包头市粉煤灰综合利用“十一五”科技发展规划.doc

前 言粉煤灰是煤炭在发电厂锅炉中燃烧后排放的一种人造火山灰材料。狭义地讲，它就是指锅炉燃烧时，烟气中带出的粉状残留物，简称灰或飞灰，主要由非晶态玻璃、未燃碳和少量晶态的托贝莫来石、石英、磁铁矿等矿物质组成，有70%呈空心球状，粒径在100纳米到100微米范围内，平均密度为2.1g/cm3。广义地讲，它还包括锅炉底部排出的炉底渣，简称炉渣。灰和渣的比例随着炉型、燃煤品种及煤的破碎程度等不同而变化。目前，全球粉煤灰的排放量之大，占地之广，已经对环境造成了很大的危害。我国目前粉煤灰的年排放量估计在3亿吨左右；据统计，我国历年来未被利用的粉煤灰累计堆存量已经达到30多亿吨，占地20万亩；由于颗粒细小，容易造成二次污染，对生态环境造成了很大的威胁。因此，开展粉煤灰综合利用，“化害为利，变废为宝”保护环境就成为我国的一项长期技术经济政策。虽然粉煤灰在电厂是废物，但是在建材、热工、筑路、铸造、冶金、化工、环保等传统工业以及高科技领域有着广泛的应用。因此，充分利用粉煤灰，变废为宝，节省土地，改善生态环境，是功在当代、利在千秋的大事，又是一项兴利除弊、具有经济、环境和社会综合效益的朝阳产业。包头市是我国“一五”、“二五”计划期间发展起来的国家老工业基地之一，是内蒙古自治区最大的工业城市。近几年来，包头市经济发展较快，经济总量三年平均增长率为26.8%，主要经济指标实现了两年翻一番或三年翻一番半的重大跨越，人均GDP已经达到了3900美元。但是在经济快速发展的同时，也面临着经济快速发展与资源利用、环境容量、土地空间等的矛盾。电力工业是包头市重点发展的支柱产业之一，在“十一五”末将达到800万kW的能力，届时将排放粉煤灰680万吨左右，如果粉煤灰的综合利用问题解决不好，必然会产生新的环境问题，引发社会矛盾，影响经济的发展，并对人民群众的生活造成极大的负面影响。因此，如何延伸产业链、发展循环经济，把粉煤灰废物变成新的资源，加大环境保护力度，促进经济发展，对包头市具有重要的意义。包头市市委、市政府高度重视经济社会的可持续发展，落实科学发展观，强调经济效益和社会效益同步提高，将循环经济的理念贯穿于经济建设的各个方面。近年来，在粉煤灰的治理和综合利用，做了大量的工作。但是由于历史和现实需要等原因，加之长期粗放式经营，产生了大量的废物，目前包头市粉煤灰堆存量已经高达4500万吨，因此，包头市粉煤灰的利用形势是十分严峻的，任务十分艰巨。本规划力求在比较全面、系统地分析包头粉煤灰现状及相关产业（包括电力、房地产、建材等）的基础上，真实客观地对包头粉煤灰的综合利用进行定位和规划，为“十一五”期间包头市粉煤灰的综合利用指出方向和突破口，提出科技规划示范项目，为从根本上解决粉煤灰的综合利用问题提供依据。同时借助于包头粉煤灰的综合利用，推动高新技术和产业化的发展，使粉煤灰成为包头市国民经济新的增长点，并成为内蒙古乃至全国的粉煤灰综合利用的产业化示范基地。第一章 包头市粉煤灰利用现状及存在问题一、包头市电力工业的发展以及所带来的巨大的粉煤灰压力 电力能源工业是包头市的传统支柱产业，至今已经有70多年的发展历史 。包头电力工业立足于当地资源优势，作为基础工业在建国后短期内有了较大的发展，对包头工业基地建设产生了积极的影响。但是，包头市电力工业的急剧发展和扩张，一方面促进了当地工业的发展和经济的增长，另一方面也为包头市带来了严重的粉煤灰污染问题。从2002年下半年开始，为了缓解国家能源紧张矛盾，包头市规划和建设了一大批电源点和电网项目。