【摘要】文章首先简述了粉煤灰的基本性质，然后分析了白炭黑表面改性技术，最后重点探讨了粉煤灰提取氧化铝拟采取的办法以及必要性。
【关键词】粉煤灰；氧化铝；白炭黑
中图分类号：C35 文献标识码： A
一、前言
随着我国经济的不断发展，煤作为我国的主要能源，在工业生产和现代化建设中发挥着不可替代的作用。然而每年因为煤的燃烧而产生的大量粉煤灰对环境造成巨大的污染，将其再次进行利用是目前环境保护待解决的问题。
二、粉煤灰的基本性质
1、粉煤灰的形态特征
粉煤灰是一种高度分散的微细颗粒集合体，主要由氧化硅玻璃球组成，粒径1～50μm。根据颗粒形状，粉煤灰可分为球形颗粒与不规则颗粒。其中，球形颗粒可分为低铁质玻璃微珠与高铁质玻璃微珠，若据其在水中沉降性能的差异，则可分出飘珠、轻珠和沉珠；不规则颗粒包括多孔状玻璃体。多孔碳粒、其他碎屑和复合颗粒以上各颗粒非常细小，只有借助SEM（扫描电子显微境）才能详细观察其形态特征。
2、粉煤灰的化学成分
粉煤灰是一种火山灰质材料，来源于煤中无机组分，而煤中无机组分以粘土矿物为主，另外有少量黄铁矿、方解石、石英等矿物。因此粉煤灰化学成分以SiO2和Al2O3为主（SiO2含量约48%，Al2O3含量约27%），其它成分为Fe2O
3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3及未燃尽有机质（烧失量）。不同来源的煤和不同燃烧条件下产生的粉煤灰，其化学成分差别很大。
3、粉煤灰的物相组成及其他性质
（一）、矿物的组成
（三）、煤灰其它性质
（1）、活性
也称为火山灰活性，指粉煤灰能够与石灰生成具有胶凝性能的水化物。粉煤灰本身没有或略有水硬胶凝性能，但存在水分，特别是在水热处理（蒸压养护）条件下，能与Ca（OH）2等碱性物质发生反应，生成水硬胶凝性能化合物。粉煤灰活性与粉煤灰化学成分、玻璃体含量、细度、燃烧条件、收集方式等因素有关。一般SiO2含水量高，燃烧温度高，玻璃体含量多，曲度大，含碳量低的粉煤灰活性高。
（2）、物理性能
粉煤灰物理性能包括密度、比重、曲度和比表面积等，这些性质对粉煤灰非常重要，是化学成分及矿物组成的宏观反映。
三、白炭黑表面改性技术的探索
1、白炭黑表面改性剂
一般情况来说，改性剂可以是任何能够与白炭黑表面氢氧基发生化学反应的比较容易挥发的物质。目前比较常见的改性剂有硅氮烷、有机卤化硅烷、醇类以及硅氧烷类等。
2、白炭黑表面改性方法
白炭黑表面改性有两种方法，第一种事无机物改性，第二种是有机会改性。在白炭黑表面改性中，最主要的是使用有机物改性，因为有机会改性能够使有机团取代白炭黑表面的氢氧基。有机物改性也有干法和湿法两种常用的方式。
（一）、干法
干法是在高温的条件下，将干燥的白炭黑和改性剂蒸汽利用固体感应器进行接触反应。目前，大部分的发达国家都采用干法工艺进行白炭黑表面改性。干法工艺过程比较简单，后期工序也比较少，可以实现批量生产。但是对改性剂要求量大，关键设备需求高，操作极为严格，所以产品的成本非常高。
（二）、湿法
湿法工艺主要有两种，第一是把干燥的白炭黑和改性剂以及有机溶剂混合成液体，然后对混合成的液体进行加热处理，经过回流反应，最后进行分离和干燥。这种方法非常简单，很容易控制产品的质量，对改性剂的消耗非常小，但是这种方法的后面工序比较复杂，而且会造成污染，所以不能大规模的生产。第二种是先把干燥的白炭黑调配成水溶液料浆，加入醇类后，接着加入改性剂，完成硅烷化学反应。这种方法的工艺简单，所需要的设备少，可以将成本降到最低。
3、改性后白炭黑的实际应用
改性白炭黑最普遍用于涂料中，因为拥有非常好的疏水性，能够提高防腐性、触变性以及悬浮性。将硅烷偶联剂tespt改性的白炭黑用于车的轮胎中，可以降低阻力，见效轮胎表面胶的磨损。在非橡胶领域中，白炭黑的用量也是十分巨大，它被不断的用于农药、医药以及造纸等日用品行业。
白炭黑用于医药行业能够制成药品消毒的包装膜，是将聚乙烯包装材料的配方加入白炭黑就可以。白炭黑因为本身具有增稠性、高吸收性、和生理惰性，所在普遍的用于药品的制作中。在法国，一些研究人员发现，将白炭黑加入阿司匹林、灰黄霉素等药品中，就可以改变药品内部的流动性。白炭黑还可以吸收土壤中的污染物。白炭黑能够防止除草剂和尿素的结块，控制有害集体的产生，吸收农药，在慢慢发挥农药的药性，这样就可以增加农药的有效期限，起到最大的杀虫效果。白炭黑用于造纸行业中，可以极大的提高纸张的白度与硬度，增加渗透性，提升纸张的手感以及光泽，增加打印效果，提升打印清晰度等。
四、粉煤灰提取氧化铝拟采取的办法
1、思想认识要引起足够重视
2、明确投资主体
据了解，由中国大唐投资约33亿元，历时两年半，在内蒙古托克托县建成的我国首个大型粉煤灰提取氧化铝项目，已于今年8月30日成功打通全流程，通过具有自主知识产权的专利技术，首次实现了粉煤灰提取氧化铝的工业生产。目前该项目正在进一步调试，有望11月底达产。该项目建设规模为年产氧化铝40万吨，每年可消耗粉煤灰160万吨的目标，完全以当地电厂粉煤灰为原料，建设内容包括氧化铝熟料烧成、拜尔法系统以及辅助设施。中国大唐还在内蒙古准格尔旗大路新区规划了第二个大型粉煤灰转化项目。新规划项目为年产100万吨氧化铝和56万吨铝硅钛，投资总额约180亿。粗略估计，大唐能源化工公司旗下的这两个项目建成后，每年可“吃”掉高铝粉煤灰近600万吨，生产160万吨氧化铝，86万吨铝硅钛合金。如此大规模投资，就需要政府牵头，明确投资主体，协商各方关系，为企业的发展提供服务。把握政策方向，学好用好政策，政府引导，合理规划，引进市场机制。
五、结束语
综上所述，随着环境保护的观念越来越被人们所重视，发展循环经济，加快对粉煤灰的综合利用的研究，不断创新提高，进而有助于保护环境，带动全面的经济发展。
