粉煤灰的高值化应用及研究进展

【综　述】我国粉煤灰化学成分与理化性能及其应用分析刘　全1，白志民1，王　东2，汪溢汀2(1.中国地质大学(北京),北京　100083；2.黄石市鑫溢新材料科技有限公司，湖北 黄石　435109)【摘　要】本文收集了我国粉煤灰化学成分和理化性能有关的近600个样品的数千个数据，通过数据统计分析，给出了SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O、SO3等氧化物以及标准稠度需水量、强度活性指数、密度、体积密度等理化性能的变化范围及平均值；对粉煤灰主要氧化物和典型理化性能的变化特点和规律及其影响因素进行了讨论；对粉煤灰作为水泥、混凝土以及硅酸盐建筑制品原料的化学成分和理化性能特征进行了分析；对粉煤灰SiO2和Al2O3含量与物相组成关系以及高铝粉煤灰、循环流化床粉煤灰、钾和钠含量较高的粉煤灰的应用进行了归纳；还介绍了一种基于粉煤灰化学成分和物相组成并与应用相联系的分类方法。

【关键词】粉煤灰；化学成分；理化性能；应用分析【中图分类号】TQ536.4 【文献标识码】A 【文章编号】1007-9386(2021)01-0001-09 Chemical Composition and Physicochemical Properties of Fly Ash and Its ApplicationLIU Quan1, BAI Zhi-min1, WANG Dong2, WANG Yi-ding2(1.China University of Geosciences(Beijing), Beijing 100083, China;2. Huangshi Xinyi New Material Technology Co., Ltd., Huangshi 435109, China)Abstract:The research of chemical composition and physicochemical properties is the basis of industrial application of fly ash. In this paper, the chemical composition and physicochemical properties of nearly 600 samples of fly ash from China were collected. Through statistical analysis of the data, the variation range and average values of SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO, MgO, K2O, Na2O, SO3, ignition loss, water requirement of cement normal consistency, strength activity index, density and volume density were given. The variation characteristics and laws of the main oxides and typical physicochemical properties of Fly ash in China and their influencing factors were analyzed. The chemical composition and physicochemical properties of fly ash as raw materials of cement, concrete and Portland building products are discussed. The relationship between SiO2 and Al2O3 of fly ash and phase composition, as well as the applications of high-alumina fly ash, circulating fluidized bed combustion fly ash and high potassium and sodium fly ash are discussed. This paper also introduces a classification method based on chemical composition and phase composition of fly ash.Key words: fly ash; chemical composition; physical and chemical properties; application长期以来，煤炭一直是我国火电发电的主要燃料，2017年用于火力发电的煤炭总量约为19.0025×108t[1]，占国内煤炭总消耗量的49.26%，相应产生了6.86×108t粉煤灰。

现代矿业MODERN MINING总第625期2021年5月第5期Serial No.625May.2021粉煤灰资源化综合利用研究现状王迪1乔亮2龚浩2陈圣贺2余轩和2(1.内蒙古科技大学矿业研究院；2.乌海市公乌素煤业有限责任公司)摘要为最大资源化利用工业固体废弃物粉煤灰，减少粉煤灰对生态及环境造成的危害，通过分析粉煤灰的理化性质，对其在建筑、农业、环境保护、高附加值等领域的综合利用方式进行了研究o研究得出了粉煤灰在各行业领域的资源化利用途径以及目前所存在的问题,并针对存在的问题提出了应对措施，从而有效提高粉煤灰的综合利用率o关键词粉煤灰资源化综合利用发展趋势D0I：10.3969/j.issn.1674-6082.2021.05.005据资料显示,2019年全球煤炭总产量76亿t,中国约38亿t,全球占比接近50%o2019年我国煤炭消耗量28.10亿t,2020年原煤产量38.4亿t,煤炭进口量3.04亿t,较2019年同比增长1.5%。

粉煤灰是燃煤电厂煤粉燃烧后所产生的一种固体颗粒，属于大宗工业固体废渣之一，也称“飞灰”，排放量巨大。

2016年和2017年，我国粉煤的排放量分别达到了6.55亿t和6.86亿t,不仅造成了环境污染，而且其中含有的重金属对植被、人体都有极大的危害。

目前，国内外对粉煤灰的利用程度有所差异，2016年全球粉煤灰产量约11.43亿t,平均利用率约60%,其中，中国、美国、欧盟、印度的利用率分别约为70%,54%,90%,63%［1］。

本文对粉煤灰的理化性质以及主要利用途径进行论述，探讨粉煤灰资源化存在的问题与发展前景，为我国粉煤灰的合理利用提供参考。

1粉煤灰的特性1.1物化性质粉煤灰是一种灰色、白色或黑色的粒径不均匀的球状物，由结晶体、玻璃体和少量未燃炭组成，同时也是一种碱性含量高的氧化物,具有结构致密、化学性质相对稳定的矿物,粒径0.5〜300“m。

