本发明涉及一种将粉煤灰处理后作水泥或砌筑水泥混合材的方法。 粉煤灰是火力发电厂粉煤燃烧后排出的灰烬，经收尘器收集下的细粉状物料。粉煤灰的收集有湿收（用水冲）和干收（电收尘）两种收集形式，我国大多采用湿收方法，国外大多采用干收法，但无论哪种收集方法都存在污染环境，浪费土地（作堆场用）的问题。
粉煤灰具有火山灰特性，可以作为水泥混合材。但由于各地采用的锅炉不同，煤种不同，操作不一致，因而所排除的粉煤灰成分与含碳量波动都比较大，有相当一部分不符合国家作水泥混合材的标准，需要再作处理。本发明人曾发表了《用烧结机进行粉煤灰干燥、脱碳和提高活性的研究》的文章（见《湖北建材科技》1982.5.P1-7），提出将湿粉煤灰成球，干燥、烘结后作为水泥混合材的方法。这篇文章中介绍了一种料球的配比及处理方法，但详细的工艺条件没有介绍。
本发明的目的是提供一种新的料球配方及详细的工艺条件，按本方法的工艺条件生产出的料球中不含有对水泥的有害成分，如R2O、SO＝3，Cl-等，将此种料球作为混合材加入水泥中，水泥凝结时间正常、安定性良好。
本发明地目的是以下述方式实现的：以钙基膨润土为粘结剂，将湿排粉煤灰与膨润土混合加水搅拌均匀后置于成球盘中成球，而后置于重力烘干机中干燥。粉煤灰与膨润土的配比（重量比%）为：
粉煤灰 89-97 膨润土 11-3
最佳配比（重量比%）为：
粉煤灰 92 膨润土 8
天然膨润土分为两类：以吸附Na+离子为主的称钠膨润土，以吸附Ca++为主的称钙膨润土，本发明所用的为钙基膨润土。膨润土具有高度分散性，粘结性，膨胀性和低温收缩性，以及阳离子吸附性和阴离子交换性，是粉煤灰成球的理想粘结剂。膨润土是以蒙脱石矿物为主要组分的粘土岩，蒙脱石呈典型的层状结构，具有强烈的吸附作用，这样以膨润土为粘结剂成球，能吸附大量的层间水湿润颗粒，使颗粒之间能很好地滑动，使湿球粒具有塑性，从而能提高湿球的强度和成球率。此外蒙脱石能视周围介质的湿度吸收或析出结晶水，吸水时产生晶内膨胀，析水时则收缩。在较低的温度下蒙脱石能快速收缩从而可拟制热膨胀，这样以膨润土为粘结剂还能提高球粒的热爆破性能。
本发明所用的粉煤灰的技术指标为：
含碳量＜8%，粉煤灰所含水份＜22%（水份的干灰也可以）。
钙基膨润土的技术指标如表1：
表1阳离子交换量ml/100g膨胀倍数蒙脱石％抗高温热爆破系数％>40>880-853-5
膨润土与粉煤灰结粘塑性指数 12-14%。
与粉煤灰结粘后的活性指数＞1.2 R70比
粉煤灰和膨润土的化学成分如表2，物理性能如表3：
表2 化学成分
表3 物理性能
在实验室内，我们将不同配比的生料球分别在700℃，800℃，900℃的高温下烘干，而后作不同配比的料球与破损率及其活性的关系实验。料球与其破损率关系如图1所示，料球和其活性的关系如图2所示。在图1、图2中、纵轴Wt%表示膨润土在料球中的含量，横轴分别表示破损率，活性。▲、●、○分别表示烘干温度为700℃，800℃，900℃的白色球。
在实验室内我们也作了影响料球物理性能指标的因素实验，其影响因素有如下六个：
膨润土掺量（Ai） i＝6 1-11%
粉煤灰品种（Bi） i＝3 1-3
干燥温度 Di i＝3 400℃-800℃
干燥时间 Ei i＝3 4分-8分
外加剂 i% i＝3 0，CaCl2·6H2O，Na2SO4·10H2O
储料时间 Gi i＝3 0，24小时，48小时
三种粉煤灰品种的化学成分见表4
