有必要对粉煤灰合成莫来石的经济效益加以探讨。目前，利用粉煤灰合成莫来石的主要问题有两个: 一是加入工业氧化铝的数量，也是影响合成莫来石成本的关键因素，已有的研究成果未能实现商业化生产、转化为生产力，其真正原因正在于此; 二是粉煤灰中杂质数量对合成莫来石质量的影响，要想得到高纯莫来石必须对粉煤灰中的杂质进行处理。一般情况下，粉煤灰中的氧化铝含量低于 35%，要合成 M50、M60 和 M70 的莫来石产品，必须添加大量的工业氧化铝，而中国铝业自 2005 年 10 月 13 日起将氧化铝现货销售价格从 4330 元/吨上调为 4660 元/吨，2003 年烧结合成莫来石的市场价格在 2500 ～ 5400 元/吨，2005 年10 月28 日公布的 M45、M60 和 M70 莫来石的市场价格为分别为2300 ～2350、4800 和 5800 元 / 吨 ( 表 5. 19) 。所以工业氧化铝的引入大大增加了合成成本，特别是在合成 M60 和 M70 产品时尤为突出。

表 5. 19 烧结莫来石的市场价位

假定粉煤灰中的原始 Al₂O₃含量为 m%，要使配料中的 Al₂O₃含量达到 y%，那么需要加入的工业氧化铝数量 x%可由下式求得:

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

表 5. 20 所列是按照粉煤灰中原始 Al₂O₃假定含量值，求得合成 M50、M60 和 M70 的莫来石产品所需要加入的工业氧化铝数量。由此可以看出，如果原始粉煤灰中的 Al₂O₃含量为 30%，那么要合成 M60 的莫来石产品就需要加入工业氧化铝 75%，仅此一项合成莫来石的成本就需要 3495 元，占莫来石销售价格的 72. 8%; 若要合成 M70 的莫来石则需要加入的工业氧化铝高达 133. 3%。所以用粉煤灰和工业氧化铝为原料合成莫来石的成本主要取决于加入的工业氧化铝数量，这也是造成粉煤灰合成莫来石至今未能实现商业化生产的关键因素。如果用高铝矾土代替工业氧化铝，其合成成本会有所降低，但降低的幅度不大，因为我国高铝矾土的价格也在 3000 元/吨左右，而且高铝矾土通常还含有一定数量的SiO₂和其他杂质氧化物。

表 5. 20 根据粉煤灰中原始 Al₂O₃假定含量值确定的合成 M50、M60 和 M70莫来石需要加入的工业氧化铝数量

如果我们采用准格尔电厂高铝粉煤灰为原料，则无需加入任何氧化铝就可以直接制备M50 系列莫来石，对于 A ( 未经盐酸处理) 、B ( 经 20% 盐酸处理) 系列高铝粉煤灰与工业氧化铝混合合成的 M60 和 M70 莫来石产品而言，加入的工业氧化铝数量分别为18. 2% 、57. 6% 和 14. 8% 、53. 0% ，按照 2005 年 10 月最新公布的工业氧化铝和烧结合成莫来石的市场销售价格计算，所对应的氧化铝成本分别为 848、2684 和 690、2470 元/吨，它们分别占到莫来石市场销售价格的 17. 7%、46. 3% 和 14. 4%、42. 6% ( 表 5. 21) ，这与以往采用普通粉煤灰与工业氧化铝 1∶1 混合，或按化学计量莫来石 ( Al₂O₃= 71. 8% ，SiO₂= 28. 2% ，Al₂O₃/ SiO₂质量比为 2. 55) 配料相比大大降低了合成成本。

从表 5. 21 中还可以看出，用准格尔电厂高铝粉煤灰直接制备 M50 系列莫来石，或以高铝粉煤灰和工业氧化铝为原料合成 M60 系列莫来石最具经济效益，而且根据我们的实验成果，M60 系列样品中莫来石的含量最高，物理性能也最好。用准格尔电厂高铝粉煤灰为原料直接生产 M50 系列莫来石和以高铝粉煤灰和工业氧化铝为原料合成 M60 系列的莫来石，除去生产成本，其纯利润大约在 1000 ～1500 元/吨，这也是我们下一步进行半工业性试验的工作重点。

表 5. 21 利用准格尔电厂粉煤灰合成莫来石的成本核算

粉煤灰中的杂质含量是影响合成莫来石质量的关键因素，要提高合成莫来石的纯度就必须对粉煤灰进行预处理，最大限度地降低粉煤灰中的杂质数量。对粉煤灰中铁的处理已经有比较成熟的技术可以直接应用，也就是采用磁选机对粉煤灰进行分选，除去其中的磁性物质。对 CaO 的去除用 20%浓度的盐酸效果相当理想，我们上面的实验已经表明，经20% 浓度盐酸处理后可以将粉煤灰中的 CaO 含量降至 1% 以下，而且同时也可以降低其他杂质的数量。