我国粉煤灰比表面积300〜500m2/kg,在平均密度上相对较小，约2.1g/cm3［2］，化学成分主要包含AW j'SiO?、Fe。

粉煤灰高值利用关键技术与示范以粉煤灰高值利用关键技术与示范为题，本文将介绍粉煤灰的产生、特性及其高值利用的关键技术与示范。

一、粉煤灰的产生与特性粉煤灰是燃煤过程中产生的一种固体废弃物，主要由煤炭中的无机物组成。

其产生量与燃煤种类、燃烧方式以及煤炭质量等因素有关。

粉煤灰具有较大的比表面积、较高的硅酸盐含量和一定的活性，因此具有潜在的高值利用价值。

二、粉煤灰高值利用的意义粉煤灰高值利用是资源化、环境友好的重要途径，对于减少固体废弃物的产生和降低对自然资源的依赖具有重要意义。

同时，粉煤灰中的无机物成分可以用于生产建筑材料、陶瓷制品、水泥、混凝土等多种产品，进一步推动了工业的可持续发展。

三、粉煤灰高值利用的关键技术1. 粉煤灰的提取与分级技术粉煤灰中的无机物成分种类繁多，不同成分对应不同的高值利用途径。

因此，粉煤灰的提取与分级技术是实现高值利用的基础。

常用的提取技术包括重力选别、磁选、浮选等，可以有效将粉煤灰中的有用成分提取出来，使其具备更广泛的应用场景。

2. 粉煤灰的改性与激活技术由于粉煤灰的活性较低，其在一些应用领域的性能无法满足要求。

因此，通过改性与激活技术可以提高粉煤灰的活性，增加其应用范围。

常用的改性与激活技术包括热处理、化学改性、物理激活等，可以有效改善粉煤灰的性能，使其更好地应用于建筑材料、水泥等领域。

3. 粉煤灰的综合利用技术粉煤灰是一种多组分、多功能的固体废弃物，可以通过综合利用技术将其应用于多个领域。

例如，将粉煤灰与其他材料进行混合，制备新型复合材料；将粉煤灰用于土壤改良和污水处理等环境工程；将粉煤灰用于农业领域，作为土壤改良剂等。

综合利用技术可以最大程度地发挥粉煤灰的价值，实现资源的循环利用。

四、粉煤灰高值利用的示范项目1. 粉煤灰在水泥制造中的应用粉煤灰可以替代部分水泥原料，降低生产成本并减少对天然资源的依赖。

通过示范项目，可以验证粉煤灰在水泥制造中的可行性和经济效益。

2. 粉煤灰在建筑材料中的应用将粉煤灰与其他材料进行混合，制备新型建筑材料，如粉煤灰砖、粉煤灰混凝土等。

粉煤灰可行性研究报告我国电能大部分由燃煤电厂提供。

全国燃煤电厂废弃的粉煤灰约有30亿吨，挤占了大片土地，对环境造成极大污染。

粉煤灰是一种细粒的复合矿物原料，对它进行整体开发利用不仅减免了对原材料的投入，也是减少固体废物污染的治本之道。

目前，热电粉煤灰主要用于道路工程、回填、改良土壤、灰场复土、水泥和其他建筑材料制造，或是从中提取特定物质，并没有大幅度提升再生产品的附加值，也没有充分利用废弃的粉煤灰，这是因为一般仅从各自行业的需求出发，只对粉煤灰的特殊用途或特定物质做了单向选择利用，并没有全面考虑粉煤灰的综合利用价值，有较大的局限性。

粉煤灰是一种复杂的、主要由无机和少量有机组分组成的混合物。

无机组分大部分为硅酸铝盐类物质，伴有少量碱性元素和微量的贵重金属元素；有机物主要为未燃烧碳粒和游离碳。

粉煤灰粒径小，是一种含有大量高附加值的可再利用的资源。

1、粉煤灰的资源特性分析1.1粉煤灰的化学成分、颗粒组成及物理性能粉煤灰是火力发电厂排出的一种工业固体废弃物, 它是由磨成一定细度的煤粉在煤粉炉中经过1100~1500℃的高温悬浮燃烧之后, 由原煤中粘土质矿物发生分解、氧化、熔融等变化, 在表面张力的作用下形成细小的液滴, 在排出炉外时, 经急速冷却形成粒径为0.1~380μm的玻璃质微细球形颗粒，然后, 同未被燃烧的可燃物一起由除尘器所收集,或者由水流管道排放到储灰厂。

粉煤灰的化学组成取决于原煤的无机物组成和燃烧条件，粉煤灰中70%以上都是由二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁组成, 我国大中型电厂粉煤灰的化学组成和物理性能分别见表1和表2.粉煤灰是由各种颗粒机械混合而成的颗粒群体,主要颗粒为圆球形, 其中视密度大于1的微珠含量通常为50%~70%, 最大可达85%.主要颗粒形式有:①漂珠:在粉煤灰中含有0.5%-1%,, 形成空心的主要原因是矿物质转变过程中产生的CO2、CO、等气体, 被包裹于熔融的灰滴中心, 成为圆球型薄壁空心球体,含SiO2量较高, 达60%左右, Al2O3约30%, 其最大特点为质轻壁薄, 视密度小于1；②微珠：粉煤灰中含有50%~70%的空心微珠, 厚壁, 视密度大于1, 强度很高；③富铁微珠：以富集氧化铁而命名, 颜色黑, 有磁性；④海绵状多孔体：是粉煤灰中含量较多的一种颗粒成分, 其形貌特点为多孔不规则, 以海绵状为最典型, 粒径差别较大, 视密度较小, 比表面积则较大；⑤碳粒：碳粒在粉煤灰中大致有3种, 即多孔碳、碎屑碳和碎片碳。

浅谈循环流化床电厂粉煤灰综合利用现状及发展建议摘要：我国发电行业消耗的能源主要以煤炭为主，尤其循环流化床发电机组多数为煤电一体化运营模式，燃烧以掺配煤矸石及劣质煤为主要煤种，运行中大量的粉煤灰渣需处置，比例约占入炉燃煤量的40%左右。

同时，粉煤灰渣处置需占用大量的土地资源，对周边环境存在一定程度污染风险。

因此，如何做好粉煤灰综合利用产业的发展，研究对煤电一体化电力企业可持续发展、土地利用、环境保护、循环经济的突出问题势在必行。

同时，综合利用下产生的社会效益也是十分显著的。

本文主要分析粉煤灰利用现状，并及提出下一步发展建议。

关键词：粉煤灰；综合利用；技术问题；发展建议1粉煤灰综合利用现状粉煤灰在综合利用工作上，长期以来一直受到各级政府的高度重视，目前，我国以掺烧煤矸石及劣质煤发电的企业约400多座，据粗略统计年排灰渣量近亿吨，大量的堆积和填埋不仅占用土地资源，且随国家监管力度的加强，致使处治运营成本与日俱增，同时面临无地可填的境地，严重制约了电厂可持续发展。

