1、浅述粉煤灰综合利用现状及发展前景摘 要粉煤灰是我国目前排放量最大的工业废弃物，其排放量已超过每年亿吨，对环境造成了极大的污染与破坏，因此对于任何提高粉煤灰综合利用率和利用水平的方法都有重大的环保意义和巨大的经济效益。本文重点阐述了粉煤灰在土木工程和建材行业、高价值组分的提取、农业方面等等的应用及其发展的前景。 关键词粉煤灰；环境保护；综合利用；发展前景 中图分类号：X773 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）03-0118-01 1 粉煤灰的概况 粉煤灰是燃煤锅炉在燃烧过程中产生的未燃尽的细小颗粒，随着烟气的流动离开炉膛，由除尘系统收集到的一些无机残渣，英语名称为flas
2、h，直译为飞灰，习惯称为粉煤灰。 粉煤灰的形成可分为三个阶段： 第一阶段：煤粉在开始燃烧时，气化温度低的组分会不断的溢出，使煤灰变成多孔性碳粒。此时的粉煤灰，因其多孔性，所以比表面积极大。 第二阶段：在燃烧的过程中，伴随温度的升高，多孔性碳粒中的有机质充分燃烧，其中的矿物质也将脱水、分解、氧化成为无机氧化物。 第三阶段：随着燃烧的进行，其孔隙率不断降低，圆度不断升高，粒径不断变小，颗粒比表面积下降为最小。不同粒度和密度的颗粒其化学和矿物学特征是不同的，最后形成的粉煤灰是不均匀的复杂的多相物质1。 2 粉煤灰在建材工业和矿体充填中的应用 （1）粉煤灰在工业水泥中的应用 由于粉煤灰的火山灰性质，且
3、其生产方式简单易行，成本低，使之成为制造水泥的良好混合材料，随着加入粉煤灰含量和其它原料量的不同，可以产出不同品质的水泥，即普通粉煤灰水泥和特种粉煤灰水泥。粉煤灰制造出的水泥与普通硅酸盐水泥相比具有强度较低，后期增长率大，干缩性小，水热化偏低等优点。我国水泥工业利用粉煤灰及其他各种固体废弃物量，2010 年为 82890 万吨，占全社会利用固废量的 55%，折合每吨水泥 455kg，可见使用良好2。 （2）粉煤灰充填工程材料 随着 21 世纪的到来，矿山开采逐步转向深部矿体以及其他复杂的采矿体，地压控制问题日益突出，并成为深步高效、安全作业的主要障碍。胶结充填是深步及复杂应力环境下地压控制的有
4、效途径之一。为此，发展高效、廉价的充填工程材料成为矿业当前急需解决的重要问题。以粉煤灰为主要原料外加其他固体废弃物并掺入少量水泥熟料于矿山井下全尾砂胶结充填的粉煤灰充填工程材料应用而生，年产 100 万吨的生产厂已正常运行两年，其产品全部用于铁矿井下充填工程，在应用中显现了良好的环境保护与巨大的社会经济效益，预示着它将成为粉煤灰的一个新的应用领域3。 3 粉煤灰高价值组分的提取 （1）铁的提取 不同的粉煤灰中含有数量不同的铁，一般而言，粉煤灰中 Fe2O3 中含铁量大于 7%时既有回收价值，铁的提取可采用磁选法，使粉煤灰中的铁初步富集达 50%左右。不过从粉煤灰中回收的铁，往往含有部分Si，A
5、l，S 等有害元素，除去这些元素，却已成为提取铁过程中的一个困难。 （2）碳的提取 一些小城市仍在使用小型锅炉供热发电，其粉煤灰中含碳量都很高，有些老电厂的储灰池存有大量早期排出的含碳量很高的粉煤灰，如果能把这些粉煤灰的碳提取出来，既改善了粉煤灰的质量，又大大的增加了经济效益，一般采用浮选法提取碳，通过不同的选法，可以获取不同的产品4。 4 粉煤灰在农业中的应用 （1）制造化肥 粉煤灰中含有植物生长所必须的多种无机质，特别是 SiO2，被人们称为长效有用的复合肥料5。以粉煤灰为主要原料制成的多种高效复合肥料，其具有用量少，效果好，价格便宜等优点。现在已经应用的有粉煤灰硅钙肥、粉煤灰钙镁磷肥等等
