粉煤灰主要由于該系列產(chǎn)品比表面積可達(dá)700-3000㎡/kg，細(xì)度比水泥和S95礦粉等細(xì)的多，比硅灰等球形度高，流動(dòng)性、分散性好，且主要化學(xué)成分是活性氧化硅、活性氧化鋁、活性氧化鈣等，在水泥混凝土體系中，一方面起到填充、潤滑、解絮、分散、致密等物理作用，另一方面該產(chǎn)品中的活性氧化硅、活性氧化鋁等活性氧化物與水泥水化時(shí)析出的氫氧化鈣晶體、水化硅酸鈣凝膠等膠凝材料、集料帶入的有效堿、硫酸鹽、氯離子等對水泥石和混凝土強(qiáng)度及耐久性不利的物質(zhì)起化學(xué)反應(yīng)，生成對水泥石和混凝土強(qiáng)度及耐久性有利的硅鋁酸鈣凝膠和其他有益化合物，在物理和化學(xué)兩個(gè)方面作用下，改善了新拌混凝土的工作性如：流動(dòng)性好、保水性好、不泌水、不離析、坍落度經(jīng)時(shí)損失小、泵送性好等優(yōu)點(diǎn)。改善漿體與集料界面的粘結(jié)度，減少硬化混凝土的孔隙，減小孔徑，致密結(jié)構(gòu)及體積穩(wěn)定性，增強(qiáng)混凝土抵御各種化學(xué)侵蝕和抑制堿集料反應(yīng)能力，顯著提高水泥石和混凝土的耐久性。

1.堿石灰燒結(jié)法

(1)原理

堿石灰燒結(jié)法就是將粉煤厭和石灰、碳酸鈉在高溫下燒結(jié)。粉煤灰中的A1：O，與碳酸鈉燒結(jié)成可溶性的鋁酸鈉即NaAl0，，見下式：

Na2C03一Na20+C02

Na20+4Si02一Na2Si(Si309)

Na20+A1203-NaAl02

氧化硅與石灰焙燒成不溶性的硅酸二鈣，熟料經(jīng)破碎、浸出、分離、一段脫硅、二段脫硅、碳酸分解等工序得到氫氧化鋁，末了煅燒得氧化鋁。

(2)生產(chǎn)工藝

此法一般在1220。C，弱還原氣氛F進(jìn)行，故能耗較石灰法低些。其熟料得經(jīng)過破碎后才能進(jìn)入下一道工序。粉煤灰綜合利用的過程中用粉煤灰磨將粉煤灰磨細(xì)是一項(xiàng)非常重要的工作。將破碎所得熟料用循環(huán)母液浸出，將可溶性偏鋁酸鈉與不溶性硅酸二鈣分離。過濾后，由于NaAl0：粗液中含少量SiO：，故需加入石灰乳進(jìn)行脫硅處理，再過濾即可得NaAIO：精液。再通入CO：進(jìn)行中和NaA|O：，降低溶液堿度，使A1(OH)，析出。末了將Al(OH)，放人窯內(nèi)經(jīng)1200℃煅燒，從而獲得A1：0，。此方法堿液可循環(huán)利用，所得殘?jiān)捎糜谏a(chǎn)硅酸鹽水泥原料。

20世紀(jì)60年代，波蘭利用粉煤灰采用堿石灰法建成年產(chǎn)5000t氧化鋁及35萬t水泥的實(shí)驗(yàn)工廠。我國寧夏回族自治區(qū)建材研究所采用堿石灰燒結(jié)法自粉煤灰中提取氧化鋁，殘?jiān)a(chǎn)水泥的工藝，于1987年9月，由寧夏回族自治區(qū)科委組織鑒定。2004年12月內(nèi)蒙古自治區(qū)科技廳召開了“粉煤灰提取氧化鋁聯(lián)產(chǎn)水泥產(chǎn)業(yè)化技術(shù)”項(xiàng)目科技成果鑒定會(huì)，該集團(tuán)自主完成了近5000t級的中試。馬雙忱等采用此法處理含氧化硅48.92%、氧化鋁30.97%的粉煤灰，焙燒條件為焙燒溫度1200。C，保溫2h，物料比mNa，O/mAl，0，=1.25，mCaO/mSiO，=2;然后用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3%的碳酸鈉溶液浸出熟料，溫度為60～70。C，保溫1h，液固質(zhì)量比為10，所得到的鋁酸鈉溶液經(jīng)脫硅、碳酸分解和煅燒得到氧化鋁。

堿石灰燒結(jié)法較石灰石燒結(jié)法能耗較低，但需要體系外補(bǔ)充CO：，要求粉煤灰中氧化鋁質(zhì)量分?jǐn)?shù)不小于30%，并且只提取了粉煤灰中的氧化鋁，沒有實(shí)現(xiàn)粉煤灰的精細(xì)綜合利用。

2.碳酸鈉焙燒法

主要工藝為：將粉煤灰和碳酸鈉混合燒結(jié)，將其產(chǎn)物自粉化冷卻，加入適量鹽酸溶液，可形成硅膠。多次抽濾洗滌所得的膠體，在650%下得到高比表面積的白炭黑;濾液先加入氨水至無沉淀生成，再加入適量的NaOH溶液，經(jīng)過濾后，濾渣為Fe(OH)，等雜質(zhì)，濾液為NaAIO：粗液，再加入適量鹽酸，就可得到Al(OH)，沉淀，將沉淀低溫烘干，煅燒后可得到納米級AI：0，。這項(xiàng)技術(shù)，因其可同時(shí)制備出高附加值產(chǎn)品白炭黑和納米級A1：0，而備受重視。

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