浅谈磁县发电厂粉煤灰的综合利用

1、粉煤灰的来源及组成

粉煤灰是煤粉经高温燃烧后形成的一种似火山灰质混合材料。它是燃煤电厂将煤磨成100微米以下的煤粉，用预热空气喷入炉膛成悬浮状态燃烧，产生混杂大量不燃物的高温烟气，经过集尘装置捕集所得到的物质。

2、粉煤灰的性质

粉煤灰的物理化学性质取决于煤的品种、煤粉的细度、燃烧方式和湿度以及粉煤灰的收集和排灰方式。

2.1物理性质

粉煤灰是灰色或白色的粉状物，含水量大的粉煤灰呈灰黑色，它是一种具有较大内表面积的多孔结构，多半成玻璃状。其密度与化学成份密切相关，低钙灰密度为1800-2800Kg /m3,高钙灰密度为2500-2800Kg/m3 ；松散干密度为600-1000 Kg/m3 ，压实密度为1300-1600 Kg/m3；空隙率一般为60%-75%，细度为45微米方空筛，比表面积为2000-4000cm2/g。

2.2活性

粉煤灰的活性是指粉煤灰在和石灰水混合物后所显示的凝结硬化性能。粉煤灰含有较多的活性二氧化硅、三氧化二硅、三氧化二铝，他们分别与氢氧化钙在常温下起化学反应，生成较稳定的水化硅酸钙和水化铝酸钙。因此粉煤灰和其它火山灰质材料一样，当与石灰水泥熟料等碱性物质混合加水拌合成胶泥状态后，能够凝结、硬化并具有一定强度。粉煤灰的活性不仅决定于它的化学组成，而且与它的物相组成和结构特征有着密切的关系。高温熔融并经过骤冷的粉煤灰含大量的表面光滑的玻璃微珠含有较高的化学内能是粉煤灰具有活性的主要矿物相。玻璃体中含有的活性二氧化硅和三氧化二铝越多，其活性越高。

3．粉煤灰的危害

3.1侵占土地，污染土壤

发电厂产生的粉煤灰如不加以利用，需占地堆放，积存量越大，占地越多，据估算，一万吨的粉煤灰，占地约1亩。

粉煤灰储存厂周围应建有防渗设施，否则会使周围土地发生次生盐碱化，并且部分有害成分很容易经过风化雨淋随地表径流渗入土壤，从而杀死土壤中的微生物，使土壤丧失肥力，导致草木不生。

3、2污染空气

发电厂所产生的粉煤灰在处置过程中，如果没有防扬尘措施，粉尘会随风飘逸；扩散到很远的地方，造成大气的粉尘污染，对人体的呼吸系统造成危害，同时将植物叶片的叶孔堵住，影响植物的光合作用、呼吸作用和蒸腾作用。

3.3污染水体

粉煤灰扬起的粉尘随降水和地表径流排入河流、湖泊和海洋，或随风飘迁落入水体使地表水污染，随渗沥水进入土壤使地下水污染

4．磁县粉煤灰产生及利用现状

4.1磁县粉煤灰产生情况

磁县位于河北省南端，辖9镇10乡376个行政村。磁县粉煤灰资源比较丰富，主要来源为：六合工业公司矸石电厂、申家庄煤矿矸石电厂、九龙口煤矿矸石电厂产生的灰渣，年产灰渣量约16.9万吨。其中：六合工业公司矸石电厂总装机容量为12MW，年耗中煤、矸石约10.3万吨，年排灰渣4.8万吨。申家庄煤矿矸石电厂总装机容量24MW，年耗中煤、矸石14万吨，年排灰渣5.5万吨。九龙口煤矿矸石电厂 总装机容量12MW，年耗中煤、矸石12万吨，年排灰渣6.6万吨。

