电厂粉煤灰是煤粉燃烧后,由烟气自锅炉中带出的粉状残留物。它是一种人工火山灰质材料,即一种硅质或硅铝质材料。粉煤灰的性能具有较大的波动性,它不仅与煤种、煤源有关,同时亦取决于锅炉的类型、运行条件收尘及排灰方式。由于煤粉各颗粒间的化学成分并不完全一致,因此燃烧过程中形成的粉煤灰在排出的冷却过程中,形成了不同的物相。
比如:氧化硅及氧化铝含量较高的玻璃珠在高温冷却的过程中逐步析出石英及莫来石晶体,氧化铁含量较高的玻璃珠则析出赤铁矿和磁铁矿。另外,粉煤灰中晶体矿物的含量与粉煤灰冷却速度有关。一般来说,冷却速度较快时,玻璃体含量较多;反之,玻璃体容易析晶。可见,从物相上讲,粉煤灰是晶体矿物和非晶体矿物的混合物。其矿物组成的波动范围较大。一般晶体矿物为石英、莫来石、磁铁矿、氧化镁、生石灰及无水石膏等,非晶体矿物为玻璃体、无定型碳和次生褐铁矿,其中玻璃体含量占50%以上。
粉煤灰中的微珠火电厂排放的粉煤灰中,含有一种颗粒微小,呈园球状,颜色由浅到深的透明、半透明的中空或实心的玻璃体。它们的主要组成为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO等。它在粉煤灰中赋存状态有以下五种形式。1.薄壳微珠 2.厚壳微珠 3.实心微珠 4.富铁微珠 5.复合微珠其中,薄壳微珠能浮于水面上,故俗称“漂珠”,含量占灰渣总量的1%左右,其他的四种形式的微珠均能沉于水中,故俗称“沉珠”,在粉煤灰中的含量30%—80%。微珠具有活性高、质轻、绝热、电绝缘性好、耐高低温、耐腐蚀、防辐射、隔音、耐磨、抗压强度高、分散性好、流动性好、热稳定性好、罕见的电阻热效应、防水防火、无毒等优异功能,是新型复合材料工业的优质原料及填充剂。漂珠的物理性能,色泽为银灰色,容量330~360kg/m3,密度0.57g/cm3,粒径20~160μm,壁厚2~10μm,耐压强度5.9~7.9Mpa,耐火度1700℃,熔点1300~1600℃,比表面积0.36m2/g,热导率(kJ/m•h•℃)在常温下是0.42,500℃下是0.45,1000℃下是0.67。
一般讲,漂珠和沉珠从物理性能相比较,漂珠壁较薄、容重小、强度低、耐磨性差、粒度较大,而沉珠壁较厚、容重大、强度高、粒度小、耐磨性好、呈中心珠体、浑圆度好、粒径为0.25~150μm,有的在200μm左右。沉珠产品中≤5μm的占3%,<1μm的占20%。漂珠壁厚为直径的6%~20%。化学成分分析表明,漂珠中SiO2和Al2O3的含量达90%以上,比沉珠高;漂珠的Fe2O3、CaO、TiO2含量均比沉珠的低。
粉煤灰漂珠的分选工艺根据粉煤灰的矿物组成和理化特性,从中分选玻璃微珠目前工艺处理主要有二种方法,一种利用空气为介质的干法分选,一种利用水为介质的湿法分选工艺。