目前，工业盐酸的市场价格在 300 元/吨左右，所以处理粉煤灰中的杂质如果采用工业盐酸其成本可以大大降低。粉煤灰中的 MgO 含量一般不高，它对合成莫来石的影响远小于 CaO，随盐酸处理也可以部分清除，所以对粉煤灰中的 MgO 一般不用过分担心。粉煤灰中含量仅次于 Fe₂O₃的通常是 TiO₂，对 TiO₂的去除用盐酸效果不明显，但它对合成莫来石的影响也不大，少量存在还可以对制品起增韧作用。为避免 TiO₂与 Fe₂O₃的协同作用，应尽可能去除粉煤灰中的 Fe₂O₃含量 ( 如加大磁选机的磁场强度等) 。如果遇到TiO₂含量过高 ( 大于 4%，实际上这种情况很少见) 的粉煤灰，采用氟化铝法去除 TiO₂效果非常明显 ( 林和成等，1999) ，同时还可以除去其中的大部分 SiO₂以提高铝硅比。粉煤灰中的 K₂O、Na₂O 含量一般在用盐酸除 CaO 时可以同时除去。

粉煤灰中的杂质是一把双刃剑，对合成莫来石既有有利的一面 ( 降低烧结温度、减少体积膨胀) ，也有不利的一面 ( 降低莫来石含量和制品的物理、力学、热学性能) ，这就要求我们在合成莫来石时从多方面去衡量、考虑，以达到最佳的期望值。

整体而言，除去粉煤灰中的杂质已经没有技术方面的困难，除去的程度主要取决于对合成莫来石的质量要求和经济上的可行性。一般性耐火材料和陶瓷产品对莫来石的质量要求并不高，为降低合成成本可以适当放宽对粉煤灰合成莫来石的质量要求。2005 年 12 月1 日实施的冶金行业标准《烧结莫来石》( YB / T5267—2005) 已经颁布，标准中将 Fe₂O₃、TiO₂和 K₂O + Na₂O 的 最 大 允 许 量 分 别 放 宽 到 1. 5% 、3. 5% 和 3. 0% ( 其中 Na₂O ≤0. 3% ) ，它是根据我国现有资源状况综合考虑制定的，特别是对杂质允许量指标的适当放宽以利于资源的合理使用和综合利用。根据我们的实验结果，利用粉煤灰烧结合成莫来石的技术指标达到行业标准并非没有可能，有些指标甚至远远高于行业标准。

据我们调查，若建一个年产 1. 5 ×10⁴t 莫来石的隧道窑，大概需要窑炉投资 1100 万元，设备投资 120 万元，厂房投资 50 万元，库房投资 20 万元，加上零部件供应总计约1300 万 ～ 1400 万元。按照 2003 年莫来石市场的最低价格 2500 元 / 吨计算，除去原料及生产成本，可获利润 1100 万 ～1500 万元，大约一年时间即可收回成本。若考虑到工业废弃物的资源化利用 ( 节约天然资源) 和环境效益 ( 粉煤灰储存收费标准为 30 元/吨) ，以及国家对固体废弃物利用方面的减免税政策等因素，其经济效益和社会效益都相当可观。准格尔电厂粉煤灰由于采用单一燃煤来源，粉煤灰化学成分相对稳定，氧化铝含量甚高，且杂质含量较低，是合成莫来石的理想原料。

Ⅷ 我国粉煤灰利用情况

我国是全球第一煤炭消费大国，2004 年全国煤炭消耗量为 18. 45 ×10⁸t ( 不包括出口0. 87 × 10⁸t) ，其中电煤消耗量超过 9. 86 × 10⁸t，比 2003 年增加 1. 36 × 10⁸t 左右，或增长16% 左右，电煤的需求量已经占到了煤炭总耗量的 53% ，由此产生的粉煤灰排放量高达2 × 10⁸t。目前粉煤灰的利用领域主要是交通、建材、矿山、水利、冶金等行业，粉煤灰的平均利用率在 45% ～50%，所以每年尚有未利用的粉煤灰大量堆积。截至 2000 年底，我国粉煤灰的累计堆存量高达 12. 5 × 10⁸t，根据统计数据，每万吨粉煤灰需堆灰场 4 ～ 5亩，共需堆灰场 50 万 ～ 62. 5 万亩，以灰场储灰每吨灰渣需综合处理费 20 ～ 40 元计，则每年的综合处理费就需 30 亿 ～60 亿元 ( 林介东等，2002) 。此外，粉煤灰的排放与堆积还会造成严重的环境和生态污染，如何快速、高效地利用或处置粉煤灰，特别是高附加值利用粉煤灰，是摆在我们面前的一项十分紧迫而艰巨的任务。