粉煤灰利用早在五六十年代已开始在建筑行业中进行应用，主要场景为混凝土砂浆的掺合料、道路基层材料、粉煤灰砌块及烧结砖等。

八十年代随改革开放政策的发展，国家提出了一系列鼓励措施，对电厂粉煤灰利用采用“贮用结合，因地制宜，多种途径，积极利用，讲究实际”的方针，致使粉煤灰综合利用进入了新的发展阶段。

“十四五”开局之际，我国已开启全面建设社会主义现代化国家新征程，全面提高资源利用效率的任务更加迫切。

受资源禀赋、能源架构、发展条件因素等影响，未来我国大宗固废利用仍面临产生量较大、产品附加值较低等严峻挑战。

故提高粉煤灰综合利用水平，推进粉煤灰在工程领域、煤矿采空及塌陷区治理、矿井充填、生态修复等领域的应用，有序引导在新型绿色建材材料、农业领域、高附加值产品等方面研究推广。

2 CFB粉煤灰利用情况2.1灰渣成分情况CFB电厂以煤矸石、劣质煤为主要掺烧煤种，通过对粉煤灰浸出液中除 PH 值外其余任何一种危害成份的浓度检测均未超标，不属于危险废物范畴，属于Ⅱ类一般工业固体废物。

2023年粉煤灰调研报告2023年粉煤灰调研报告1前言新常态下，受下游建筑建材行业影响，我国粉煤灰综合利用遭遇严峻挑战，几乎全国范围内粉煤灰市场都出现了量价齐降的问题。

与此同时，我国火力发电企业也面临着最严格的环保标准，对粉煤灰的处理利用提出了更高的要求。

__基于国内经济发展现状和趋势，对我国粉煤灰的生产和利用，进行一个简要的总结、分析和预测。

1中国粉煤灰的产生及利用基本现状1.1粉煤灰产生量与利用量电力行业是粉煤灰的产生大户，从起，我国火电装机容量呈现出爆炸式增长，粉煤灰产生量也急剧增加。

从的1.54亿吨增加到了的5.8亿吨，增加了3.1倍。

不过从到，尽管燃煤（含煤矸石）发电装机容量增长了近5000万千瓦，但是粉煤灰产生量10年来首次出现负增长：粉煤灰产生量约5.78亿吨，较的5.80亿吨略有降低。

这主要是由于火力发电产能过剩，设备利用小时数降低，燃煤发电量减少导致。

同时，随着利用技术的发展，我国粉煤灰的利用也取得了较好的成效，粉煤灰综合利用率稳中有升，粉煤灰综合利用率突破70%。

，我国燃煤（含煤矸石）发电量同比下降4.7%；1-7月份，全国规模以上火电发电量又同比下降1.9%，可以估计和我国粉煤灰产生量较将出现略微降低，但总体仍将维持在较高水平。

图1、图2分别是-我国发电装机容量和火电装机容量情况和-我国粉煤灰产生与利用情况。

资料表明，中等发达国家人均年电力消费在6000kW/h以上。

目前中国人均用电量约4000kW/h，是发达国家的2/3左右，仍有较大的电力需求。

考虑到环境等因素，未来国家计划把新的电力需求增长主要寄托在水电、风电、核电、太阳能等可再生能源方面，而对于火力发电将会采取一定的限制政策。

根据最新数据，1-7月份，我国全国规模以上电厂发电量33121亿千瓦时，同比增长2.0%，其中水电发电量同比增长13.2%，核电发电量同比增长24.5%，风电发电量同比增长26.1%，而火电发电量（占总发电量的约74%）同比下降1.9%，这也证明了未来我国电力能源结构的发展趋势。

