粉煤灰综合利用 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 2011 NO.6 循环流化床燃煤固硫灰渣制备地聚合物材料的研究进展 Advances of Research on Geopolymer Preparation with Circulating Fluidized Bed Combustion Fly Ash and Slag 霍琳，李军，卢忠远 （四川省非金属复合与功能材料重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地，西南科技大学四川绵阳621010) 摘要：基于循环流化床燃煤固硫灰渣组成、结构及特性，提出以固硫灰渣制备地聚合物材料。
综述了固硫灰渣制 备地聚合物的研究进展，分析了影响其制备和性能的关键性因素。
关键词：循环流化床固硫灰渣；地聚合物；研究进展 中图分类号：TU528.04文献标识码：B文章编号：1005-8249(2011)06-0051-04 控制燃煤过程中SO2和NOx排放的清洁燃煤技术"。
CaO的含量较高。
CFBC固硫灰渣是煤在锅炉中燃烧后产生的灰渣，包 表1固硫灰渣的化学组成/% 括烟道收集到的固硫灰和炉底排出的固硫渣。
因固硫 L088 时需要加人大量钙质固硫剂（石灰石），因此固硫灰渣 固硫灰25~523~1411~351~211~120.1~5.7 2.3~19.7 的排放量远高于粉煤灰，其年排放量在1.5亿+左 固硫渣25~334~1113-1813~288~172.5~8.93.1~10.7 右2。
国内外研究者针对固硫灰渣特性进行了大量 研究，并利用周硫灰渣作为制备硫铝酸盐水泥、水 1.2结构及形貌特征 泥混合材、路基材料、膨胀剂以及复合肥等的原料。
目 图1是CFBC固硫灰渣的X射线衍射图谱。
由图 前，CFBC固硫灰渣主要应用于处理矿山酸化土壤和 1可知，CFBC固硫灰与固硫渣的物相相同，其主要成 交通工程的回填，尚无成熟的技术对固硫灰渣进行规 分是：SiO2，CaSO，CaCO,（未反应完的固硫剂）， 模化资源利用。
f-CaO,FeO等。
地聚合物是一种新型的碱激发胶凝材料，优越的 图2是固硫灰渣的扫描电镜图。
由图2可知，固 性能使其成为材料领域的研究热点而具有广阔前景。
硫灰渣颗粒的形貌呈棒状和多棱角的块状，表面粗糙、 各种主要含硅铝组分的天然、人工矿物都可以成为其 疏松多孔，没有类似普通粉煤灰的光滑球状形貌。
原料。
在CFBC固硫灰渣中含有大量的硅铝组分，具 1.3固硫灰渣特性 备制备地聚合物材料的基础条件，并已有研究表明利 CFBC固硫灰渣具有自硬性，28d净浆的抗压强度 用固硫灰渣可以制备地聚合物材料71]。
本文对CF- 达10MPa,CFBC固硫灰渣中氧化钙和SO的含量越 BC固硫灰渣组成、结构及特性进行了探讨，对利用固 高，其自硬强度就越高。
CFBC固硫灰渣还具有膨胀 硫灰渣制备地聚合物材料国内外研究进展进行了总 性，主要是由于硬石膏（CaSO）和f-CaO的存在。
结，并提出了存在的主要问题及今后的研究方向。
CaSO不仅可水化为CaSO。
2H2O，还可与活性 1固硫灰渣的组成及特性 Al0,和f-CaO发生反应生成钙矾石。
f-CaO可水化 1.1化学组成 为Ca(OH)2，这些都会引起体积的明显膨胀[2）。
CFBC固硫灰渣的化学成分见表1（四川某电站灰 收稿日期：2011-06-10 51 万方数据
粉煤灰综合利用 2011 NO.6 FLYASHCOMPREHENSIVEUTILIZATION 综述 Quartz [AIO。
]四面体作为基本结构单元构成其骨架，而碱金 属离子存在于网络状结构间以平衡电荷。
地聚合物的 f-CaO 强度来源是键合较强的离子键和共价键，不同于普通 300 Mullite 200 硅酸盐水泥的范德华力。
其特有的化学键键合形成的 0 三维网络状结构使其具有以下特性[7*"：（1)类似陶 Miuaun 瓷一样的高强度，性能对比见表2；（2）早期强度高； 20(*) (3）结构稳定，耐久性好；(4)能固封有毒有害的金属 （a）固硫灰 离子；(5)能固化放射性废物，其效果较硅酸盐水泥和 Qunrtz 硫铝酸盐水泥好；(6）良好的高温性能。
此外，由于在 Calcite 制备过程中，地聚合物不需要经过像水泥一样的高温 f-CO （1450℃）烧过程，故其CO2的排放量低，有利于节能 300 减排。
20 表2地聚物基复合材料与其他材料性能对比 100 20 30 项目 地聚物材料普通水泥基材玻璃 陶瓷 铝合金 10 40 20( 密度//cm² 2.2 -2.7 2.3 2.5 3.0 2.7 (b）固硫渣 弹性模量/GPa 5...