我国粉煤灰的综合利用一直受到国家的高度重视。早在 20 世纪 50 年代，粉煤灰已在建筑工程中用作混凝土、砂浆的掺和料，在建材工业中用来生产砖，在道路工程中用作道路基础材料等。从 60 年代开始，粉煤灰利用重点转向墙体材料，研制生产了粉煤灰密实砌块、墙板，粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰黏土烧结砖等。70 年代，国家为建材工业中粉煤灰的利用投资了 5. 7 亿元，总设计用灰量为 1064. 89 ×10⁴t，设计生产线 261 条。80 年代以来，随着我国改革开放的不断深入，国家把资源综合利用列为经济建设中的一项重大决策。对粉煤灰的处置和利用在指导思想上不断深化，从 “以储为主”改为 “储用结合，积极利用”，再进一步明确为 “以用为主”，使粉煤灰综合利用得到蓬勃发展。我国在1987 年创办了 《粉煤灰综合利用》 专业杂志，其后又有 《粉煤灰》、《粉煤灰人》 等杂志陆续创办，并建立了粉煤灰综合利用网站www. flyingash. com，类似于美国的粉煤灰网站www. flyash. com 和煤灰协会网站www. acaa-usa. org，刊载粉煤灰理论研究与应用方面的大量信息，为粉煤灰的研究和资源化利用提供了信息平台。

我国粉煤灰在不同领域的应用情况如表 1. 3 所示 ( 奚新国和许钟梓，2003) 。尽管表中的应用分类不甚严密，但我们仍然可以看出，我国粉煤灰的利用领域也主要集中于水泥、混凝土和填筑材料等方面，高附加值利用水平依然很低。

表 1. 2 美国粉煤灰应用领域及其所占比例

( 据奚新国和许钟梓，2003)

粉煤灰在水泥、混凝土以及公路建设中应用的主要技术论著，可以参见美国 ACAA协会 2003 年出版的 《Fly Ash Facts for Highway Engineers》技术报告，该报告自 1986 年出版以来经过多次修改，并以 10 个章节的内容系统地描述了粉煤灰在公路建设中应用的技术信息。

我国在这一领域比较著名的技术论著有 1989 年沈旦申编写的 《粉煤灰混凝土》和2002 年钱觉时所著的 《粉煤灰特性与粉煤灰混凝土》，后者参阅了大量国内、外粉煤灰研究文献和技术成果，特别是美国方面的最新研究成果，全面系统地论述了粉煤灰的形成与分类，粉煤灰的物理、化学性质、矿物组成、环境特性，以及粉煤灰在混凝土中应用等方面的内容。从国内、外粉煤灰利用研究情况看，有 3 个方面值得关注。

( 1) 大灰量直接利用

粉煤灰作为填筑材料 ( 如修路、筑坝、回填等) 在工程中的使用，是粉煤灰大用量、直接利用的一种重要途径。粉煤灰填筑工程的特点，首先是投资少、上马快，不像粉煤灰在建材产品中的利用那样，要花费较多的投资兴建工厂。填筑路堤或工程回填，只要提供运灰工具和摊铺、碾压机械，就可以进行施工。其次是用灰量大，如上海沪嘉高速公路，按路堤高 27 m，路幅 26 m 计，每千米可用湿灰约 10 ×10⁴t。这个用量相当于一个年产加气混凝土 10 ×10⁴t 工厂的用灰量，或相当于年产 15 亿块粉煤灰黏土烧结砖的用灰量。再次，对灰的质量不像使用在水泥、混凝土中那样严格，干灰、湿灰都可使用。

( 2) 中级别利用

主要指粉煤灰在水泥、混凝土及其建筑制品方面的应用。此类应用通常需要对粉煤灰进行加工处理，如需要分选和细磨等。粉煤灰在混凝土中的应用技术开发始于 20 世纪 50年代初期，至今一直都是很活跃的研究课题。通过粉煤灰在混凝土中的应用基础研究、性能研究、工程研究等，进一步认识到对粉煤灰的 “形态效应”、 “活性效应”、 “微集效应”等必须在应用技术中充分注意才能控制和保证粉煤灰混凝土的质量，同时也证实了粉煤灰在混凝土的应用中存在着一定的 “负因素”和 “变易性”。只有开发粉煤灰产品和选用符合质量要求的粉煤灰，并在混凝土中合理使用，才能符合各种类别和不同等级的混凝土的质量要求。

粉煤灰建筑制品可分为非烧制型和烧制型两种，非烧制型粉煤灰建筑制品的诸多产品中，最先得到开发的是蒸养制品，如硅酸盐砌块、蒸养粉煤灰砖、大型硅酸盐墙板等。20世纪 80 年代后期，随着各种外加剂技术的发展，自然养护的产品得以发展。粉煤灰烧制型建筑制品，主要是利用粉煤灰代替部分黏土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等，掺加粉煤灰生产陶质制品，是很有发展前途的新型建筑材料。