品种lossSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OSO315.854.52.57.83.70.761.20.380.3422542.65208.613.120.170.70.338.8247.6836.843.611.050.77
六种因素对球粒的物理性能指标的影响见表5：
表5
从表5可见，影响粉煤灰球粒物理性能指标的主要因素是粉煤灰品种和粘结剂的掺量，其次是干燥温度和干燥时间，F与G影响最小，可以排除。储料时间长，只对湿球强度有利;磨损率主要受干燥温度、粘结剂掺量、干燥时间影响;球粒的抗热爆破性能与粉煤灰品种，粘结剂掺量、干燥温度有关。
粉煤灰的成球工艺如图3。先将粉煤灰与膨润土按比例称重，而后向粉煤灰中加入所需的水，使粉煤灰中原含水量与加入水量的总和＜22%，以2.5-15转/分的速度搅拌8-10分钟。在成球盘上成球，成球后置于重力烘干机中在800-950℃下烘干15-25分钟，即成料球产品。烘干温度不同，所成料球产物不同，烘干温度800-900℃的产物为灰色球，烘干温度920°-950℃的产物为白色球，烘干温度达950-1050℃以上即成烧结块。
粉煤灰料球中不含有对水泥的有害成分，如R2O，SO＝3，Cl-等，可作为水泥混合材。粉煤灰料球在水泥中的掺入量为10-70%。
本发明所用原料的化学成分如表6所示：
表6 原料的化学成分原料名称代表符号产地或实验地LossH2OSiO2Al2O3CaOFe2O3MgOSO3f-CaO熟料红旗水泥厂1.0020.556.2362.164.133.591.510.50矿渣E武钢33.6612.0439.291.999.791.68石膏应城36.40灰色球D西山水泥厂6.001.0854.6723.194.067.421.11白色球B西山水泥厂0.580.1457.8325.054.487.521.30烧结块C西山水泥厂0.680.1058.0425.084.537.401.34未经处理粉煤灰A岱家湖6.354.2723.454.277.481.060.45
将上述原料分别粉磨，粉磨细度用0.08m/m标准筛检验，其细度分别为：熟料31%，石膏28%，混合材20-30%。然后进行混合粉磨，其粉磨细度为6-8%。
用灰色球，白色球，烧结块，矿渣或未经处理的粉煤灰分别作混合材，加入水泥熟料中即得粉煤灰水泥，其物性结果及与硅酸盐水泥，普通硅酸盐水泥，矿渣水泥的比较见表7。
从表7可得出如下的结论
1、粉煤灰中掺入少量粘结剂粘结成球，经适当温度烘干，其活性不但没有下降，反而比原始粉煤灰有所提高。粉煤灰料球的活性顺序为：灰色球＞白色球＞原始粉煤灰＞烧结块。从此顺序可以看出，烘干温度过高会导致粉煤灰活性的降低，故在烘干时应控制烘干温度，以免温度过高烧成烧结块。
2、在一般立窑熟料质量条件下，粉煤灰料球掺入量＜30%，可达到325＃水泥质量标准。欲生产225＃-125＃粉煤灰砌筑水泥，粉煤灰料球的掺入量可达50-70%。粉煤灰砌筑水泥凝结时间正常，安定性良好。
在湿排粉煤灰中加入少量粘结剂经适当温度烘干后用作水泥混合材料，不仅提高了粉煤灰的活性，而且增加了料球的可塑性和热爆破性能，从而减少粉煤灰对环境的污染，是综合利用粉煤灰，增产水泥的一种好方法。本发明的方法适于中小电厂的粉煤灰处理，所用设备简单，投资少，产品便于运输。粉煤灰每吨成本仅15-18元，而售价可达25-28元，其经济效益可观。