電廠爐底渣是燃煤經(jīng)鍋爐燃燒后從下部排出的煤渣，由于由于其溫度高，通常需要將其粉碎并用水冷卻后再由灰渣系統(tǒng)排放到灰?guī)�，由于其含�?0%的水分，影響了其利用價(jià)值，長(zhǎng)期以來(lái)只能作為填充物來(lái)利用，一是其用量少，二是其價(jià)格低，目前大部份的電廠主要處理辦法將此類渣堆存在灰?guī)�，不僅占用大量的農(nóng)田，而且還會(huì)污染環(huán)境。電廠燃煤鍋爐的燃燒溫度大于1200℃，其爐底渣在高溫熔融狀態(tài)下經(jīng)過(guò)水淬處理后含較多的玻璃體，火山灰活性較高；如果只是作為一般的渣出售，那么不能做到物盡其用，其經(jīng)濟(jì)效益顯然也就低下。另一方面，目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上對(duì)優(yōu)質(zhì)粉煤灰及水泥活性混合材的需求量遠(yuǎn)得不到滿足，特別對(duì)一些重要的建材基地，對(duì)粉煤灰的需求量*，常年處于供不應(yīng)求的狀態(tài)，如果能將電廠的爐底渣粉磨生產(chǎn)水泥活性混合材，不僅能夠解決其存貯問(wèn)題，還會(huì)帶來(lái)明顯的經(jīng)濟(jì)效益。所以如何將爐底渣開發(fā)利用，是擺在我們面前的新課題，我們對(duì)此作了一定的調(diào)研，并取得了一些有價(jià)值的成果。

一、爐底渣的化學(xué)成分分析

爐底渣的化學(xué)成分不僅與煤種、煤源有關(guān)，同時(shí)亦取決于鍋爐的類型、運(yùn)行條件及排渣方式。爐底渣的化學(xué)成分是決定其品質(zhì)的一個(gè)重要方面，也是影響其應(yīng)用的重要因素。不同來(lái)源的爐底渣，其化學(xué)成分差別很大。為了更加全面有效地了解磨細(xì)爐底渣的品質(zhì)，首先對(duì)爐底渣的化學(xué)成分進(jìn)行了詳細(xì)分析研究。利用南京大學(xué)現(xiàn)代分析中心的X射線熒光光譜儀（XRFS）對(duì)某電廠的爐底渣進(jìn)行了常量化學(xué)成分分析（熔片法），其結(jié)果列于表1。

表1某電廠爐底渣常量化學(xué)成分（%）

從表1中可知，某電廠爐底渣中的主要氧化物SiO2、Al2O3和Fe2O3的總和均超過(guò)了85%，三者之和甚*達(dá)90.77%（1#樣品）；所有樣品中的CaO含量均＜5%，我國(guó)根據(jù)粉煤灰中的CaO含量將粉煤灰劃分為高鈣粉煤灰和低鈣粉煤灰，CaO含量＞10%為高鈣粉煤灰，CaO含量＜10%為低鈣粉煤灰，據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，某電廠的爐底渣其顯然屬于低鈣粉煤灰；若按照美國(guó)ASTM C 618粉煤灰分類法分類，則相當(dāng)于F類粉煤灰，也就是普通低鈣粉煤灰。

表2列出的是我國(guó)35家火電廠的粉煤灰主要氧化物含量均值及波動(dòng)范圍。與其相比，某電廠的爐底渣以SiO2與Al2O3二者之和高為特征，樣品的二者之和都達(dá)到80%以上，接近我國(guó)粉煤灰中SiO2與Al2O3二者之和平均含量（SiO2＋Al2O3＝61%～85%）的高限值。由于SiO2與Al2O3是鋁硅酸鹽的主要成分，是粉煤灰（爐底渣）火山灰活性的主要來(lái)源，從粉煤灰（爐底渣）綜合利用的角度考慮，二者之和當(dāng)然是越高越好。

表2我國(guó)粉煤灰的化學(xué)成分均值及變化范圍（%）

某電廠爐底渣的Fe2O3含量除1#樣品的偏高外，2#、3#樣品的Fe2O3含量相差不大，基本在4%～5%之間，接近我國(guó)粉煤灰Fe2O3含量范圍的低限值。一般認(rèn)為Fe2O3對(duì)粉煤灰的火山灰性質(zhì)沒有什么好處，從粉煤灰的質(zhì)量上來(lái)考慮，F(xiàn)e2O3的含量低一些為好。

粉煤灰中的MgO能以兩種形態(tài)存在：玻璃體及方鎂石結(jié)晶體。以方鎂石形態(tài)存在的MgO，其水化速度極慢。當(dāng)水泥硬化漿體結(jié)構(gòu)已基本穩(wěn)定，而方鎂石繼續(xù)水化膨脹時(shí)可破壞混凝土硬化體結(jié)構(gòu)。因此，一些國(guó)家的粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)MgO進(jìn)行限值規(guī)定，譬如美國(guó)的標(biāo)準(zhǔn)中就限定粉煤灰中的MgO含量不超過(guò)4%～5%。某電廠爐底渣樣品中的MgO都低于粉煤灰的全國(guó)平均含量1.2%（表2），而且基本接近全國(guó)范圍的低限值0.7%，也是其品質(zhì)優(yōu)良的標(biāo)志之一。由于SO3過(guò)高會(huì)在混凝土材料中生成破壞性的三硫型水化硫鋁酸鈣，是一種含大量結(jié)晶水的水化產(chǎn)物，會(huì)在硬化漿體內(nèi)形成一定的膨脹，因此為了確�；炷�土的體積安定性，各國(guó)的粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)中都把SO3視為有害成分，我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定作為建材使用的粉煤灰的SO3含量必須≤3%（表3），某電廠爐底渣三個(gè)樣品的SO3（表1）均低于全國(guó)的平均含量0.3%（表2）。與國(guó)標(biāo)相對(duì)照，某電廠爐底渣樣品均滿足國(guó)標(biāo)中規(guī)定的SO3含量≤3%的要求。

