高品质粉煤灰的生产与用途

塑料制品中一般都加入一些无机或有机的填充剂，它们可以改善制品的成型加工性能，提高塑料制品的某些质量指标，降低制品成本。在国外，从70年代初开始从粉煤灰中提取空心微球作为塑料制品的填充剂，并在多种材料中得到成功的应用；70年代末美国科研人员开始成功地用磨细(或分选)的粉煤灰作为聚丙烯塑料的填充剂，并取得良好的效果。80年代开始，我国科研人员研究用粉煤灰填充聚氯乙烯塑料制品，也取得了成功。

本文重点研究从普通粉煤灰中分选出高品质的超细粉煤灰，并利用它作为聚乙烯塑料的填充剂进行试验研究，在此基础上，企望试生产出用粉煤灰填充的合格的聚乙烯落水管；该研究一方面可以开拓粉煤灰综合利用的途径，另一方面也可以大大降低生产聚乙烯管的生产成本，具有很大的经济效益和环境效益。

粉煤灰能否用作塑料的填料，首先决定它的化学性质；即粉煤灰的存在，不应使塑料在加工、使用过程中的性能恶化。

根据调查和分析常用填充剂和粉煤灰的化学组成，得知：(1)粉煤灰的化学组成和塑料、橡胶工业传统所用的填充剂如陶土、滑石粉、增强剂玻璃纤维等相似，其中SiO2、Al2O3占大多数，其余为Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、SO3等，此外，还含有的其他微量元素。(2)粉煤灰的化学性质取决于煤的品种、产地、煤粉的细度、燃烧方式和温度，粉煤灰的收集和排灰方式等。

将超细粉煤灰作为填充料时，较关心的另一个问题是粉煤灰中存在的放射性元素的辐射强度。因为把粉煤灰用做塑料填充剂，粉煤灰中放射性元素就会带入到塑料制品中，其放射性元素镭-226（226Ra)、钍-232（232Th)和钾-40（40K）等可以放射出一定能量的γ射线对人体产生辐射危害。经测定该灰中的226Ra、232Th和40K的含量均未超过国家颁布的《建筑材料放射性卫生防护标准》(GB6566-86）中的规定值。

我国聚乙烯落水管每年产量大约是6～7万t，在制造这种管材时，一般加入无机填充剂碳酸钙。据初步估算，若我国生产聚乙烯管不用碳酸钙而改用粉煤灰填充，每年可以节约材料成本费4 920～5 740万元，综合利用粉煤灰2．6～3．0万t，其经济效益和环境效益是很显著的。

通过对粉煤灰化学组成和物理特性的分析测试，及对其用作塑料填充剂所进行的试验研究表明：从普通粉煤灰中可以分选出适合于用作塑料填充剂的高品质粉煤灰。在粉煤灰化学组成能够满足作为塑料填充剂要求的情况下，几个比较重要的技术指标应该为：粒径≤45μm、球形率＞90％、含水量＜1％。

把高品质粉煤灰作为聚乙烯(HDPE)塑料填充剂进行试验研究，得出如下结论：

 (1)高品质粉煤灰填充聚乙烯(HDPE)塑料，技术上完全可行，性能上优于CaCO3、滑石粉等无机填充剂(除色泽因素外)。(2)粉煤灰填充在合理的组额内时，能提高制品的冲击强度、抗弯强度、表面硬度；伸长率降低不明显。(3)粉煤灰填充的技术关键是偶联剂的选择。

在试验研究的基础上，由管材厂生产出用高品质粉煤灰填充的、性能合格的聚乙烯落水管。

通过该项目的研究，一方面拓宽粉煤灰综合利用的途径，另一方面可以降低生产聚乙烯(HDPE)落水管的成本，同时也可以提高产品的性能(整管耐压性能)，因此，具有显著的经济效益和环境效益。