4.2磁县粉煤灰利用现状

我县矸石电厂排放的粉煤灰综合利用主要有两条途径。一是将灰渣综合利用，变废为宝，作为水泥厂的原料或建粉煤灰砖厂。如邯郸市绿园墙体空心砖公司投资150万元，年产3万立方米空心砖项目,建成后，年消耗粉煤灰1.2万吨，水渣1.2万吨。九龙口煤矿矸石电厂产生的灰渣，主要销往矿务局水泥厂进行利用。六合工业公司矸石电厂、申家庄煤矿矸石电厂均已建成粉煤灰砖厂。二是填沟造田，期满后覆土植树。申家庄煤矿矸石电厂排放的灰渣一部分运往水泥厂综合利用，一部分用于制砖，剩余部分运往自然沟填沟造田，期满后覆土植树。

4．3、综合利用中存在的主要问题

目前，我县粉煤灰开发利用工作中存在的主要问题是：开发利用率较低，产品比较单一，利用范围较窄，综合利用步伐有待进一步加大。

5．粉煤灰综合利用途径

综观国内外粉煤灰综合利用研究和实践成果，粉煤灰综合利用大致可分为以下几个方面。

5.1应用于水泥工业和混凝土工程

一是用它代替粘土配制水泥生料，可提高水泥窑的产量，降低燃料消耗量的16-17。二是与石灰等碱性激发剂发生反应生成的化合物可作为水泥的活性混合材料。三是用粉煤灰与生石灰生成低温合成水泥。四是在混凝土中掺入一定量的粉煤灰，能提高混凝土的和易性、不透水性和不透气性，抑制杂散电流混凝土钢筋的腐蚀。

5.2应用于建筑制品中

一是粉煤灰与石灰、石膏按一定比例掺和，蒸制粉煤灰砖，用于工业和民用建筑。二是与水泥、石灰制造粉煤灰加气混凝土，作为多孔轻质建筑材料。三是与烧石、软质土、木屑混合，烧制成轻质耐火材料。

5.3用作农业肥料和土壤改良剂

一方面，粉煤灰中含有大量的枸溶性硅、钙、镁、磷等农作物必需的营养元素，由它制成的各种复合肥，能增加土壤有效成份，提高土壤肥力。另一方面，粉煤灰具有良好的物理化学性质，可广泛用于改良土壤。对于粘土施用粉煤灰后，可以改善土壤的可耕性。对盐碱地，能够改善土壤的透水、透气性。由于粉煤灰呈灰黑色，吸热性能好，可提高土层温度1-20C，地温的提高有利于植物的生长发育等。

5.4回收工业原料

一是回收煤炭资源。我国热电厂粉煤灰一般含碳5-7，其中含碳大于10的电厂占30，这不仅不利于漂珠的回收，也浪费了大量的碳资源。对湿法排放粉煤灰的回收采用浮选法回收其回收率达85-95。二是回收金属物资。当粉煤灰中的三氧化二铁的含量大于5时，可用磁选法回收铁精矿。用稀硫酸提取硼，其溶出率在70左右。三是分选空心微珠。采用干法机械分选和湿法分选出的空心微珠可作为塑料的填料，也可用于轻质耐火材料和高效保温材料，亦可用于石油化工业。

5.5用作环保材料

一是用于废水处理。利用粉煤灰的物理和化学性质可用于处理含氟废水、含铬等重金属废水以及含有轻焦油、重焦油和乳化油的废水等。二是用于环保材料开发。如：用浮选法提取的粉煤灰中的精煤，具有活化性能，可作为吸附材料。利用粉煤灰制造的分子筛，其质量优于化工合成的产品，且生产工艺简单。利用粉煤灰与铝钒矿、电石泥经高温焙烧、浸提工艺可制作良好的絮凝剂等。

6．建议

粉煤灰综合利用途径广泛，技术成熟，前途光明，但需要全社会的共同努力。只有在树立正确的资源观、环境观、发展观，提高综合利用，变废为宝的自觉性的基础上，通过政策引导并充分利用各种渠道，积极筹措资金，大力扶持粉煤灰综合利用项目，才能将粉煤灰变废为宝，真正实现粉煤灰的减量化、无害化和再资源化。

作者简介：华文忠男1970年出生，大学学历1992年参加工作，现任河北省磁县环境保护局工程师。主要研究方向：环境管理 、污染防治及污染控制。