近年来，粉煤灰在农业方面的利用快速增加。根据卡庆斯基土壤质地分类制标准，按照颗粒组成，粉煤灰相当于紫砂土、砂壤土和轻壤土，持水特性与类似质地土壤相一致。保持水分除靠颗粒之间的毛细管孔隙外，还在颗粒破碎球体的洞穴和蜂窝状孔隙内蓄水。粉煤灰的颗粒结构决定了与土壤水分相比，粉煤灰水分更易被植物利用。这一特性在农业中得到了充分肯定。此外，粉煤灰在改良土壤、育秧、覆盖越冬作物，用粉煤灰制作硅钙肥、磁化粉煤灰、与腐殖酸混合的堆积肥，灰场覆土造田，用粉煤灰回填坑洼地和矿区塌陷区复垦造地等方面收效显著。

( 3) 高级别利用

粉煤灰是空心玻璃体等组分的混合物，其中玻璃微珠系硅铝质玻璃体，碳以多孔状炭粒和碎屑状炭粒出现在富铁玻璃珠中。颗粒的形态、密度和成分均有差异，利用途径和经济价值也不尽相同。因此，通过一定的化学或物理方法将它们从粉煤灰中分选或提取出来，做到物尽其用，如分选出的空心微珠可以作为塑料、橡胶、金属的填充剂等。这一方面，虽然粉煤灰消耗量不大，但粉煤灰的利用价值较高，故称为高级别利用，或称之为精细利用。

粉煤灰是包含多种元素的重要资源。因此，粉煤灰高级别利用项目甚多，国外研制的项目也不少，但真正能够形成生产力，又能坚持下来的不多。我国已研究开发的项目有:粉煤灰漂珠、沉珠的分选和利用，粉煤灰中炭粒的分选和利用，粉煤灰中富铁玻璃微珠的分选和利用，以及粉煤灰中铝、铁、镓的提取等等。

Ⅸ 粉煤灰中的晶体矿物

玻璃体通常是粉煤灰的主要组成部分，但晶体物质的含量有时也比较高，范围在11% ～ 48% 之间。主要晶体相物质有莫来石、石英、赤铁矿、磁铁矿、铝酸三钙、黄长石、默硅镁钙石、方镁石、石灰石等，在所有晶相中莫来石所占比例最大，可达到总量的6% ～ 15% ，此外粉煤灰中还含有未燃尽的炭粒 ( 钱觉时，2002) 。

表 4. 1 是 Rohatgi 等 ( 1995) 列出的粉煤灰中可能的晶体矿物，其中高钙粉煤灰中的矿物要比低钙粉煤灰中的矿物复杂得多。Vassilev 等 ( 1996) 对保加利亚 11 个热电厂煤灰 ( 包括飞灰、底灰、结渣和储灰池灰) 的研究识别出矿物和其他物相多达 71 种，其中绝大多数含量都在 1% 以下，含量为 1% ～ 10% 的主要是石英、高岭石、长石、磁铁矿、赤铁矿、硬石膏和炭粒，含量在 10% 以上的主要是莫来石和玻璃体。我国粉煤灰的物相及组成范围见表 4. 2。

Vassilev 等 ( 1996，2003) 将粉煤灰中矿物或相的成因分为 3 种: 原生成因 ( prima-ry) 、次生成因 ( secondary) 和后生成因 ( tertiary) 。

原生成因是指原来存在于煤中的矿物或相，在煤的燃烧过程中未经历任何相的转变;次生成因是指在煤燃烧过程中形成的新矿物或相; 后生成因则是指粉煤灰在经水处理、干燥、存储和运输过程中形成的新矿物或相。根据 Vassilev 等 ( 1996，2003) 的研究，粉煤灰中的矿物和相主要为次生 ( 包括各种硅酸盐、氧化物、硫酸盐、碳酸盐、炭粒和玻璃体) ，少量为原生 ( 包括部分硅酸盐、氧化物、硫酸盐、碳酸盐和磷酸盐) ，后生的数量为最少 ( 常见的是硫酸盐、碳酸盐和氯化物) 。这种差异主要与煤中矿物种类、数量、燃烧条件和后期处理方式有关。在粉煤灰的常见矿物中，石英、长石、方解石、磷灰石一般都是原生成因，而莫来石、磁铁矿、赤铁矿、硬石膏基本属于次生成因，后生矿物主要是石膏。粉煤灰中的原生矿物主要以分散的粒状和集合体出现，次生矿物主要存在于玻璃体或玻璃体的外表面以及炭粒孔隙之中，而后生矿物则主要以集合体的形式存在。

表 4. 1 粉煤灰中的晶体矿物组成

( 据Ｒohatgi 等，1995)

表 4. 2 我国粉煤灰的物相组成及范围

许多研究人员都曾经详细研究过煤燃烧过程中的矿物转化及其机理，Huffman 等( 1991) 对美国 18 种煤的高温特性进行了研究，给出的 FeO-SiO₂-Al₂O₃平衡相图 ( 图4. 1) 说明，煤灰中矿物整体上位于莫来石区域，在富铁区域首先发生熔融，液相也可能是在富铁共熔区域内首先形成的。粉煤灰在 CaO-SiO₂-Al₂O₃相图中的位置主要位于莫来石、钙长石区域 ( 图 4. 2) ，由于 CaO 的存在及含量变化较大，所以也会存在钙黄长石、石膏以及石灰石等矿物 ( Mollah 等，1999) 。

