粉煤灰概述

粉煤灰是现代化工业兴起后的副产物，主要是在煤粉燃烧过程中，燃料中的无机物质在高温下氧化生成的渣滓。它经历了多孔碳粒形成、多孔碳粒向多孔玻璃体转变、多孔玻璃体向玻璃珠转变三个阶段，最终形成了一种复杂的混合体。粉煤灰的化学组成与燃煤类型紧密相关，受煤的产地、煤的燃烧方式和程度等多种因素影响，因此其化学成分具有较大的差异。

化学组成

粉煤灰的主要化学成分包括二氧化硅（SiO₂）、氧化铝（Al₂O₃）、氧化铁（Fe₂O₃）、氧化钙（CaO）等。具体元素组成（质量分数）大致为：O 47.83%，Si 11.48%～31.14%，Al 6.40%～22.91%，Fe 1.90%～18.51%，Ca 0.30%～25.10%，以及其他元素如K、Mg、Ti、S、Na、P、Cl等。由于煤的灰量变化范围很广，构成粉煤灰的具体化学成分含量也就因煤的产地、煤的燃烧方式和程度等不同而有所不同。

物理性质

粉煤灰的物理性质包括密度、堆积密度、细度、比表面积、吸水量等，这些性质是化学成分及矿物组成的宏观反映。粉煤灰的物理性质主要取决于燃煤的种类、煤粉的细度、燃烧方式和温度、排放与收集方式等因素。粉煤灰的细度和粒度对其性质有重要影响，细度越高，其活性也越大。

矿物组成

粉煤灰的矿物组成与母煤中的矿物成分有关，煤粉中的无机矿物质在燃烧过程中经过分解、烧结、熔融以及冷却后基本形成了玻璃体和晶体矿物两大类。在显微镜下观察，粉煤灰是晶体、玻璃体及少量未燃炭组成的一个复合结构的混合体。混合体中这三者的比例随着煤燃烧所选用的技术及操作手法不同而不同。其中结晶体包括石英、莫来石、磁铁矿等；玻璃体包括光滑的球体形玻璃体粒子、形状不规则孔隙少的小颗粒、疏松多孔且形状不规则的玻璃体球等；未燃炭多呈疏松多孔形式。

分类

粉煤灰分为两种类型：一种是在燃煤锅炉中产生的灰，称为锅炉灰，一般颗粒较大，直径达2~300微米；另一种是在燃煤时直接排出的灰，称为除尘灰或飞灰，直径一般在0.5微米以下，分散在大气中，主要成分为硅酸盐和氧化物。

用途

粉煤灰由于其资源丰富、价格低廉且含有大量的活性成分，经过加工处理后，可在多个领域进行资源二次利用：

建材领域：粉煤灰可用于制作混凝土、水泥、建材砖制品等。作为混凝土原料的部分替代品，不同的掺入量会影响混凝土的硬化水平、强度、干燥收缩性等特性。同时，用粉煤灰制作水泥的技术已经比较成熟，所制成水泥中其掺量可达75%。

化工领域：粉煤灰中可提取高纯明矾，用于合成矾土，也可制得非氧化物陶瓷材料SiC粉末，对粉煤灰进行一定细化加工后可将其制成高分子填充材料，对合成材料进行改性。

农业领域：粉煤灰中含有丰富的微量元素，如硅、硼、硫、锌、铜、钙、镁、铁等，质地疏松，可明显改善土壤结构，按科学配方加入适量添加剂，可制得复合肥料。

综上所述，粉煤灰作为一种工业副产物，虽然给环境带来了一定压力，但通过合理的处理和利用，可以实现其价值的最大化，为多个领域的发展提供有力支持。