在鍋爐操作時，煤粉與高速氣流混合在一起，噴入爐膛的燃燒帶中，使煤粉顆粒里的有機物質(zhì)得到充分的燃燒，但燃燒的完全程度取決與鍋爐效率和操作水平。運行良好的現(xiàn)代化電廠的煤粉爐爐膛較高溫度可以達到或超過1600℃。在這樣的溫度下，足以使灰份中除了少量石英（細粒的結(jié)晶）以外的所有礦物全部熔融?？墒嵌鄶?shù)就電廠鍋爐的實際燃燒溫度要比上述溫度低得多，在較低的溫度下，只能熔融一小部分的無機物質(zhì)。而且爐膛溫度并不是十分均勻的，也就是說，即使在同一臺鍋爐中，粉煤灰燒成的條件也不完全相同，更不必說不同的鍋爐了。

在燃燒過程中，煤炭中的無機雜質(zhì)發(fā)生了一系列的反應和變化，含水的礦物如黏土、石膏等一一脫水，碳酸鹽中的二氧化碳與硫化物中的二氧化硫和三氧化硫排出，還有堿在高溫下?lián)]發(fā)。其中，較細的粒子隨氣流掠過燃燒區(qū)，立即熔融，到了爐膛外邊，受到驟冷，就將熔融時由于表面張力作用形成的圓珠的形態(tài)保持下來，成為玻璃微珠。煤粉的顆粒越細，越容易成球。其中有些熔融的微珠內(nèi)部，截留了爐內(nèi)氣體，形成了空心微珠。另有一些微珠，團聚在一起或粘連在一起，就形成魚卵狀的復珠（子母珠）和站連體。可是也有一些來不及完全變成液態(tài)的粗灰，結(jié)果變成了渣狀多孔玻璃體（海綿狀玻璃）。在冷卻過程中，也有一些冷卻比較緩慢而再結(jié)晶的礦物以及在顆粒表面上生成的結(jié)晶礦物和化合物，也有一些獨自存在的未熔融的石英礦物，此外，從化學成分來看也不是均勻的，所謂的粉煤灰化學物成分分析，只能表示粉煤灰中各種顆?；旌衔锏幕瘜W成分平均值，換言之，按單個顆粒而言，化學成分是很大差異的。

總之，粉煤灰實際上是一些礦物組成不同、粒徑粗細不同、顆粒形態(tài)不同、各種顆粒組合的比例不同的機械混合物。粉煤灰的“先天不足”，正是由于這種不均勻性、差異性和多變性造成的。從應用角度而言，受到充分燃燒最終形成的玻璃微珠含量越多越好。