图 4. 3 显示不同矿物及其含量随温度的变化情况 ( Huffman 等，1991) ，大约在 900℃以下，样品中所观察到的矿物基本上都能与煤中的矿物相对应。方铁矿和富铁的铁酸盐相主要来自富铁矿物，如黄铁矿、菱铁矿和硫酸铁等。900℃以下时玻璃体中的铁含量正比于含钾黏土矿物和煤中伊利石中铁的含量，通常认为这是由于在 K₂O-SiO₂-Al₂O₃相图中有很多低熔点的共熔区域。在 900 ～ 1000℃之间，方铁矿和其他富铁氧化物将会和石英、高岭石发生反应而熔融。在 1000 ～ 1200℃之间，由于铁尖晶石和铝酸铁等的形成，铁的这种熔融反应停止，超过 1200℃所有的铁将会与液态的硅酸盐结合。

图 4. 1 FeO-SiO₂-Al₂O₃相图( 阴影为粉煤灰区域)

图 4. 2 CaO-SiO₂-Al₂O₃相图( 阴影为粉煤灰区域)

图 4. 3 煤灰矿物含量随温度的变化曲线

Spears ( 2000) 对英国煤燃烧过程中黏土矿物的转化行为也做过详细研究，他认为粉煤灰中的莫来石主要来源于煤中高岭石矿物的转化，而粉煤灰中的玻璃相和空心微珠主要得益于煤中的伊利石矿物。我国学者邵靖邦等 ( 1996) 也详细给出了煤中 12 种矿物在不同温度下的化学反应及其矿物相。盛昌栋等 ( 1998) 综合国内外研究成果评述了煤中含铁矿物在煤粉燃烧过程中的行为。不同人给出的化学反应式基本一致，存在的差异主要是矿物转变过程中的温度问题。

Demir 等 ( 2001) 根据多人研究成果列出煤中矿物不同温度下的化学反应及其矿物相转变如下:

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

高铝粉煤灰的物相组成与普通粉煤灰也有很大差别。XRD 分析 ( SIROQUANT 软件)表明，准格尔电厂高铝粉煤灰中含有 55. 2% 的玻璃相和 44. 8% 的结晶矿物相，结晶矿物主要为 35. 6%莫来石和 8. 4%刚玉，另有次要矿物 0. 5%方解石、0. 2% 石英和 0. 2% 金红石 ( 表 4. 3; 图 4. 4，图 4. 5) 。

表 4. 3 XRD 和 SIROQUANT 软件测得的高铝粉煤灰物相组成 ( %)

莫来石和刚玉均为煤燃烧过程中形成的二次矿物相，特别是刚玉相在普通粉煤灰中几乎难以寻觅，但在准格尔电厂高铝粉煤灰中高达 8. 4%，这种情况十分少见。

莫来石矿物含量高达 35. 6%，也比普通粉煤灰中常见的含量 20% 左右高出许多。粉煤灰中高含量的莫来石主要来源于煤中丰富的高岭石在高温下的分解和转化产物; 莫来石的另一来源途径是，煤中丰富的勃姆石矿物失水转变为 γ-Al₂O₃再与高岭石分解产生的非晶态 SiO₂反应生成莫来石。刚玉则主要来自煤中勃姆石矿物失水后的晶体转化。

粉煤灰中极其少量的石英主要是原生 ( primary) 或次生 ( secondary) 矿物。在普通粉煤灰中石英是最常见的矿物 ( Vassilev 等，1996) ，呈多角形到浑圆状 ( 熔点 1713℃，软化温度≥1300℃) 。石英在准格尔电厂高铝粉煤灰中含量极少，与电厂炉前煤中石英含量很少有关 ( 邵龙义等，1996) ，也说明准格尔电厂高铝粉煤灰中的石英主要为原生残余矿物。

粉煤灰中的金红石主要是原生矿物 ( 熔点 1827℃) ，但 Vassilev 等 ( 1995) 认为，若煤中矿物含有锐钛矿时也可以次生形成。从炉前煤矿物组成看 ( 邵龙义等，1996) ，准格尔电厂粉煤灰中的金红石应为原生矿物。

图 4. 4 准格尔电厂高铝粉煤灰 XRD 图谱

图 4. 5 测定的 ( 上) 和计算的 ( 中) XRD 图谱及其二者之间的差分 ( 下)

粉煤灰中的方解石主要是原生或后生 ( Tertiary) 的，几乎没有次生成因的，当温度低于 700 ～ 950℃ 时，较粗颗粒的方解石可能出现不完全分解而残留下来 ( Vassilev 等，1996) 。

赵蕾 ( 2007) 测得准格尔电厂高铝粉煤灰样品中的主晶相和玻璃相含量与我们的研究结果基本一致，且莫来石含量在飞灰中明显高于底灰，而烧失量则与之相反 ( 表 4. 4) ;利用 120、160、300、360 和 500 目分级筛将准格尔电厂高铝粉煤灰按粒度分为 6 级，测得不同粒度段粉煤灰中的矿物相和玻璃相含量见表 4. 5。