2005年包头市发电机组装机容量接近250万kW，按照包头市在建电源点规模测算和建设包头电力基地的规划目标，2006年包头市电力装机容量将达到520万kW，2007年全市电力装机容量达到600万kW以上，到2010年全市总装机容量将达到800万kW。由此可见，包头市的电力发展是一种超常规的发展，电力输送出去，而在包头市留下了如山的粉煤灰，造成了环境的污染和大量土地资源的浪费。二、包头市粉煤灰的排放和利用现状1、当前包头市粉煤灰排放数量及质量包头市多年累积的粉煤灰数量较大，目前全市共有四个灰场累计粉煤灰堆放量为4500万吨左右，占地约为3200多亩。灰场堆存的4500万吨粉煤灰，全部为电厂的湿排灰，碳含量都在12%15%左右，氧化钙含量较低，一般都小于5%，基本上都属于三级灰。目前新排粉煤灰中，老机组仍然采用的是湿式排灰，品质仍然属于碳含量高的三级粉煤灰。新机组多采用煤粉炉燃烧工艺，电除尘干式排灰，碳含量显著降低，一般低于5%，其中一级灰占18%，25%为二级灰，其余为三级灰。2005年各电厂年排粉煤灰240万吨，根据包头市“十一五”期间的电力规划，到2006年,年排放粉煤灰415万吨左右，其中一级灰 49万吨，二级灰100万吨， 三级灰265万吨，到2010年，年排粉煤灰680万吨左右，其中一级灰约122.4万吨，二级灰约170万吨，三级灰387.6万吨。以包头二电厂的湿排粉煤灰和包头希望铝业自备电厂干排粉煤灰为例，粉煤灰的化学成分如下：包头二电厂湿排粉煤灰化学分析（原状灰）粉煤灰化学成分分析含水量干灰密度烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO346.0031.414.601.503.90.63620kg/m312.8%包头希望铝业自备电厂干排粉煤灰化学成分分析粉煤灰化学成分分析含水量干灰密度烧失量SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOTiO2K2ONa2OSO352.5434.153.953.110.620.930.540.250.20-3.36由以上数据可以看出，包头市粉煤灰的特点是老厂排灰含碳量较高，以质量差的三级灰为主；新电厂排放的粉煤灰含碳量比较低，目前质量比较稳定。今后随着脱硫和脱氮措施的陆续上马，粉煤灰总体上成分将变得复杂，综合利用的压力较大。2、当前包头市粉煤灰科研工作与综合利用情况 包头市对粉煤灰的综合利用开展过一定的科研工作。1995年由内蒙古科技大学(原包头钢铁学院)与俄罗斯专家合作对包头市粉煤灰进行了全面的理化特性分析，并在此基础上进行了粉煤灰加工处理和粉煤灰用于混凝土的试验研究。近年来，内蒙古科技大学粉煤灰综合利用工程技术中心在包头市科技局、包头市环保局、包头第一电厂、包头市第三电厂等单位的支持和资助下，曾经先后完成了“粉煤灰分选脱碳和一级成品粉煤灰的加工”、“成品粉煤灰用于混凝土”、“成品粉煤灰用于沥青混凝土”、“粉煤灰黏土烧结砖”和“粉煤灰陶粒”等科研课题。包头市在进行粉煤灰综合利用研究的同时，也进行了一些粉煤灰综合利用项目方面的尝试。多年来，在成品粉煤灰加工、成品粉煤灰用于水泥混凝土和沥青混凝土、粉煤灰黏土烧结砖、粉煤灰纤维棉及其保温制品等多个方面投入工业化生产，但这些项目大多由于成本偏高、规模较小、技术落后、政策扶持力度不够和市场等原因，没有真正地发展起来，大部分已经关闭或转产。建材工业是粉煤灰利用量最大的工业，但是目前包头市的大部分建材企业，由于种种原因，对粉煤灰的利用程度不够。能利用粉煤灰的行业，例如砖瓦、砌块等，生产过程中不掺加粉煤灰或仅掺加很少量的粉煤灰，导致粉煤灰的利用步伐较慢，粉煤灰的综合利用问题远远没有解决，存在“一高两低”的特点。