摘要：论述了电厂湿排粉煤灰中空心微珠的物理性能、分选方法和分选原理，研究了粉煤灰中不同珠体所适用的分选流程，概述了空心微珠的应用前景。

关键词：空心微珠；分选；工艺；湿法排灰

中图分类号：tq028.9 

作者简介：陈松涛（1965-），男，河南平顶山人，博士研究生，平顶山工学院副教授。 

中国是燃煤发电大国，到20世纪末，全国火电厂粉煤灰渣年排放量已达1. 6亿t，其利用仅5000多万t，利用率仅30%左右，每年尚有1亿t以上的粉煤灰渣无法利用，基本上采用湿排法排到贮灰场存放。我国至今贮灰场累计占地达400多km2 ，严重污染着环境[1]。而粉煤灰中的空心微珠是一种宝贵的多功能颗粒材料，它是燃煤电厂排出的粉煤灰中的一种细小、轻质、表面光滑、中空的球形颗粒，其主要化学成份是硅、铝、铁的氧化物，占粉煤灰总量的30%-50%，是粉煤灰高级利用的重要产品[2]。它具有质轻、粒径小、耐磨性强、抗压强度高、分散流动性好、反光、无毒等优良性能，可替代造价较高的人造空心微珠，广泛应用于建材、橡胶、塑料、化工、电子、航天等领域[3]。因此，研究湿排粉煤灰中空心微珠的分选，是空心微珠后续利用的必须步骤。

1  空心微珠的形成机理和性质

1.1  空心微珠的形成机理

粉煤灰空心微珠的生成与煤种、煤质、燃烧温度、燃烧方式有关。一般地说燃用烟煤的电厂，特别是发热量高、含硫量低的烟煤，粉煤灰中产生的空心微珠就多；燃用无烟煤的电厂其粉煤灰中空心微珠的含量就少；燃用褐煤的电厂几乎没有空心微珠[4]。其次与燃烧方式即锅炉的种类有关，如悬浮燃烧的煤粉锅炉有利于空心微珠的形成，其它燃烧方式的锅炉如链条炉、沸腾炉、旋风炉等不易产生空心微珠[5]。粉煤灰是由形状差别很大的颗粒组成，各种颗粒都是煤锅炉内燃烧时，其灰分熔融冷却而成。煤灰系粘土质矿物中的高岭石和伊利水云母，在550℃脱水排气，从单斜晶系相变为非晶质相，膨胀排气使质地变得疏松多孔，从1000-1300℃逐渐溶解分解，形成莫来石和石英玻璃的共生组合，如这时受到急冷作用，便形成含多量莫来石微晶的海绵状玻璃，化学反应如下：

al2o3·2sio2·2h2o →al2o3·2sio2 + 2h2o

→3(al2o3·2sio2) →3al2o3·2sio2 + 4si

因急冷作用反应不完全，多量硅铝也形成了玻璃相，粘度大，颗粒有大量空隙，所以易粘连石英等碎屑矿物。当温度升到1400℃左右时，不规则状的海绵颗粒，先从棱角等尖薄部位开始钝化，继而表面熔融的颗粒受表面张力的作用成为球状，形成了石榴状、微孔环壳状等结构，冷却成为空心微珠。其中包着的气体是氮气以及