表 4. 4 准格尔电厂燃煤产物的物相组成

( 据赵蕾，2007)

表 4. 5 准格尔电厂不同粒度粉煤灰的物相组成

( 据赵蕾，2007)

目数表示每平方英寸上的孔的数目，目数越大，孔径越小。目数与微米之间的对应关系可查相关资料获得。

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

从表 4. 5 可以看出，莫来石和刚玉相含量随粉煤灰粒度减小其含量增多，而玻璃相含量则相应减少; Goodarzi ( 2006) 研究加拿大火电厂普通粉煤灰时发现，同一电厂布袋除尘器收集到的飞灰颗粒粒径小于静电除尘器，并且前者飞灰中的莫来石含量高于后者，因此推断莫来石更多地聚集于细颗粒中。将磁性飞灰与非磁性飞灰相比，非磁性飞灰中的莫来石和刚玉相含量明显高于磁性飞灰，而含铁矿物明显出现在磁性飞灰中 ( 表 4. 6) 。

表 4. 6 准格尔电厂磁性和非磁性飞灰的物相组成

( 据赵蕾，2007)

下面对准格尔电厂高铝粉煤灰中主要矿物的形成机理作详细探讨。

( 1) 莫来石

莫来石是在 Al₂O₃-SiO₂二元相图中唯一稳定的结晶硅酸盐，具有极好的化学稳定性，典型化学成分为 3Al₂O₃·2SiO₂，但实际上莫来石的成分可以从 3Al₂O₃·2SiO₂到 2Al₂O₃·SiO₂连续变化。众多的研究结果表明，莫来石并非一个固定的化学组成，它不仅有经典的 3 ∶2 型莫来石 ( α-莫来石) ，也有 2∶1 型莫来石 ( β-莫来石) ，还存在 1∶1 过渡型莫来石。莫来石的通式可以表示为: Al_{4 + 2x}Si_{2 － 2x}O_{10 － x}，其中 x 表示单位晶胞中的氧空位，0≤x≤1，氧空位是由于莫来石晶格中的两个硅原子被两个铝原子替代所致: O^{2 －}+ 2Si^{4 +}→2Al^{3 +}+ □， 见图 4. 6。

图 4. 6 莫来石结构沿 ( 001) 面的投影( 引自 Ban 等，1992)

就结晶学观点来说，莫来石的晶体结构符合最终组成硅线石 ( x = 0) 和具有莫来石结构的氧化铝 ( x =1) 之间的任何结构。实际上，在 1 atm下，硅线石和莫来石之间以及莫来石与具有莫来石结构的氧化铝之间分别存在非混熔区域，莫来石固熔体仅存在于组成为 x =0. 2 和 x =0. 6 之间，相当于莫来石的 Al₂O₃含量为 58 mol% 和 75 mol% ( Schnei-der 等，1990) 。烧结 3∶2 型莫来石 x = 0. 25，Al₂O₃≈72%; 电熔 2∶1 型莫来石 x = 0. 40，Al₂O₃≈78%; 经有机或无机先驱粉在 < 1000℃ 合成条件下经热处理得到的化学莫来石( x > 0. 80，Al₂O₃> 90% ) 也 已 经 得 到 证 实 ( Schneider 等，2008 ) 。我国学 者 高 振 昕 等( 2002) 也指出，介稳态高铝莫来石 x = 0. 57。

粉煤灰中的莫来石主要来源于煤中的黏土矿物，特别是高岭石矿物，因为高岭石在3 种常见的黏土矿物中 Al₂O₃/ SiO₂质量比最高，为 0. 85 ( 41% Al₂O₃，48% SiO₂，11%H₂O) 。

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

根据任国斌等 ( 1988) 的资料，高岭石加热到 700 ～800℃时，结构中的 ［OH］ 以水的形式分解脱失，形成偏高岭石; 继续加热到 950℃，偏高岭石转变为莫来石和非晶质SiO₂，这些非晶质 SiO₂在更高的温度下可以转变为方石英。由高岭石高温分解产生的莫来石称为一次莫来石。

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

上述转变过程中没有铝硅尖晶石中间相生成，这种情况也是存在的 ( Okada 等，1992; Castelein 等，2001) ，但是大多数人认为高岭石在转变为莫来石过程中有铝硅尖晶石中间相生成 ( 林彬荫等，1989; 高振昕等，2002) ，沃罗尔 ( 1980) 给出的高岭石高温下转变为莫来石的过程如下:

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

上式中的预莫来石 ( Al₂O₃·SiO₂) 也就是现在所称的过渡组成 1∶1 莫来石。从上述情况看，高岭石转化为莫来石在形成方式和转化温度上的争议仍然会存在很长一段时间。