6、化肥。 （2）土壤改良 农业科研部对利用粉煤灰改良土壤及其对环境影响进行了研究，试验证明利用粉煤灰改良黏质土壤可以降低其表观密度，增加土壤孔隙度，提高地温，调节三相比，改善黏土的物理性质，缩小膨胀率，并能增加磷等微量元素，促进土壤中微生物的活性，有利于土壤的保湿、保温，有利于土壤中养分的转化，为作物的生长提供着良好的土壤环境。实验表明在每平方米施粉煤灰 525 kg 时，每增加 0. 75 kg，小麦增产 64. 2%。同时还有调节温度、p H 值，增加养分元素等功能5。 （3）造地 煤矿和其他地下开采矿区存在着大量坍塌区，在其上的农、林种植不能从外面搬运黄土、熟土，这时，可将粉煤灰当作添加剂
7、，制成“人造土壤” 。徐州意创化工科技有限公司自 2002 年以来就先后在三个煤矿坍塌区利用这种粉煤灰“土壤”进行了小范围的农、林、草种植，试种获得成功。此外，也可将粉煤灰填充低洼地、荒地、荒山沟等等，直接造地。粉煤灰回填后因其具有一定的水化活性，提高了土壤保水稳定性，虽然其中有害成分也对地下水质有着一定的影响，但据监测，其影响程度处于国家规定的指标范围内。 5 粉煤灰的发展前景 虽然中国已经在大力发展粉煤灰利用方面做出了巨大的贡献，但是对粉煤灰研究的主要领域仍然是在水泥、建材、建筑工程等方面，而且在这几方面的应用比例也比较少（ 2010 年使用量占粉煤灰产量的 40%，是日本的 50% ）
8、。 （1） 在污水处理中的应用 粉煤灰能够广泛应用于各种工业废水的处理中，对磷酸根离子、重金属离子、悬浮物及色度等都有一定的净化效果6。仅对于全国矿山每年排放的矿井废水就达到了 30 亿吨左右7。如果这些废水不经过处理而直接排放到环境中，不仅浪费大量水的资源，而且严重造成环境的破坏。经研究表明，将粉煤灰改性后对废水进行处理，可以达到良好的效果。 （2） 在精细化的利用 粉煤灰中各矿物质元素可以分选提取，如粉煤灰中的铁、铝、碳、硅等。以粉煤灰为原料制制出的新型化工产品，如活性炭、沸石、硅铝合金、陶瓷纤维等，可以加快开发、利用粉煤灰精细化材料，这将是未来粉煤灰发展利用的重点。 总体而言，对粉煤灰的
9、综合利用研究是一项综合性强、边缘性广的科学技术。其技术的可持续发展，依赖于其它学科最新进展的综合。若能合理利用其他学科的最新发展，则既可以用来化解粉煤灰所带来的环境问题，又可以将其作为一个新兴的资源用来发展多种实用性产品。 参考文献 1 庄静华，贺鸿珠，周敏. 上海市 2008 年粉煤灰综合利用概况及面临的困境J. 粉灰，2009，04：43-44+46. 2 雷瑞，付东升，李国法，孙欣新，袁聪，郑化安. 粉煤灰综合利用研究进展J. 洁净煤技术，2013，03：106-109. 3 王亮. 粉煤灰综合利用研究D.天津大学，2007. 4 张金山，刘烨，王林敏. 我国粉煤灰综合利用现状J. 西部探矿工程，2008，09：215-217. 5 韩怀强，将挺大.粉煤灰利用技术M.北京： 化学工业出版社，2001. 6 朱启红.化学药剂对粉煤灰改性作用的研究J.洁净煤技术，2011，17（1） ： 76-79. 7 唐宇香，陈文恩.中日粉煤灰综合利用比较研究J.安徽农业科学，2010，38（ 36） ：20852-20857.