第３８卷第６期红水河Ｖｏｌ．３８Ｎｏ．６２０１９年１２月ＨｏｎｇＳｈｕｉＲｉｖｅｒＤｅｃ．２０１９浅析国内外火电厂粉煤灰的综合利用现状李巧云，陈文瑞，黄修行（广西电力职业技术学院，广西㊀南宁㊀５３０００７）摘㊀要：粉煤灰的产生既带来了严重的环境危害，也蕴藏着十分明显的社会效益㊂笔者通过具体介绍粉煤灰在混凝土及砂浆㊁筑路及工程填筑㊁非烧制粉煤灰建筑制品㊁陶制材料㊁农业方面㊁精细化利用，以及废水㊁废气处理等七个领域方面的应用，综述了国内外火电厂粉煤灰综合利用的现状，并提出我国粉煤灰综合利用存在的问题及建议，从而加大人们对粉煤灰基本性质的认知，加快粉煤灰的综合利用步伐，把粉煤灰变废为宝，实现粉煤灰高效率㊁多途径㊁多价值的综合利用㊂关键词：火电厂；粉煤灰；综合利用；固体废弃物中图分类号：Ｘ７０５文献标识码：Ｂ文章编号：１００１－４０８Ｘ（２０１９）０６－００４６－０５０㊀引言粉煤灰［１－２］，是火电厂排放的最主要的固体废弃物之一，是煤炭粉经过超高温燃烧后形成的人工火山灰，是燃煤电厂经捕尘装置从烟气中收集而得的细灰，故也称为飞灰（ＦｌｙＡｓｈ）㊂粉煤灰作为当前排放量较大的工业废渣，其堆存量随着电力行业的稳步发展而逐年增加，不仅浪费了广阔的土地资源，也对大气㊁土壤㊁水资源等造成了严重污染，破坏了人类赖以生存的地球家园，甚至危害着人类的健康［３－５］㊂２０１９年，国家发改委及工信部针对粉煤灰等固体废弃物大量堆积带来的困扰，联合出台了‘关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知“，该通知指出要大力发展粉煤灰的规范化利用和高值化利用，并重点解决粉煤灰综合利用区域瓶颈问题，正所谓 世界上没有真正的垃圾，只有放错地方的资源 ㊂而生态环境部 无废城市 的提出，更加推进粉煤灰等固体废弃物的源头减量及资源化利用，以创新㊁协调㊁绿色㊁开放㊁共享的新发展理念为引领，促进城市绿色发展㊂１㊀粉煤灰性质粉煤灰的化学成分含量不唯一，会因为燃烧煤的产地㊁种类以及燃烧方式等不一样而产生变化，但其主要组成为：ＳｉＯ２㊁Ａｌ２Ｏ３及少量的Ｆｅ２Ｏ３㊁ＣａＯ㊁ＭｇＯ㊁ＳＯ３等［２］㊂电厂粉煤灰的化学成分见表１㊂表１㊀电厂粉煤灰的化学成分表％㊀ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３Ｆｅ２Ｏ３ＣａＯＭｇＯＮａ２ＯＫ２ＯＳＯ３３３．９ ５９．７１６．５ ３５．１１．５ １９．７０．８ １０．４０．７ １．９０．２ １．１０．６ ２．９０ １．１㊀㊀粉煤灰有低钙粉煤灰和高钙粉煤灰之分，通常高钙粉煤灰的颜色偏黄，低钙粉煤灰的颜色偏灰㊂粉煤灰颗粒呈多孔型蜂窝状组织，比表面积较大，具有较高的吸附活性，并且珠壁具有多孔结构，有很强的吸水性［２，６］㊂粉煤灰的基本物理特性见表２㊂表２㊀粉煤灰的基本物理特性一览表项目密度／（ｇ／ｃｍ３）比表面积／（ｍ２／ｇ）吸水量／％孔隙率／％颗粒粒径／μｍ２８ｄ抗压强度比／％范围值１．９ ２．９０．８ １９．５（氮吸附法）８９ １３０５０ ８００．５ ３００３７ ８５２㊀粉煤灰的综合利用粉煤灰具有潜在活性高㊁化学稳定性好㊁颗粒细㊁有害物质少等优点［６－７］，将其进行综合利用，可真正做到变废为宝，节约资源，改善生态环境，并可以创造十分明显的环境效益㊁经济效益以及社会价值㊂㊀㊀收稿日期：２０１９－０８－１４；修回日期：２０１９－０８－１７㊀㊀基金项目：广西电力职业技术学院２０１９年度科研能力提升项目，项目名称：广西火电厂粉煤灰的综合利用现状及发展研究（２０１９ＺＫ０６）㊀㊀作者简介：李巧云（１９９２），女，广西桂林人，硕士研究生，主要从事材料化学和环境化学研究，Ｅ－ｍａｉｌ：１５４２４０３０３＠ｑｑ．ｃｏｍ㊂６４李巧云，陈文瑞，黄修行：浅析国内外火电厂粉煤灰的综合利用现状㊀２．１㊀粉煤灰在混凝土及砂浆中的应用１９３５年，美国Ｄａｖｉｓ率先进行了粉煤灰混凝土的应用研究，成为粉煤灰混凝土研究的先驱［６］㊂研究表明，建筑砂浆掺入粉煤灰可平均减少３０％的水泥用量，成本平均降低２０％以上，可给工程建设单位带来可观的经济效益㊂２０１８年的美国丹佛市［８］，通过在混凝土混合物中掺杂高达４０％的粉煤灰，建成了该地三十多年来建造的第一座甲级写字楼，在设计方案中使用粉煤灰，有助于减少核心地基所需的水泥和混凝土体积，同时降低成本并增加其强度㊂澳大利亚悉尼市在 温德姆街 由粉煤灰㊁高炉矿渣等工业废料制成的 地质聚合物混凝土 ，并对其展开５年性能测试，其生产过程排放二氧化碳的量仅约为传统水泥混凝土排放的三分之一，这种绿色低碳建筑材料有助于防控 温室效应 ㊂而在我国，１９９５年的广西岩滩水电站碾压混凝土围堰工程［９］，使用广西田东电厂Ш级粉煤灰作为混凝土掺量，且掺量高达７０％ ７７％，该工程荣获 国家鲁班奖 国家科学技术进步奖 等殊荣㊂上海南浦大桥㊁上海杨浦大桥㊁上海东方明珠塔㊁复旦大学露天游泳池等工程，也是粉煤灰成功利用的典型工程㊂２．２㊀粉煤灰在筑路及工程填筑中的应用利用粉煤灰替代传统的土㊁砂等填筑材料，具有粉煤灰使用量大㊁投资费用少㊁工艺简单等优势［６］㊂研究者通过无数次所进行的岩土技术评价表明，粉煤灰的利用是可以替代如路基等商业填料的，如２０１２年，在北乔治亚州完成的 粉煤灰段和正常填土段 项目［８］中，对比试验未发现明显差异，以此证明了粉煤灰在大型公路填埋场使用的安全性和有效性㊂在我国，杭州钱江二桥接线工程路堤㊁云南水塘试验路段㊁沪宁高速公路路堤㊁包兰铁路路堤㊁南通经济开发区邮政大楼产地㊁上海机场城市航站楼桩基等工程，采用粉煤灰填筑，既可减少粉煤灰对环境的污染，还可为国家节省宝贵的良田㊂２．