“一高”是指储量高，全市历年排放的粉煤灰已经形成四个大储灰场，累计粉煤灰堆放量达到4500万吨，占地3200余亩。“两低”一是指技术工艺水平低，包头市的粉煤灰利用主要集中在建材行业，基本上停留在初加工阶段，粉煤灰添加量不高，目前包头市电厂新机组所排的干灰中有部分被蒙西集团和西卓子山水泥集团用来作水泥混合材；二是指综合利用率低，当前粉煤灰综合利用率仅为年新增量的20%，粉煤灰的储量每年仍在不断增加，包头市对粉煤灰的处理方式仍然是“以储为主”。因此，推进包头市粉煤灰的综合利用，任务十分艰巨。三、包头市粉煤灰综合利用中存在的主要问题及制约因素包头市作为工业基地和电网负荷中心,粉煤灰的利用已经成为经济发展的重要问题。多年来,包头的粉煤灰综合利用产业一直没有发展起来，存在的主要问题及制约因素如下：1、缺乏粉煤灰管理的相应机构和政策引导粉煤灰综合利用是一项系统工程，涉及到政府、电厂、建材、建筑、环保、科研、设计部门等，需要各有关部门通力配合、协调运作。应成立专门的粉煤灰综合利用管理机构，从而有计划、有步骤地开展粉煤灰的综合利用工作。同时，应该借鉴其它城市的成功经验，出台结合包头本地实际情况的粉煤灰综合利用管理条例，把粉煤灰综合利用工作以地方法规的形式加以规范，包头市粉煤灰管理条例的颁布实施会对开展粉煤灰综合利用工作提供有力的政策依据和法律保障。此外，对用灰单位要制定相应的经济鼓励政策，调动粉煤灰利用企业的积极性。2、缺乏面向社会的对粉煤灰综合利用的广泛宣传与监督检查粉煤灰综合利用是利国利民的大事，关系到保护环境、保护土地资源基本国策的贯彻实施，要利用多种途径广泛进行宣传，让社会各界都认识到粉煤灰综合利用的重要性，了解国家关于粉煤灰综合利用的规定和政策，提高粉煤灰综合利用的自觉性。同时，严格执行国家、省、市有关粉煤灰综合利用的法律法规，对砖瓦厂等建材企业，建筑工程、道路工程及筑坝、回填等有条件利用粉煤灰的部门和工程，都应利用粉煤灰并加强监督检查，对违反规定的企业和个人，要依据有关规定给予必要的行政的、经济的处罚，保证粉煤灰综合利用工作的顺利进行。3、环保法规执行不力，对电厂排灰没有具体要求对排灰单位没有严格的限制措施，任其排放和污染环境。对电厂应该提出具体强制要求，电厂应该积极进行技术和燃煤设备的更新改造，努力提高所排粉煤灰的质量，尽可能提高级灰和级灰的数量，降低级灰数量，为最大限量地提高粉煤灰的利用量和利用率创造有利条件。4、缺乏对粉煤灰综合利用先进成熟项目的引进和对粉煤灰综合利用经验的借鉴对粉煤灰的研究和利用，国内已经积累了丰富的研究成果和比较现代化的产业技术。例如粉煤灰加气混凝土砌块、粉煤灰砖等，在国内已经建立起了许多条生产线，取得了很好的社会效益和经济效益。北京、上海、南京等一些粉煤灰综合利用起步较早的城市在粉煤灰综合利用方面积累了很多宝贵的经验，应该积极借鉴这些省市的经验，使包头市粉煤灰的治理和综合利用尽快上一个新的台阶。5、应加强粉煤灰综合利用技术消化吸收与自主研发工作包头市粉煤灰综合利用技术的科研工作需要进一步提高。加强对粉煤灰综合利用引进技术的消化吸收，结合包头市本地气候（风沙大、多地震、湿度小、昼夜温差大）等实际条件下的应用研究与自主开发，解决当地粉煤灰综合利用相关问题，并逐步开发与研制粉煤灰加工与应用相关装备。四、粉煤灰综合利用在包头市国民经济中所占地位和意义第一，煤灰综合利用是变“废”为“宝”，化“害”为“利”，可以有效地解决建材节省自然资源能源以及改善产品性能的问题。