勃姆石又称一水软铝石，化学式为 γ-AlO ( OH) 或 γ-Al₂O₃·H₂O，其中 含 85%Al₂O₃，15% H₂O，成分中可能有少量 Fe^{3 +}替代 Al^{3 +}，晶体结构属层状。加热时于 530 ～600℃ 之间失水后相变为 γ-Al₂O₃( 林彬荫等，1989) 。γ-Al₂O₃结构与尖晶石结构相近，是具有缺陷的尖晶石结构。在 1200℃ 以上高温下，γ-Al₂O₃通过调整有缺陷的尖晶石结构，与高岭石分解出来的非晶质 SiO₂反应生成莫来石，即二次莫来石。

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

准格尔电厂燃煤中高含量的高岭石和勃姆石为莫来石形成提供了充足的物质来源，因为电厂锅炉燃烧温度在 1200 ～1700℃，中心温度甚至超过 1700℃，所以在准格尔电厂粉煤灰中就形成了含量高达 35. 6%的莫来石。粉煤灰中的莫来石多数以颗粒骨架结构存在，而骨架孔隙和表面通常被玻璃质充填和覆盖，所以在 SEM 下不易直接识别，如果用盐酸或氢氟酸侵蚀粉煤灰中的玻璃质，就可以发现有大量的针状莫来石晶体存在。

粉煤灰形成过程中结晶的莫来石，由于受到杂质的影响常常混入其他阳离子，特别是粉煤灰中的 Fe^{3 +}和 Ti^{4 +}可以进入莫来石晶格替代部分铝离子。Gomse 等 ( 2000) 对法国东部一家火电厂粉煤灰采用多种研究手段进行了研究，得出粉煤灰中莫来石的平均化学式为 Al_{4. 61}Fe_{0. 05}Ti_{0. 02}O_{9. 65}，XRD 和 NMR ( 核磁共振) 等研究得到的化学式为 Al_{4. 70}Si_{1. 30}O_{9. 65}( 对应 x = 0. 35，Al₂O₃含量为 75. 5%) ，其中铝含量略高出经典的莫来石化学式 Al_{4. 5}Si_{1. 5}O_{9. 75}( 对应 x = 0. 25，Al₂O₃含量为71. 8%) ，介于烧结3∶2 莫来石和电熔2∶1 莫来石之间。粉煤灰形成过程中的瞬时冷却使得莫来石并不能充分结晶和均一化，导致了莫来石在结构和成分上的差异。

( 2) 刚玉

刚玉是次生矿物，其熔融温度为2050℃，在准格尔电厂炉前煤中并没有检测到。Vas-silev 等 ( 1996) 认为，刚玉主要是黏土矿物熔融后重新结晶形成的，也可能是铝的氢氧化物发生脱羟基化作用形成。从准格尔电厂炉前煤矿物组成看，高铝粉煤灰中的刚玉主要来自煤中的勃姆石，即:

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

粉末衍射标准联合委员会 ( JCPDS) 的 XRD 卡片资料表明 Al₂O₃有 γ、η、χ、δ、θ、κ、τ 和 ε 过渡相，惟一稳定相为 α-Al₂O₃( 刚玉) 。至于 β-Al₂O₃，它不属于 Al₂O₃变体。这些过渡相的呈现类型和相变顺序取决于原始矿物的种类和形成方式。原始矿物为勃姆石，则其相变顺序极可能是 γ→δ→θ→α; 若原始矿物为三水铝石，则相变可能包括γ→χ→τ→θ→α; 如果原始矿物为一水硬铝石，则直接相变为 α-Al₂O₃( 刚玉) 。过渡型氧化铝的结晶参数见表 4. 7。

表 4. 7 过渡型氧化铝的结晶参数

( 据高振昕等，2002)

( 3) 石英

石英是粉煤灰中的常见矿物，石英在粉煤灰形成过程中是否熔融及其熔融温度也是一个颇具争议的问题。在常压下石英的同质多像转变形式为 ( 武汉地质学院矿物教研室，1979) :

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

在低温范围鳞石英和方石英的转变为:

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

石英、磷石英和方石英均有低温 ( α) 变体和高温 ( β) 变体，这种高低温变体间的转变，结构中的 ［SiO₄］ 四面体只有稍微移动和旋转，其他变体的转变 ［SiO₄］ 四面体则需要断开和重新排列。所以，同一晶型不同变体 α、β 间转变较快，各晶型间的转变速度较慢。

