粉煤干灰综合利用的技术与经济效益分析

[摘要] 粉煤灰是燃煤电厂排放出的一种可以再次利用的工业固体废弃物。笔者简要的分析了近年内来世界各地关于粉煤灰利用的新技术，对其进行了研究，并分析了其所具有的经济效益。同时，还对未来研究粉煤灰利用的工作进行了展望。

[关键字] 粉煤灰 综合利用 经济效益

[中图分类号]TQ536.4 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2013）-1-280-1

粉煤灰是指从煤炭燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。随着我国国民经济的快速发展和现代化工业的飞速发展，我国粉煤灰排放量逐年增加，2000年粉煤灰排放量达1.5亿吨，到2010年将达到3亿吨，给我国的国民经济建设及生态环境造成巨大的压力[1]。在传统的认识中，粉煤灰是一种污染极大的工业废渣，会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。

随着科技的不断进步，人们逐渐认识到粉煤灰是一种非常有价值的资源。但在我国粉煤灰的利用率却还不到百分之五十，而在日本等发达国家已高达百分之八十。由于我国是一个人均占有资源储量有限的国家，对粉煤灰的综合利用，变废为宝、变害为利，已成为我国经济建设中一项重要的技术经济政策，是解决我国电力生产环境污染，资源缺乏之间矛盾的重要手段，也是电力生产所面临解决的任务之一，合理有效的利用粉煤灰资源具有非常重要的意义。

1 粉煤灰的分类

国内仅非常概括的把含CaO较多的粉煤灰归类为高钙粉煤灰，而把含CaO较少的粉煤灰归类为低钙煤灰[2]，并无确切的分类方法。而美国，则把粉煤灰分为C类和F类，通常情况下经过燃烧次烟煤或者褐煤所产生的粉煤灰为C类灰，即高钙粉煤灰，这类灰不仅具备火山灰的活性，还同时具备胶凝性。而一般通过燃烧烟煤或无烟煤所产生的粉煤灰则是F类灰，我厂的粉煤灰也正属于这一类，也就是所谓的低钙粉煤灰，仅具有火山灰活性。

2 粉煤灰利用的新技术分析

2.1 沸石分子筛技术

由于沸石具有多孔性和不饱和的价态特殊结构，因此，具有很好的吸附性，尤其是离子型的污染物。同时，经过粉煤灰合成沸石处理的废水，亦不会对环境或水源造成二次污染。对粉煤灰合成沸石的技术研究是一个不断发展变化的过程，也是一个漫长的过程。目前，科学研究者主要采用两种工艺方法对其进行合成。即①运用化工原料进行合成；②运用天然的原料进行合成。其中，章西焕等研究者进行的粉煤灰合成13X沸石分子筛的实验研究，非常具有开创性。首先，将碳酸钠粉末加入粉煤灰中，然后开始焙烧，焙烧过后再进行水热合成，就可以得到较高纯度的13X沸石。经过对合成的13X沸石进行红外光谱分析、X射线粉末衍射及差热分析，得出合成的沸石具备非常好的热稳定性，纯度高，其吸附量也达到了我国的化工业产品标准。这个方法具备产量高、零污染、易控制等特点。

2.2 利用提取法的新技术

现实生活中，粉煤灰多被运用于农业领域和建筑领域，是改良土壤、生产建筑的主要原料，需求大，但技术含量非常低。研究表明，粉煤灰中含有钒、锗、镓等贵重金属，所以粉煤灰未来的应用发展方向应该是提取贵重金属，并且以高附加值为导向的开发应用，如锗和镓。锗是一种稀有的贵重金属，已被广泛应用于医学、光学材料、半导体材料、石油化工等领域。为此，可采用提取法从粉煤干灰中提取稀有元素锗，以提高粉煤灰的回收利用率。同时，镓的也是一种稀有的贵重元素。虽然镓在自然界中分布非常广泛，但数量却极其微少，所以也属于稀有元素的一种，被广泛的应用于半导体器件等领域。镓在粉煤灰中的含量约为3μg/g，其回收再利用的价值非常大。所以说，对粉煤灰中贵重金属的检测具有非常重要的意义。

2.3 采用合成复合材料的新技术

近年来，国外在对粉煤灰在铝基复合材料方面的研究较多，随着科学工作者们的不断研究发现，粉煤灰质量分数如果增加，复合材料的密度就会逐渐降低。而当加入粉煤灰颗粒的质量分数在10%以下时，复合材料的硬度在70左右，但如果超过了10%，则硬度会出现下降。因此，为了保证复合材料的硬度，就需要利用新的技术手段，提高复合材料的稳定性。所以，采用合成复合材料的技术，可以从粉煤灰中制备出稳定性较高的复合材料，大大提高粉煤灰的利用率，增强复合材料的稳定性。同时，还节约了厂家的生产成本，提高了厂家的经济效益。

3 粉煤灰综合利用的经济效益分析

由上文可知，粉煤灰可被利用到各个领域，因此，笔者分别对粉煤灰在生产建筑材料、各种建设工程，及节省占地和节能等方面综合利用的效益进行阐述。①由于粉煤灰是废物资源，因此，利用粉煤灰生产建筑材料，可以明显的增加建材工业产值。如为了提高水泥的性能，通常情况下会掺入15%的粉煤灰，若按每年搅拌5万立方米的水泥，可掺入的粉煤灰约3300万吨，也就节约了同样数量的水泥。普通的水泥若按400元每吨，而粉煤灰以140元计，那么每年增加的产值可高达85万元，效益也得到明显提高；②因粉煤灰具有吃灰多、投资少、费用低、效益好的优点，因此，粉煤灰较多的被利用在公路建设方面。在路基和路基层的建设方面，这部分大约占修路部分的10%，也就是说可使公路的造价降低10%。同时，在固体废物的整治方面也有十分明显的效果；③对粉煤灰进行综合的合理利用，还可以节省占地面积。若每年可利用的粉煤灰为1%，就可减少300亩的占地，而产生的经济效益也达6万余元；④粉煤灰中一般都含有可燃性的物质和炭粒。因此，如果对粉煤灰中的燃料按5%进行回收利用，就相当于每年多产36.5万吨的标准煤，而若按每吨200元计算，那么节省的经济效益可高达7300万元，效益也是相当可观和惊人的。由此可见，粉煤灰存在着巨大的利用空间和潜在价值。

4 结论

粉煤灰具有较大的可利用空间，并且也具有较大的经济效益。因此，对粉煤灰的综合利用技术进行分析，可以提高粉煤灰的利用率，减轻对环境的污染，促进我国经济的可持续发展。

参考文献

[1]席勇.浅谈粉煤灰的综合利用[J].中国资源综合利用.2009（03）.

[2]张瑞文，郭晓震.粉煤灰综合利用前景分析[J].中原工学院学报.2009（02）.