３㊀非烧制粉煤灰建筑制品非烧制粉煤灰建筑制品包括高压蒸汽㊁常压蒸汽和自然条件养护的各种粉煤灰建筑制品㊂江西贵溪电厂［６］采用掺量７０％粉煤灰，研制开发出免烧免蒸㊁低温养护的新型粉煤灰砖，不仅可节省排灰浆费用，也可节约灰场建设费，并少占耕地，具有良好的环境效益和经济效益㊂粉煤灰加气混凝土是新型㊁轻质保温节能的墙体材料，具有抗压强度高㊁防火性好等优势㊂２０１９年５月，山西建筑产业现代化绿色建筑园区揭牌 ４０万立方米ＡＬＣ生产线投产 ［１０］，以粉煤灰为主要原料制成多孔混凝土砌块和板材，是一种性能优越的新型建筑材料，不仅可以用在混凝土框架结构的围护体系上，还可广泛应用在各种建筑结构的内外隔墙和屋面保温材料上㊂２．４㊀粉煤灰在陶制材料中的应用掺加粉煤灰生产陶土制品，可以节约黏土，综合利用工业废弃物㊂如以粉煤灰和煤渣作基料，生产烧结空心砖，已于１９７０年在波兰推广使用［６］，也可利用粉煤灰作为掺量生产陶瓷彩色墙地砖等㊂以粉煤灰为主要原材料，以胶结料和水为辅助材料，经成球㊁烧结而成的轻骨料为粉煤灰陶粒，其有密度小㊁耐热度高㊁耐冲击力强的优点［１１－１３］，可广泛应用于工业建筑㊁化工㊁石油等领域㊂２０１９年７月２３日，山西国锦煤电有限公司召开了建设 年产７５万ｍ３粉煤灰陶粒 项目会［１４］，这对工业废弃物生产绿色建材，推动循环经济转型发展具有重要的战略意义㊂２．５㊀粉煤灰在农业方面的应用粉煤灰中Ｓｉ㊁Ｃａ㊁Ｍｇ㊁Ｋ等微量元素的存在，以及多孔㊁疏松㊁流动性好的物理特点，使其可直接用于造地还田，也可用作土壤改良剂［１５－１７］，如能调节土壤的酸碱度㊁补充土壤中微量元素㊁增加土壤孔隙率㊁减少土壤膨胀率㊁增加土壤温度的功能；粉煤灰也可用作土壤磁化改良剂，经磁场处理后的粉煤灰施入土壤能使农作物增产［１８］；粉煤灰可制成硅酸质肥料以及磁化肥，补充高等植物所必需的硅元素［１９］㊂张卓［２０］采用盆栽法，发现７０％土壤＋３０％粉煤灰对早熟禾生长具有良好的促进作用，并可解决粉煤灰的堆积问题㊂范娜等［２１］的实验结果表明，施用醋糟及粉煤灰，可以有效增加土壤微生物数量和提高土壤酶活性，提高叶片光合速率和高粱产量㊂若在靠近灰场的农田广泛施用粉煤灰，仅稻麦两季每季可用灰近百万吨，节省堆灰场占地４０余公顷；施灰田所产作物平均增产１０％以上，可获直接经济效益逾千万元㊂２．６㊀粉煤灰的精细化利用粉煤灰作为一种量大且潜在的矿产资源，实现其内部硅㊁铝㊁镓㊁锗㊁硒㊁锂㊁矾㊁镍㊁铂㊁钡等元素的高附加值利用［２２］，对于资源保护㊁环境７４㊀红水河２０１９年第６期保护以及经济发展等各方面具有深远的意义㊂氧化铝是２０世纪以来新材料产业中产量大㊁产值高㊁用途广的高端材料之一，以废弃物粉煤灰为原料，经焙烧㊁热酸溶㊁结晶后与Ｎａ２ＣＯ３反应，可制备出纳米级Ａｌ２Ｏ３［２３－２４］㊂而提取的高度分散状的无定形粉末 白炭黑［２５－２６］，以其优越的补强性和透明性，在橡胶㊁油墨㊁涂料等十几个领域得到了广泛应用㊂从粉煤灰中分选空心微珠，空心微珠具有成球形㊁微小质轻㊁高强度㊁耐高温和电绝缘性好等多种优异性质，可以作为塑料的理想填料，用于轻质耐火材料和高效保温材料生产，用于石油化学工业，用于军工㊁电子㊁航空等领域［２７］㊂而速溶硅酸钠主要用作合成洗涤剂中的助洗剂，分散性良好的㊁优良耐光的氧化铁颜料，广泛应用于饮用水㊁工业用水㊁各种工业废水㊁城市污水㊁污泥脱水等的净化处理的无机高分子絮凝剂 聚合硫酸铁㊂利用浮选法分选粉煤灰得到精碳㊁中碳和尾灰，也可从粉煤灰中提取一些稀有金属，如利用酸浸法或碳酸化处理法得到镓，利用Ｈｉ－Ｃｈｌｏｒ法提取Ｔｉ，利用沉淀法或氧化还原法提取Ｇｅ等［２８］㊂２．７㊀粉煤灰在废水㊁废气处理中的应用粉煤灰具有较大的比表面积及特殊的多孔结构，以及具有Ａｌ２Ｏ３㊁ＣａＯ等活性组分，可将其作为原料制成分子筛㊁絮凝剂和吸附剂等材料，制成的产品具有无机离子常见的交换特性以及吸附脱色作用［２９］㊂粉煤灰沸石㊁粉煤灰絮凝剂及改性粉煤灰等，均可用于处理城市污水㊁电镀废水㊁含氟废水㊁重金属离子废水及含油废水等㊂粉煤灰作为一种新型的水处理剂，具有原料来源广泛㊁价格低廉等优势，也可达到节约资源㊁以废治废等环保目标㊂胡红勇㊁亢玉红等［３０－３３］研究人员均以粉煤灰为原料制作吸附剂，并对模拟废水中Ｐｂ２＋进行处理研究，结果表明，吸附剂粉煤灰对Ｐｂ２＋的去除率可达到９９％以上，且粉煤灰不仅对单一重金属离子废水具有较好的处理效果，同时也能较好地应用于对多阳离子废水中的重离子的去除㊂经ＮａＯＨ改性后的粉煤灰［３４］对Ｃｕ２＋的去除率可高达９９％，对磷的去除率为９５％㊂而经硫酸改性后的粉煤灰对废水中ＣＯＤ的吸附率达８０％以上［３５］，在含油废水的处理过程中［３６］，石油烃的浓度由１１６７ｍｇ／Ｌ下降至２．８ｍｇ／Ｌ，除油率为９９．７６％，达到较好的除油效果㊂近年来，研究者加大了对粉煤灰在烟气脱硫中的研究［３７－４０］，加入粉煤灰后的脱硫技术与纯石灰脱硫技术相比而言，提高了烟气的脱硫效果，这是因为粉煤灰较大的比表面积提高了气－固反应速率，日本北海道电力公司［６］所开发的粉煤灰干法脱硫技术，实现了大于９０％的脱硫率效果㊂以粉煤灰为原料制备得到的孔隙率高㊁高强度的粉煤灰夹芯陶粒，将其应用于净化ＮＯ废气［４１－４２］的研究中，使因工业废气排放造成的大气污染情况得到好转，ＮＯ的去除效率可达到８２％以上㊂３㊀粉煤灰应用存在的问题及建议我国粉煤灰的年产量随着火电行业的不断发展呈现迅速增长的状态，从２００１年的１．