粉煤灰的综合利用将变成建材、建筑等的原材料，不仅节约黏土等宝贵的自然资源，而且还可以赋予制品优异的性能，例如级粉煤灰可以改善预拌混凝土的性能，粉煤灰加气混凝土的保温性能是普通黏土砖不可比拟的。第二，粉煤灰综合利用可以有效地解决粉煤灰的污染问题。粉煤灰的大量堆放，干燥时会形成浮尘，使空气质量恶化，同时对地下水的污染也很大。今后随着电厂的不断增加，粉煤灰的排放量会大量增加，如果得不到及时得治理和利用，将会对生态环境造成更大的威胁和破坏。第三，粉煤灰综合利用可以节省宝贵的土地资源，提高土地的利用价值。减少粉煤灰的堆放，加强粉煤灰的综合利用，直接的效果首先是减少堆放粉煤灰所占用的土地资源，其次粉煤灰利用的一个重要方向是新型墙体材料取代传统的黏土砖的生产，从而又一次减少了对土地资源的破坏，保障国民经济稳定、健康、持续地发展。第四，粉煤灰综合利用是打造电力产业集群、实现循环经济的必由之路。电力产业是包头经济发展的支柱产业之一，作为重工业占80%的包头市而言，目前电力短缺的情况使经济的发展受到了很大的影响。因此，加快电力产业的发展，对于包头市经济社会发展有着举足轻重的作用。但是，如果粉煤灰得不到很好的治理和利用，将会严重地影响电力生产和项目的建设。所以，加快粉煤灰综合利用的步伐，发展循环经济和废物综合利用对于落实科学发展观、促进电力及相关产业的可持续发展具有重要的意义。为了给我们的子孙后代多留一点有限的不可再生的资源，创造一个青山绿水、碧水蓝天的良好的生存环境，必须把发展社会经济同保护生态环境，节约有限资源的开采等方面结合起来，才能实现可持续发展的战略目标。随着社会经济的发展，人们观念的转变，政策法规的建立和完善，技术水平的突破、提高，粉煤灰资源的综合利用，将会以前所未有的速度和水平得到迅速发展，粉煤灰将一改往日形象，作为一种新资源不断造福于人类。第二章 包头市粉煤灰综合利用基础条件分析一、相关产业分析1、电力工业今后5年里，电力工业仍是包头市快速发展的主导产业。粉煤灰的数量将增长3倍多，这种增长将超出当地的消纳和环境的最大承载能力2倍以上，因此排放对环境和经济社会发展的压力将越来越大。一是储灰场将占据大量的宝贵的土地资源；二是干燥环境下粉煤灰容易形成扬尘，污染环境，对人民的生活和健康造成很大的危害；三是湿排1吨粉煤灰需要耗水1020吨，对水资源比较紧张的西部城市包头来说也是很大的负担。因此，包头市电力工业的超常规发展，致使粉煤灰的综合利用问题非常突出和非常复杂。2、房地产业近几年来，包头市房地产业健康发展，房产交易活跃。2000年至2003年度每年的房地产开发建设规模都在150万平方米左右，2004年开发建设规模达到304万平方米。2001年全市完成房地产投资11.27亿元，2002年完成房地产投资14.49亿元，2003年完成房地产投资17.91亿元，年均增幅为32.52%，2004年全市完成房地产开发投资29.8亿元，比上年增长66.3%，房地产开发投资呈现平稳上升趋势。“十一五”期间，按照包头市经济和工业发展目标，到2010年，经济总量超过1800亿元，城镇人口将新增35万人，人口总数将由目前的240万增加到275万人。目前，包头市人均住房面积为25.8平方米，根据包头市人口人均住宅建筑面积增长水平测算，2010年比“十五”期末人均住宅建筑面积增加4平方米左右，则到2010年，比“十五”期末新增住宅面积2003万平方米。此外，包头市在推进城镇化进程中每年所需的路面砖、广场砖和墙体砖等的用量也会大增，由此也将消耗大量的粉煤灰。所以粉煤灰的综合利用在包头市具有较大的市场空间和发展潜力。3、铺路筑桥近几年，包头市投入大量资金进行以基础设施建设和生态建设为重点的城市建设，2004年全市城市建设总投资高达25亿元。