工业硅及硅铁在高温熔炼的过程中,随废气逸出的粉尘称为硅灰或硅粉,其主要成份是,烟气中的SiO2含量约占烟尘总量的90%,其中所含游离态 SiO2约占10%。颗粒度非常小,平均粒径约为0.3μm,故有微硅粉之称,它能直接通过呼吸进入人体肺泡,对人身体健康危害极大。我国目前拥有上千座 硅铁及工业硅电炉,在生产过程中,年产生的微硅粉约25万t。已上环保设备能捕集到的约5万t,其余基本直接排入大气,既污染了环境,也是资源的浪费。目 前微硅粉没有确切的定价标准,每吨价格为1800~3800元,如果每吨价格按2000元计算,全年直排的微硅粉作为资源利用损失的价值约5亿元。所以烟 气治理势在必行。捕集微硅粉不但是一个环境效益和社会效益的问题,而且也包含着很大的经济效益和科学技术的价值。
微硅粉是国内外高新技术 领域中具有广阔应用前景的优良材料。广泛用于建筑、化工、冶金等行业。大量微硅粉主要用于水泥或混凝土掺合料,用于改善水泥或混凝土的性能,配制具有超高 强高、耐磨、耐冲刷、耐腐蚀、抗渗透抗冻、早强的特种混凝土或复合水泥,用于大型水刮、水电、海港码头、铁路桥梁、高速公路、飞机场跑道、隧道及城市高层 建筑等工程。它可以用于油漆、涂料、树脂及其他高分子材料填充物。用于橡胶可以提高橡胶的延伸性、抗撕裂性和抗拉强度。还可以用于耐火材料和陶瓷制品的生 产,有效提高产品的强度和耐久性。硅灰是一种金属冶炼过程的收尘粉,即副产品又叫烟道灰或微硅粉。由于具有火山灰的特点与比较高的活性,细度是以微米级来衡量的,硅灰的细度小于1um的占80%以上,平均粒径在0.1~0.3um,比表面积为:20~28m2/g。其细度和比表面积约为水泥的80~100倍,粉煤灰的50~70倍。而且耐火度>1600℃。容重:1600~1700千克/立方米。
硅灰在形成过程中,因相变的过程中受表面张力的作用,形成了非结晶相无定形圆球状颗粒,且表面较为光滑,有些则是多个圆球颗粒粘在一起的团聚体。它是一种比表面积很大,活性很高的火山灰物质。掺有硅灰的物料,微小的球状体可以起到润滑的作用。
由于硅灰在使用的过程中,主要的作用是减水、增强、增加体密、提高抗折耐压强度,从而大幅提高产品材料的使用寿命与耐酸、碱的侵蚀,并且减少水泥的加入量。硅灰具有以上诸多优点与性能,所以被广泛应用于耐火材料、陶瓷、橡胶、水泥、混凝土、灌浆料、外墙保温以及砂浆与道路桥梁等行业企业中。硅灰在使用的过程中可以根据产品的外观颜色来采用硅灰的颜色。 1、水利水电工程。
大坝进水闸,引水渠道,隧洞,调压井,主厂房下部结构等水工建筑物,利用硅粉混凝土具有良好的防水、抗渗、耐冲磨和抗空蚀的特性,在二滩电站、紫坪铺水利枢纽、黄河小浪底水利枢纽工程中的使用效果非常好。
2、喷射混凝土工程。
混凝土中掺入微硅粉后,不仅改善了塑性混凝土粘附性能和凝聚性,还降低了混凝土的回弹量,增大喷射混凝土一次成型厚度,缩短工期,节省了工程造价。
3、港口、桥梁、盐水工程。
微硅粉混凝土致密度高,同时具有很高电阻率,不易形成电化学破坏,增强了抗锈蚀功能。
4、公路建设。
充分利用微硅粉混凝土的早强、高强、耐磨性能,可以修建高等级 公路、机场跑道、公路隧道及路面抢修等工程。仪征化纤公司在厂区中心干道用硅粉混凝土修建道路,12小时抗压强度达到25Mpa,抗磨蚀提高一倍,24小时抗压强度达到37Mpa,超过设计要求的C20混凝土。
5、工民建工程。
微硅粉混凝土具有高强的特点,被大量应用于工业厂房、高层建筑的建设。加入了微硅粉的混凝土不仅增加了其强度,还减小了构件横截面积,节省了工程造价,还缩短了工期。