一、化学组成与性质

粉煤灰的主要氧化物组成为SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等，此外还含有MgO、K2O、Na2O、SO3、MnO2以及P2O5等成分。这些氧化物主要来源于煤中的无机矿物质，如黏土、岩页、黄铁矿等。粉煤灰的元素组成（质量分数）大致为：O47.83%，Si11.48%31.14%，Al6.40%22.91%，Fe1.90%18.51%，Ca0.30%25.10%，以及其他元素。

粉煤灰的活性主要来自活性SiO2（玻璃体SiO2）和活性Al2O3（玻璃体Al2O3）在一定碱性条件下的水化作用。因此，粉煤灰中活性SiO2、活性Al2O3和f-CaO（游离氧化钙）都是活性的有利成分。此外，硫在粉煤灰中一部分以可溶性石膏（CaSO4）的形式存在，它对粉煤灰早期强度的发挥有一定作用。

二、物理特性

颜色与外观：粉煤灰的颜色在乳白色到灰黑色之间变化，颜色越深通常表示含碳量越高，粒度越细。粉煤灰外观类似水泥，颗粒呈多孔型蜂窝状组织，具有较高的吸附活性。

密度与堆积密度：粉煤灰的密度范围在1.772.43g/cm³之间，平均密度为2.1g/cm³。堆积密度一般在555700kg/m³之间，受颗粒形状、粒度分布及空隙率等因素影响。

粒度与细度：粉煤灰的粒度分布较宽，平均粒径在8~20μm之间。细度是其重要的性能指标之一，通常用通过某个特定孔径筛网的百分率来表示。一级粉煤灰的细度不大于12%，二级粉煤灰的细度不大于30%。

比表面积与孔隙率：粉煤灰的比表面积通常在300600m²/kg之间，孔隙率高达50%80%，具有很强的吸水性。

其他性能：粉煤灰的硬度相对较低，莫氏硬度通常在1~3之间。磨耗性反映了其颗粒在磨损过程中的损失情况，磨耗性较小的粉煤灰在混凝土中能更好地保持其颗粒形状和大小。

三、来源与分类

粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉。根据其来源与性质，可将粉煤灰分为烟煤粉煤灰、褐煤粉煤灰、氧化氢水蒸气煤粉煤灰等。

四、环境影响与利用

环境影响：大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。此外，粉煤灰的储存和处置需要占用大量的土地资源，如果处置不当还会对生态环境造成破坏。

资源化利用：粉煤灰具有良好的机械性能、稳定性能和较好的遮盖性，被广泛用于建筑材料、路面修建、矿业工程等领域。具体来说，粉煤灰可以作为混凝土的掺合料，替代部分水泥原料，降低生产成本，同时改善混凝土的工作性能和耐久性能。它还可以用于制作建材砖制品，如加气混凝土砖、粉煤灰混凝土小型空心砌块等。在农业领域，粉煤灰中含有丰富的微量元素，可以作为土壤改良剂使用。此外，粉煤灰还可以用于填埋场涵养、环境修复等领域。

五、生产工艺与质量控制

生产工艺：粉煤灰的生产工艺主要包括收集和处理、质量控制、利用和环保利用等环节。通常采用静电除尘器等设备将粉煤灰从烟气中分离出来，然后经过干燥、筛分、磁选等处理流程，以获得高质量的粉煤灰。

质量控制：粉煤灰的质量对于后续利用有着重要的影响。在收集和处理的过程中，需要进行严格的质量控制，包括对粉煤灰的粒度、化学成分、活性和含水量等进行测试和监控，以确保粉煤灰的质量符合使用要求，并满足不同领域的需求。

综上所述，粉煤灰是一种具有潜在价值的资源，通过科学的处理和合理的利用方式，可以实现其资源化利用并减少对环境的污染。