2005年新建、改造道路工程总计116项，完成道路及人行道铺装面积372万平方米。实际开工新建、改造道路工程160项，已完成建设面积198万平方米，人行道硬化面积182万平方米。除了大规模的城市建设以外，包头市至树林召公路建设项目2006年有望实施。根据内蒙古自治区省际通道建设总体规划，自治区交通厅将建设一条包头至树林召的全程38公里的四车道高速公路。除了高速公路的项目外，包头市有多条公路建设正在进行和即将上马。目前在建的有68公里长的二级公路和62公里长的三级公路。2006年计划开工建设一级公路103公里，二级公路142公里，三级公路167公里，四级公路497公里。另外，包头机场改扩建项目近期也有望施行。包头市与内蒙古民航机场集团公司已经编制完成机场改扩建初步方案，计划总投资1.5亿元，工程建设主要是飞行区的改造，包括跑道延长、停机坪扩建及相关配套设施等的建设。由此可见，包头市大规模的城市建设、道路建设以及机场的改扩建工程，将成为包头市粉煤灰的利用提供了广阔的空间。4、建材工业从技术上讲，粉煤灰在建材生产中的利用已经非常成熟，如在水泥、混凝土、墙体材料、铺路材料中的应用，而且国家已经出台了相应的标准，包括GB/T 1596-1991用于水泥和混凝土中的粉煤灰，GBJ 146-1991粉煤灰混凝土应用技术规范，JC 239-2001 粉煤灰砖，JC 238-1991（1996） 粉煤灰砌块，JC/T 862-2000 粉煤灰小型空心砌块等等。国内其它省市成熟的生产线也已经有许多条，例如吉林亚泰水泥每年“吃掉”粉煤灰40万吨，河北秦皇岛年产2.5亿块粉煤灰烧结砖生产线年可消耗粉煤灰25万吨。从目前包头市建材工业的情况看，包头市区内目前没有水泥熟料的煅烧生产线，只有水泥粉磨站，年产水泥产品200万吨左右，粉煤灰的掺量仅为8%。大型混凝土搅拌站10个，年搅拌混凝土约64万立方米。大型混凝土制品企业5家，年用水泥约20万吨，粉煤灰的掺量为零。包头市的墙体材料仍以烧结黏土砖为主，产量为每年10亿块。由以上数据可看出，包头市建材产业还没有充分利用粉煤灰，还没有意识到粉煤灰的利用所产生的经济效益、社会效益和环境效益。仅仅黏土砖一种产品，按照全国墙体材料近几年的增长速度均在15%以上，预计包头市墙体材料每年增长9%左右。以此推算，包头市墙体材料2008年将达到17.01亿块标砖，2010年将达到20.21亿块标砖，如果将黏土砖改为生产粉煤灰烧结实心砖或粉煤灰蒸压砖，按照目前粉煤灰烧结实心砖粉煤灰掺量为50%以及粉煤灰蒸压制品粉煤灰掺量可以达到70%，经折算，包头市墙体材料2008年将达到17.01亿块标砖，折合墙体材料为250.15万立方米（按680块标砖/m3计算）。2010年将达到20.21亿块标砖，折合墙体材料为295.88万立方米，按粉煤灰掺量平均达到50%70%、每块砖重2kg计算，将消耗粉煤灰201.5281.68万吨。目前，包头市还没有全面禁止现场搅拌混凝土，假如全面禁止现场搅拌混凝土，按照包头市目前的人口及经济发展水平，年将需要预拌混凝土150万立方米，又将消耗掉粉煤灰约10.5万吨至17.5万吨。由此可见，包头市建材行业还没有充分地利用粉煤灰，仍然具有非常巨大的利用粉煤灰的空间。鉴于当地的具体情况，需要政府部门制定具体的粉煤灰利用的强制措施和优惠政策，让建材行业成为粉煤灰利用的主力军。随着人们对循环经济、节约资源和能源、保护环境和建设节约型社会的认识逐步提高，投资粉煤灰利用项目出现了积极的势头，目前已经有几个单位计划投资粉煤灰砌块、粉煤灰砖和加气混凝土的项目，项目正在运作中。