粉煤灰，是從煤燃燒后的煙氣中收捕下來的細灰，粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物。我國火電廠粉煤灰的主要氧化物組成為：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加。大量的粉煤灰不加處理，就會產生揚塵，污染大氣；若排入水系會造成河流淤塞，而其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。另外粉煤灰可作為混凝土的摻合料。
我國是個產煤大國，以煤炭為電力生產基本燃料。近年來，我國的能源工業穩步發展，發電能力年增長率為7.3%，電力工業的迅速發展，帶來了粉煤灰排放量的急劇增加，燃煤熱電廠每年所排放的粉煤灰總量逐年增加，1995年粉煤灰排放量達1.25億噸，2000年約為1.5億噸，到2010年將達到3億噸，給我國的國民經濟建設及生態環境造成巨大的壓力。另一方面，我國又是一個人均占有資源儲量有限的國家，粉煤灰的綜合利用，變廢為寶、變害為利，已成為我國經濟建設中一項重要的技術經濟政策，是解決我國電力生產環境污染，資源缺乏之間矛盾的重要手段，也是電力生產所面臨解決的任務之一。經過開發，粉煤灰在建工、建材、水利等各部門得到廣泛的應用。
20世紀70年代，世界性能源危機，環境污染以及礦物資源的枯竭等強烈地激發了粉煤灰利用的研究和開發，多次召開國際性粉煤灰會議，研究工作日趨深入，應用方面也有了長足的進步。粉煤灰成為國際市場上引人注目的資源豐富、價格低廉，興利除害的新興建材原料和化工產品的原料，受到人們的青睞。目前，對粉煤灰的研究工作大都由理論研究轉向應用研究，特別是著重要資源化研究和開發利用。利用粉煤灰生產的產品在不斷增加，技術在不斷更新。國內外粉煤灰綜合利用工作與過去相比較，發生了重大的變化，主要表現為：粉煤灰治理的指導思想已從過去的單純環境角度轉變為綜合治理、資源化利用；粉煤灰綜合利用的途徑以從過去的路基、填方、混凝土摻和料、土壤改造等方面的應用外，發展到目前的在水泥原料、水泥混合材、大型水利樞紐工程、泵送混凝土、大體積混凝土制品、****填料等****化利用途徑。
粉煤灰的形成
****階段
粉煤在開始燃燒時，其中氣化溫度低的揮發分，首先自礦物質與固體碳連接的縫隙間不斷逸出，使粉煤灰變成多孔型炭粒。此時的煤灰，顆粒狀態基本保持原煤粉的不規則碎屑狀，但因多孔型性，使其表面積更大。
****階段
伴隨著多孔性炭粒中的有機質完全燃燒和溫度的升高，其中的礦物質也將脫水、分解、氧化變成無機氧化物，此時的煤灰顆粒變成多孔玻璃體，盡管其形態大體上仍維持與多孔炭粒相同，但比表面積明顯地小于多孔炭粒。
第三階段
隨著燃燒的進行，多孔玻璃體逐漸融收縮而形成顆粒，其孔隙率不斷降低，圓度不斷提高，粒徑不斷變小，較終由多孔玻璃轉變為一密度較高、粒徑較小的密實球體，顆粒比表面積下降為較小。不同粒度和密度的灰粒具有顯著的化學和礦物學方面的特征差別，小顆粒一般比大顆粒更具玻璃性和化學活性。
較后形成的粉煤灰(其中80%～90%為飛灰，10%～20%為爐底灰)是外觀相似，顆粒教細而不均勻的復雜多變的多相物質。飛灰是進入煙道氣灰塵中較細的部分，爐底灰是分離出來的比較粗的顆粒，或是爐渣。這些東西有足夠的重量，燃燒帶跑到爐子的底部。
粉煤灰的結構
粉煤灰的結構是在煤粉燃燒和排出過程中形成的，比較復雜。在顯微鏡下觀察，粉煤灰是晶體、玻璃體及少量未燃炭組成的一個復合結構的混合體。混合體中這三者的比例隨著煤燃燒所選用的技術及操作手法不同而不同。其中結晶體包括石英、莫來石、磁鐵礦等；玻璃體包括光滑的球體形玻璃體粒子、形狀不規則孔隙少的小顆粒、疏松多孔且形狀不規則的玻璃體球等；未燃炭多呈疏松多孔形式。
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