通常情况下，煤中的石英均为 α-石英，也就是我们经常所说的石英，其化学成分较纯 ( SiO₂通常接近 100% ) ，化学性质相当稳定。有人认为石英在燃煤过程中只存在矿物相的转变，不存在熔融，因为锅炉的燃烧温度并不高，达不到石英的熔融温度( 鳞石英的熔点为 1670℃ ，方石英的熔点为 1713℃ ) ，但大部分人认为存在部分熔融( Demir 等，2001; Spears，2000) 。根据 Mitchell 和 Gluskoter ( 1976) 的报道，将石英暴露于大约 1200 ～ 1300℃ 的氧化条件下 30 min，石英可以转化为玻璃相 ( Demir 等，2001) 。由于燃煤中的石英颗粒大小不一，小的可能全部熔融，大的则可能存在部分熔融或表面熔融，因为从 XRD 曲线上基本都能够发现石英的衍射峰，用 FESEM-EDX 分析，也能够发现粉煤灰中的石英颗粒，而且基本保持了原来的粒状特征。粉煤灰中的石英可以是原生的 ( 石英的软化温度≥1300℃，有熔融的，也有半熔融的) ，也可以是次生的，但以原生为主，部分石英 ( 主要是骨架形) 还可来源于熔融物的重结晶作用 ( Vassilev 等，1996) 。

准格尔电厂粉煤灰中的石英数量较少，呈分散的粒状，具多角形或不规则形，基本保持一定的外形，但也可以发现有的石英边缘有熔融现象，根据形态和成分 ( FESEM-EDX分析) 仍然可以区分出来，它们在底灰中的数量略高于飞灰。

( 4) 其他次要矿物

用 XRD 法鉴定矿物的不足之处是对含量较低的矿物不敏感，也就是说，对于含量在1% ～ 2% 以下的矿物 XRD 衍射峰不明显，很难做出准确的判断。所以，我们在用 XRD 鉴定粉煤灰中矿物的同时，采用了 FESEM-EDX 方法对所有样品进行了分析，发现除上述矿物外，仍然有少量的磁铁矿、赤铁矿和金红石矿物，它们通常富集在玻璃体的表面或构成玻璃微珠的骨架。用磁选法很容易分选出粉煤灰中的磁性颗粒，其表面大部分比较粗糙，为粉煤灰冷却过程中析出的晶体，可以通过 FESEM-EDX 分析得以确认。

在粉煤灰中，磁铁矿通常表现为树枝状、粒状或八面体晶型; 而赤铁矿多表现为薄板状或薄片状或硬壳状晶体，通常形成 “铁玫瑰”或 “足球”状，极少数情况下可以继承黄铁矿晶型，呈现出立方体或立方体-八面体复合晶型。一般来说，粗颗粒的飞灰和底灰中容易富集磁铁矿，而细颗粒的飞灰中容易富集赤铁矿，这是因为细颗粒飞灰形成时具有相对较高的氧化条件 ( Vassilev 等，1996) ，我们的研究也基本如此，但在飞灰中也并不缺乏磁铁矿微珠颗粒。此外，粉煤灰中还存在未完全燃烧的炭粒和残余黏土矿物，它们在底灰中的含量明显高于飞灰。空心炭在底灰中富集较多，丝质体组分的碎片呈光滑或带有瘤状的杆状颗粒，既存在于底灰也存在于飞灰中。此次研究，在个别粉煤灰微珠颗粒中还发现有针状或柱状的金红石矿物，形成球体的骨架，有玻璃质或多或少充填于金红石骨架孔隙之中。金红石通常是粉煤灰中 TiO₂的主要物质来源，其熔点高达 1827℃，主要为原生成因，但也可以来自熔体的结晶作用或者来自锐钛矿同质异像的转变 ( Vassilev 等，1996) 。图 4. 7 是准格尔电厂粉煤灰 FESEM-EDX 分析得到的部分矿物图像和主要成分特征。

高铝粉煤灰特性及其在合成莫来石和堇青石中的应用

图 4. 7 准格尔电厂粉煤灰中的晶体矿物 ( 附有 EDX 能谱点的颗粒)

Ⅹ 生活垃圾焚烧后产生的飞灰为什么要定性为危险废物

你好，生活垃圾焚烧后，出来的有炉渣，有飞灰，炉渣直接从炉膛里出来可以集中处理，但是飞灰不一样，飞灰是要直接排到大气中的，会迁移扩散。而且因为垃圾焚烧温度较高，所以重金属会挥发，随飞灰进入到大气中，除对环境人体直接损害外，还有可能进入到水体、土壤环境中造成进一步的环境影响。除此之外，温度不够高或者停留时间不够，还会导致强致癌物二恶英的产生。
另外生活垃圾焚烧厂飞灰的重金属和溶解盐测试分析结果,以及国外对飞灰中二恶英等有机污染物的研究结果表明:按我国危险废物浸出毒性鉴别标准,飞灰属危险废物b,Cd,Hg和Zn是飞灰中的主要重金属污染元素;可浸出部分Cd主要以离子交换态和酸溶态形式存在,而Pb和Zn主要以酸溶态形式存在,因此在酸性环境条件下飞灰的重金属污染风险会显著增加.飞灰溶解盐为22.1%,主要为氯化物,其存在会增大其它污染物的溶解度;飞灰处置时可能会污染地下水体.飞灰含少量二口恶口英和呋喃等有机污染物,有污染环境和危害人类健康的风险.

《国家危险废物名录》也有明确规定生活垃圾焚烧后产生的飞灰为危险废物。