从包头市电力、建筑、建材等相关产业分析中，我们可以清楚地意识到一方面包头市粉煤灰综合利用的压力是非常巨大非常紧迫的，另一方面，包头市也具有相当大的粉煤灰利用的空间。二、包头市周边地区交通状况和基础设施分析交通运输是国民经济的基础产业之一，是搞活流通，提高社会经济效益的重要环节和必备条件之一。包头历史上就有“塞外通衢”之称，今日的交通更是有了长足的发展，已经形成了包括公路、铁路和航空在内的立体交通体系，成为我国西北地区重要的交通枢纽。近几年，包头市不断加大对交通建设的投入力度，2004年底，全市公路总里程达到4047公里，等级公路达到3697公里，占总里程的91%，全市实现了旗县区通油路、乡乡通公路的目标，村公路通达率达到82%。良好的交通条件为包头市粉煤灰及粉煤灰制品的向外运输提供了保证，但是与粉煤灰综合利用的各种研究、加工、存储、输送和应用的各种基础配套设施还是比较薄弱的。第三章 包头市粉煤灰综合利用指导思想、方向和目标一、指导思想根据包头市现有粉煤灰堆存量和今后粉煤灰增量等实际情况，“十一五”期间包头市粉煤灰综合利用的指导思想是：坚定不移地贯彻落实党中央、国务院关于可持续发展战略，将循环经济、建设节约型社会的理念贯穿于建设经济强市工作的各个方面，结合包头粉煤灰产出量巨大的实际，将包头粉煤灰综合利用作为特殊情况处理，确定粉煤灰优先发展领域，变“以储为主”为“以用为主”，以市场为导向，以科技创新和引进国内外先进生产工艺为基础，以国家和包头市各项优惠政策和管理办法为保障，以高掺量、大用量粉煤灰为重点，提高粉煤灰综合利用科技含量，立足当地，辐射周边，强化和提升粉煤灰综合利用产业在包头市国民经济中的作用，最终将包头市建成在全国领先的粉煤灰综合利用现代化产业基地，为包头市国民经济持续发展奠定坚实的基础。二、发展方向包头市粉煤灰综合利用的发展方向首先应重点放在目前技术成熟、吃灰量大、投资较少的建材项目，并结合包头实际优选最佳实用技术与项目，开发和生产当地用灰量大的粉煤灰制品，如：粉煤灰烧结砖、蒸压粉煤灰砖（砌块）、预拌混凝土、粉煤灰陶粒、粉煤灰筑路与回填等等，这些项目有一定的技术基础，并有国内外成功应用的经验，应重点加以推广。在开发和生产粉煤灰制（产）品的同时，加强对粉煤灰利用成套设备和成熟技术的引进，目前国内针对粉煤灰的研究已多年，有的产品已具有成熟的技术和现成的设备，包头市应选择适合本市的最佳实用技术与项目加以引进。在引进设备和技术的基础上，应加强对先进生产技术进行消化吸收，并进行自主创新，研制出适合包头市当地粉煤灰资源条件的新技术和新装备，逐步形成粉煤灰利用技术装备研发和产业化基地。三、发展目标市场覆盖面目标：粉煤灰产成品市场主要集中在包头市当地及周边省市，因此其市场目标是应能覆盖全包头市和周边省市的市场。政策环境目标：在环保方面，所有粉煤灰综合利用规划项目均须达到国家和地区的环保标准，同时加强对现有污染严重的生产或利用粉煤灰的企业进行综合治理，使之达到国家规定的污染物排放标准，任何项目均不能以牺牲环境为代价。抓紧落实国家相关政策，禁止生产实心黏土砖和现场搅拌混凝土。通过科技的发展，对历史上堆积的粉煤灰进行妥善地处理，对粉煤灰堆场用地进行规划利用。科技发展目标：以引进国内成熟的粉煤灰综合利用技术为契机，加强有关技术的消化吸收工作，重点做好结合包头市自然条件研究开发粉煤灰的应用技术，并研发粉煤灰加工与应用的相关装备，联合国内有关科研机构，形成科研开发体系，使粉煤灰综合利用科技工作上一台阶，逐步使粉煤灰综合利用技术达到国内先进水平。阶段性目标：以最大消纳粉煤灰为目标，通过五年努力，到2010年力争包头市粉煤灰综合利用量和利用率都较现在上一个台阶，达到国内领先水平。