粉煤灰中的未燃盡的碳通常以燒失量（LOI）指標(biāo)來(lái)衡量。碳粒是對(duì)混凝土等建材有害的物質(zhì)，碳粒的比重較小，較低的含量就可占據(jù)較大的體積，因此粉煤灰中未燃盡碳的含量越低越好。我國(guó)國(guó)標(biāo)規(guī)定作為建材使用的粉煤灰的LOI必須滿足Ⅰ級(jí)灰的LOI≤5%，Ⅱ級(jí)灰的LOI≤8%，Ⅲ級(jí)灰的LOI≤15%。某電廠爐底渣樣品除2#渣樣的LOI為5.52%（符合Ⅱ級(jí)灰標(biāo)準(zhǔn)）外，其它兩個(gè)渣樣的LOI均低于5%，即能滿足Ⅰ級(jí)灰標(biāo)準(zhǔn)中LOI的要求。這從另一方面也證實(shí)，某電廠鍋爐的燃燒工況較好，燃燒較完全，殘留碳含量較低，這也是一個(gè)重要的優(yōu)質(zhì)粉煤灰的指標(biāo)。

綜上所述，某電廠爐底渣的化學(xué)成分特征較好，反應(yīng)其火山灰活性較高，具有優(yōu)質(zhì)活性混合材的化學(xué)成分特點(diǎn)。

二、爐底渣的礦物相分析

煤粉在鍋爐中燃燒時(shí)，其無(wú)機(jī)礦物經(jīng)歷了分解、燒結(jié)、熔融及水淬等過(guò)程形成爐底渣。水淬后的爐底渣基本上可分成玻璃體及晶體礦物兩大類。當(dāng)鍋爐的爐膛燃燒溫度較高，使得燃煤中的結(jié)晶礦物均被熔融，而且熔融體經(jīng)過(guò)瞬時(shí)的水淬作用，使得爐底渣中的玻璃體含量較高；若鍋爐的爐膛燃燒溫度較低，使得燃煤中的結(jié)晶礦物沒有能夠全部被熔融，殘留的結(jié)晶相物質(zhì)就要保存在爐底渣中；此外，高溫的爐底渣若讓其緩慢冷卻，熔融體則有可能形成部分結(jié)晶相物質(zhì)；也就是說(shuō)，爐底渣中玻璃體與結(jié)晶相兩大類物質(zhì)的比例，主要取決于鍋爐的燃燒工況及收渣時(shí)渣的冷卻速率。

利用南京大學(xué)現(xiàn)代分析中心的D/Max-RA型旋轉(zhuǎn)陽(yáng)極X射線衍射儀（Ritating Anode X-Ray Diffractometer），對(duì)某電廠爐底渣的礦物相態(tài)進(jìn)行了分析研究。

由X射線衍射分析可知，長(zhǎng)興電廠爐底渣的玻璃體X射線衍射峰較寬厚，說(shuō)明粉煤灰顆粒中玻璃體的含量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，結(jié)晶相物質(zhì)所占比例較低。

三、分析結(jié)論

1、爐底渣的化學(xué)成分以SiO2與Al2O3二者之和高為特征，具有較高的火山灰活性；LOI普遍低于5%，即能滿足國(guó)標(biāo)Ⅰ級(jí)粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)的要求，說(shuō)明鍋爐的燃燒工況較好，燃燒較完全；CaO含量較低，按粉煤灰標(biāo)準(zhǔn)屬低鈣灰。

2、爐底渣均以玻璃體占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，結(jié)晶相物質(zhì)所占比例較低。礦物相以莫來(lái)石為主，另外還含有少量的石英。

3、爐底渣中的微量元素含量均在國(guó)標(biāo)規(guī)定的范圍內(nèi)；爐底渣的放射性元素的含量也較低，將其摻入建筑材料中，符合國(guó)家環(huán)�？偩诸C布的《建筑材料放射性核素限量（GB6566-2001）》，不會(huì)造成放射性

綜上所述，爐底渣是目前尚未完全開發(fā)的優(yōu)質(zhì)的水泥混合料，它可以直接進(jìn)入水泥生產(chǎn)的粉磨環(huán)節(jié)，其價(jià)值不菲。這不但對(duì)于粉煤灰供不應(yīng)求的地區(qū)具有現(xiàn)實(shí)意義，對(duì)于季節(jié)性粉煤灰供不求的地區(qū)也是具有指導(dǎo)意義的，只要解決其烘干問(wèn)題，具有與干粉煤灰同樣的使用價(jià)值。這對(duì)于火電廠和水泥企業(yè)都是具有經(jīng)濟(jì)效益，對(duì)社會(huì)而言具有環(huán)保效益。是一項(xiàng)利國(guó)利民的大好事。