５４亿ｔ／ａ，升至如今的超过７亿ｔ／ａ，而我国对粉煤灰的综合利用率虽已达７０％以上，但依旧远低于一些发达国家对粉煤灰的利用率，如日本１００％㊁荷兰１００％㊁丹麦９０％等㊂究其原因［４３－４７］，一是因为受原材料品质㊁地域及市场等因素限制，呈现出我国各地区利用不均衡的问题，如江浙㊁上海等地区的粉煤灰能被完全资源化利用，而内蒙古㊁山西等北方省（区）的粉煤灰出现静态堆存量大和新增产量大的环境问题，市场需求不足，但长距离的运输成本又过高，大量粉煤灰依旧无法得到有效的资源开发及利用㊂二是我国各地政府对粉煤灰的综合利用的重视程度不够，我国科研人员在粉煤灰开发利用方面的创新意识还不够，目前我国对粉煤灰的应用主要集中在建筑材料及工程领域方面，如在水泥掺和剂㊁建材深加工㊁混凝土添加等三方面的利用率分别达３８％㊁２６％㊁１４％，而在其他应用方面仅占１９％，特别是在粉煤灰的精细化利用，如金属的提取㊁陶粒的生产等方面还需进一步加强㊂除了需关注普通粉煤灰的综合利用之外，科研工作者还应同时将目光放至循环流化床（ＣＦＢ）锅炉粉煤灰㊂ＣＦＢ粉煤灰与普通粉煤灰相比，两者的理化性质存在着较大的区别，ＣＦＢ粉煤灰具有ＣａＯ和ＳＯ３含量高㊁化学活性低，自硬性㊁产物性质差异性较大等特点，虽然其在再燃技术㊁土壤改良㊁矿山治理㊁采空区回填和城市环境治理等方面有了一定的利用，但由于其发展时间较短㊁单机规模也较小，使得ＣＦＢ粉煤灰的综合利用以及规模化利用依旧相对滞后［４８－４９］㊂为此，建议各地政府应加大对粉煤灰利用的激励政策，如对粉煤灰综合利用的企业给予支持政策，对粉煤灰进行研究的科研单位给予项目立项及资金奖励政策，提高科研人员的积极性，促进科研８４李巧云，陈文瑞，黄修行：浅析国内外火电厂粉煤灰的综合利用现状㊀单位加大对粉煤灰高值化利用技术的攻关，使科研融入到工业生产中，鼓励企业引进新技术㊂加强政－校－企 三方合作，定期进行相互交流沟通工作，通过政府㊁科研单位㊁企业进行协同作用，使普通粉煤灰和ＣＦＢ粉煤灰的研究利用并驾齐驱，把粉煤灰变废为宝，实现粉煤灰高效率㊁多途径㊁多价值的综合利用㊂４㊀小结粉煤灰在混凝土㊁砂浆制备，筑路㊁工程填筑㊁陶土材料㊁非烧制粉煤灰建筑制品㊁农业㊁废水废气处理以及精细化利用等诸多领域得到了一定的研究进展，而在之后的发展中，依旧需加大对粉煤灰项目技术的开发研究，加快粉煤灰的综合利用步伐，以达到节约资源㊁消除污染㊁保护环境㊁化害为利等环保目的，并做到造福社会发展以及达到促进经济建设的有效目的㊂参考文献：［１］㊀聂轶苗，刘颖．粉煤灰在矿物聚合材料中的应用［Ｍ］．北京：化学工业出版社，２０１５．［２］㊀郝艳红，黄成群，傅毓赟．火电厂环境保护［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００８．［３］㊀吕新锋．火电厂固体废弃物资源化利用创新探索［Ｊ］．节能与环保，２０１７（１２）：６２－６５．［４］㊀宋頔．粉煤灰综合利用技术的分析研究［Ｊ］．中国新技术新产品，２０１８（２）：５３－５４．［５］㊀王彦忠，朱善淳．火力发电厂固体废弃物资源化利用分析［Ｊ］．中国资源综合利用，２０１８，３６（４）：６３－６５．［６］㊀王福元，吴正严．粉煤灰利用手册［Ｍ］．北京：中国电力出版社，２００４．［７］㊀张汉鑫，李慧，谢珊珊．粉煤灰处理及资源利用［Ｊ］．矿产综合利用，２０１８（５）：２５－２７．［８］㊀张杨．美国粉煤灰综合利用案例［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐｓ：／／ｍｐ．ｗｅｉｘｉｎ．ｑｑ．ｃｏｍ／ｓ／ｏＫＣｐｗＯｍｅＩＣＭｋＺｋｉｍＧｊ１９ＸＡ．［９］㊀蔡雨师．广西粉煤灰资源的开发与推广应用［Ｃ］／／ＨＰＣ２００２第四届全国高性能混凝土学术研讨会论文集．北京：中国硅酸盐学会，２００２：１１２－１２１．［１０］㊀张杨．山西绿色建材（霍州）园区４０万立方米蒸压粉煤灰加气混凝土生产线投产［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐｓ：／／ｍｐ．ｗｅｉｘｉｎ．ｑｑ．ｃｏｍ／ｓ／７８ｙＶＶＩＭｒＵＤｃＧｖ５Ｉｓ９Ｓ５Ｍｒｇ．［１１］㊀李小龙，李珠，赵林，等．普通粉煤灰制备超轻陶粒的工艺探究［Ｊ］．新型建筑材料，２０１９，４６（３）：１４３－１４７．［１２］㊀涂巍巍．轻质高强粉煤灰陶粒的工厂制备［Ｊ］．河南建材，２０１８（６）：１３９－１４０．［１３］㊀ＺＨＡＮＧＪＨ，ＨＵＧＪ，ＸＵＴＸ，ｅｔａｌ．Ｅｆｆｅｃｔｏｆｂｉｏｍａｓｓａｄｄｉｔｉｏｎｏｎｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｅｒａｍｓｉｔｅｍａｄｅｂｙｆｌｙａｓｈ［Ｊ］．Ｍｅｔａｌｕｒｇｉｊａ，２０１８（５７）：１－２．［１４］㊀粉煤灰产业联盟． 年产７５万ｍ３粉煤灰陶粒 项目落地交城县［ＤＢ／ＯＬ］．ｈｔｔｐｓ：／／ｍｐ．ｗｅｉｘｉｎ．ｑｑ．ｃｏｍ／ｓ／ＹＬｗｚＥｎＺ１ｕＶＯ１４Ｏ６ｑＡＲ５４ＩＱ．［１５］㊀关红飞，张雷，张瑞庆．粉煤灰在土壤改良和土地整治中的作用［Ｊ］．农业工程，２０１７，７（５）：８６－８９．［１６］㊀ＹＡＯＺＴ，ＪＩＸＳ，ＳＡＲＫＥＲＰＫ，ｅｔａｌ．Ａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｒｅｖｉｅｗｏｎｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓｏｆｃｏａｌｆｌｙａｓｈ［Ｊ］．Ｅａｒｔｈ－ＳｃｉｅｎｃｅＲｅｖｉｅｗｓ，２０１５（１４１）：１０５－１２１．［１７］㊀ＲＡＭＬＣ，ＭＡＳＴＯＲＥ．Ｆｌｙａｓｈｆｏｒｓｏｉｌａｍｅｌｉｏｒａｔｉｏｎ：Ａｒｅｖｉｅｗｏｎｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆａｓｈｂｌｅｎｄｉｎｇｗｉｔｈｉｎｏｒｇａｎｉｃａｎｄｏｒｇａｎｉｃａｍｅｎｄｍｅｎｔｓ［Ｊ］．Ｅａｒｔｈ－ＳｃｉｅｎｃｅＲｅｖｉｅｗｓ，２０１４，１２８（１）：５２－７４．［１８］㊀陈大睿．土壤磁性及磁化粉煤灰在农业上的利用［Ｊ］．粉煤灰综合利用，１９９７（１）：４１－４３．［１９］㊀季慧慧，黄明丽，何键．粉煤灰对土壤性质改善及肥力提升的作用研究进展［Ｊ］．土壤，２０１７，４９（４）：６６５－６６９．［２０］㊀张卓．辽西北地区粉煤灰对早熟禾生长的影响［Ｊ］．辽宁林业科技，２０１８（５）：１５－１８．［２１］㊀范娜，白文斌，彭之东，等．醋糟㊁粉煤灰对高粱苗期土壤微生物数量㊁酶活性及高粱生长的影响［Ｊ］．干旱地区农业研究，２０１８（５）：１５５－１６０．［２２］㊀程芳琴，王波，成怀刚．粉煤灰提取高附加值有价元素的技术现状及进展［Ｊ］．无机盐工业，２０１７，４９（２）：１－４．［２３］㊀王安顺，李广学，王震，等．粉煤灰制备纳米氧化铝的工艺研究［Ｊ］．安徽化工，２０１７，４３（１）：３０－３２．［２４］㊀刘荣荣．粉煤灰在纳米氧化铝制备中的应用［Ｊ］．科学咨询（科技∙管理），２０１９（７）：２３－２４．［２５］㊀王安顺．粉煤灰精细化制备氧化铝和白炭黑［Ｄ］．淮南：安徽理工大学，２０１７．［２６］㊀李禹．粉煤灰中提取氧化铝同时联产白炭黑的方法：中国，ＣＮ１８６８８８４Ａ［Ｐ］．２００８－１２－２１．［２７］㊀刘汇东，宋红见，魏建朋，等．珞璜电厂粉煤灰微珠的精细化分选［Ｊ］．科技导报，２０１５，３３（４）：４９－５５．［２８］㊀吉涛，方莹，李镇．粉煤灰精细化利用现状及前景［Ｊ］．混凝土，２０１２，２６７（１）：７６－８０．［２９］㊀石建萍，张怀宇，王迪，等．粉煤灰用作水处理剂的研究进展［Ｊ］．化工管理，２０１９（１７）：１９９．［３０］㊀亢玉红，慕苗，李健，等．粉煤灰制备高纯度ＮａＸ型沸石及去除废水中Ｐｂ２＋的研究［Ｊ］．离子交换与吸附，２０１７（５）：４５５－４６２．［３１］㊀胡红勇，付江波，赵文信．粉煤灰处理Ｐｂ２＋废水的吸附性能研究［Ｊ］．水利科技与经济，２０１９，２５（３）：６６－７１．［３２］㊀ＶＩＳＡＭ，ＩＳＡＣＬ，ＤＵＴＡＡ．Ｆｌｙａｓｈａｄｓｏｒｂｅｎｔｓｆｏｒｍｕｌｔｉ－ｃａｔｉｏｎｗａｓｔｅｗａｔｅｒｔｒｅａｔｍｅｎｔ［Ｊ］．ＡｐｐｌｉｅｄＳｕｒｆａｃｅＳｃｉｅｎｃｅ，２０１２，２５８（１７）：６３４５－６３５２．［３３］㊀高宏，李恒，贺波，等．用改性粉煤灰微珠吸附处理铅锌硫化矿选矿废水［Ｊ］．湿法冶金，２０１８（１）：４０－４４．［３４］㊀范思思，万洪，善张浩．改性粉煤灰处理含铜废水的研究［Ｊ］．电镀与环保，２０１８（２）：６２－６４．［３５］㊀丁佳栋，陈迤岳，陈晓飞，等．不同改性粉煤灰处理含磷废水效果比较研究［Ｊ］．杭州师范大学学报，２０１８，９４㊀红水河２０１９年第６期１７（３）：２６４－２６８．［３６］㊀袁宏涛，刘羽，安璐，等．改性粉煤灰吸附剂的制备及对石油烃的吸附研究［Ｊ］．山东化工，２０１８，（１０）：１８０－１８３．［３７］㊀龙进海，李水娥，李慧赢，等．改性粉煤灰的制备及从烟气中吸收ＳＯ２试验研究［Ｊ］．湿法冶金，２０１８，１５９（３）：２２４－２２７．［３８］㊀崔同明，李水娥，周绪忠．粉煤灰及其改性在烟气脱硫方面的研究进展［Ｊ］．广州化工，２０１６（７）：１５－１６．［３９］㊀ＷＡＮＧＳＢ，ＷＵＨＷ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ－ｂｅｎｉｇｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈａｓｌｏｗ－ｃｏｓｔａｄｓｏｒｂｅｎｔｓ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＨａｚａｒｄｏｕｓＭａｔｅｒｉａｌｓ，２００６，１３６（３）：４８２－５０１．［４０］㊀李卓娅，周培军．基于废水废气的粉煤灰机理作用及实践探析［Ｊ］．企业技术开发，２０１４，３３（９）：１７７－１７８．［４１］㊀孙霞．粉煤灰夹芯陶粒的制备及其在生物滴滤塔反硝化法净化ＮＯ废气的应用研究［Ｄ］．青岛：青岛理工大学，２０１０．［４２］㊀ＲＵＢＥＬＡ，ＡＮＤＲＥＷＳＲ，ＧＯＮＺＡＬＥＺＲ，ｅｔａｌ．ＡｄｓｏｒｐｔｉｏｎｏｆＨｇａｎｄＮＯｘｏｎｃｏａｌｂｙ－ｐｒｏｄｕｃｔｓ［Ｊ］．Ｆｕｅｌ，２００５，８４（７）：９１１－９１６．［４３］㊀贾黎聪．浅谈发电企业粉煤灰如何综合利用最大化［Ｊ］．粉煤灰综合利用，２０１８（４）：１０９－１１１．［４４］㊀崔源声．中国粉煤灰利用现状及２０５０年展望［Ｃ］／／亚洲粉煤灰及脱硫石膏综合利用技术国际交流大会论文集．朔州：建筑材料工业技术情报研究所，２０１４：１－４．［４５］㊀雷瑞，付东升，李国法．粉煤灰综合利用研究进展［Ｊ］．节能减排，２０１３，１９（３）：１０６－１０９．［４６］㊀高赛生态，张永锋，王敏建．粉煤灰综合利用现状分析及对策［Ｊ］．内蒙古科技与经济，２０１６，３６４（１８）：８７－９１．［４７］㊀杨星，呼文奎，贾飞云．粉煤灰的综合利用技术研究进展［Ｊ］．能源与环境，２０１８（４）：５５－５７．［４８］㊀常可可．循环流化床锅炉粉煤灰理化性质研究［Ｄ］．太原：山西大学，２０１７．［４９］㊀索贵有，门建军，杨国辉．循环流化床锅炉粉煤灰灰渣综合利用探讨［Ｊ］．煤炭工程，２０１３，４５（６）：１００－１０１，１０５．ＡｎａｌｙｓｉｓｏｎｔｈｅＣｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅＵｔｉｌｉｚａｔｉｏｎＳｔａｔｕｓｏｆＦｌｙＡｓｈｉｎＴｈｅｒｍａｌＰｏｗｅｒＰｌａｎｔｓａｔＨｏｍｅａｎｄＡｂｒｏａｄＬＩＱｉａｏｙｕｎ ＣＨＥＮＷｅｎｒｕｉ ＨＵＡＮＧＸｉｕｘｉｎｇＧｕａｎｇｘｉＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＰｏｌｙｔｅｃｈｎｉｃＩｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｎａｎｎｉｎｇ Ｇｕａｎｇｘｉ ５３０００７Ａｂｓｔｒａｃｔ Ｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｎｏｔｏｎｌｙｂｒｉｎｇｓｓｅｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｈａｒｍ ｂｕｔａｌｓｏｃｏｎｔａｉｎｓｖｅｒｙｏｂｖｉｏｕｓｓｏｃｉａｌｂｅｎｅｆｉｔｓ．Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓｔｈｅａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｉｎｃｏｎｃｒｅｔｅａｎｄｍｏｒｔａｒ ｒｏａｄｂｕｉｌｄｉｎｇａｎｄｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｆｉｌｌｉｎｇ ｎｏｎ－ｆｉｒｅｄｆｌｙａｓｈｂｕｉｌｄｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｓ ｃｅｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓ ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ ｆｉｎｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｗａｓｔｅｗａｔｅｒａｎｄｗａｓｔｅｇａｓｔｒｅａｔｍｅｎｔｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｔｈｅｐｒｅｓｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｉｎｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔｓａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄ ａｎｄｐｕｔｓｆｏｒｗａｒｄｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｆｏｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｉｎＣｈｉｎａ ｓｏａｓｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｐｅｏｐｌｅ ｓｕｎｄｅｒｓｔａｎｄｉｎｇｏｆｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｆｌｙａｓｈ ｓｐｅｅｄｕｐｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈ ｔｕｒｎｆｌｙａｓｈｉｎｔｏｔｒｅａｓｕｒｅ ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｆｌｙａｓｈｗｉｔｈｈｉｇｈｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｍｕｌｔｉ－ｐａｔｈａｎｄｍｕｌｔｉｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ ｔｈｅｒｍａｌｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ ｆｌｙａｓｈ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ ｓｏｌｉｄｗａｓｔｅ㊀㊀㊀㊀㊀㊀‘红水河“杂志刊登文章下载，投稿结果查询，请扫描咨询电话：０７７１－５６９９１０９㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀ＨＯＮＧＳＨＵＩＲＩＶＥＲ０５。