一批与电厂相配套的粉煤灰企业全部建成并形成规模，粉煤灰利用新型建筑材料设计规范、施工技术规范及通用图集趋于完善，粉煤灰产(制)品在本市和周边地区得到广泛应用，粉煤灰达到随产随用，形成粉煤灰利用产业化的良性循环。部分粉煤灰企业的应用技术达到国内先进水平。远期目标：2010年末，使本市一批粉煤灰企业由生产中低技术建材产品向生产高技术建材产品延伸，包括替代硅灰生产自密实和自流平高性能混凝土掺料；部分用于农业、化工应用、制作磁化肥、微生物复合肥、冶炼三元合金、提取金属、非金属元素、塑料、橡胶填充料、保温材料、涂料、农药等方向发展，营造包头市粉煤灰深加工利用的产业集群效应，最终形成国内粉煤灰产业深加工基地。四、科技与产业发展重点及布局科技研究开发重点：高掺量粉煤灰烧结砖。由于烧结砖抗风、抗震及蓄热好等特性，非常适合包头市的自然条件，也利于包头市黏土砖企业快速转产；粉煤灰作为混凝土掺和料的性能研究，确定合理掺量，同时在包头的自然条件下注重混凝土后期养护问题的研究；砌筑水泥开发，包括砌砖、抹灰两种。针对不同的墙体材料研究不同的配方，还有各种组分颗粒级配问题的研究；与相关院所（校）合作，加快粉煤灰细磨、除炭、提铝等高新技术的研发，条件成熟后逐步产业化；引进粉煤灰综合利用技术、装备，不断消化吸收，逐步形成自主技术与装备。产业发展六大重点领域：根据包头市粉煤灰资源的性能与目前国内外粉煤灰综合利用趋势来看，包头市粉煤灰利用的重点将放在发展墙体材料、预拌混凝土掺料、干混砂浆、水泥、混凝土制品和筑路回填6大领域。总体布局：近期立足本地、中期拓展周边和长期顾及边远。综合利用的产品首先应保证包头市的需求，在本市需求饱和的情况下，应积极向周边省市开拓市场。当深加工技术取得突破后，远期可以考虑向京津地区或其他大城市销售产品或加工技术与装备。第四章 包头市粉煤灰综合利用规划方案一、规划方案包头市粉煤灰综合利用具体规划方案的选择，不仅要解决既有存量粉煤灰，同时还要消纳不断新增加的粉煤灰。国家审批新建电厂基本不考虑永久性灰场，因此消纳增量粉煤灰问题要放在规划的首要地位。为了合理开发和利用包头市的粉煤灰，包头粉煤灰综合利用的规划方案的基本思路是：提高全社会对粉煤灰综合利用的认识，政府为粉煤灰的综合利用提供良好的政策环境，成立专门的机构，出台有关政策、制定管理办法；加快项目前期工作，加大招商引资和技术推广的力度，鼓励支持动员全社会开展粉煤灰的综合利用。按照突出重点，积极推进，稳步实施的原则，包头市应首先在墙体材料、预拌混凝土、水泥、混凝土制品行业推荐使用粉煤灰，这些企业均是粉煤灰利用大户，也是粉煤灰在国内外应用得非常成熟的行业。在新建的墙体材料、混凝土、水泥、混凝土制品科技示范项目中积极引进最佳实用生产工艺和技术，并对老的企业生产工艺进行改进，逐步实现全面利用粉煤灰资源。在新建项目和改造项目中，应提高粉煤灰综合利用科技含量，以科研单位和有研发制造力量的大企业为依托，有步骤地开展包头市粉煤灰综合利用项目的产品开发、工业实施和装备配套，加大科研费用的投入，结合本市粉煤灰利用现状，进行项目的引进、消化、吸收和推广。以下是包头市各行业在“十一五”期间粉煤灰综合利用的规划：1、墙体材料行业（砖、砌块）根据包头市提供的数据，经折算，包头市近年墙体材料总量为12.05亿块标砖，按照包头市墙体材料每年增长9%的速度，包头市墙体材料2008年将达到17.01亿块标砖，折合墙体材料为250.15万立方米（按680块标砖/m3计算）。2010年将达到20.21亿块标砖，折合墙体材料为295.88万立方米，按粉煤灰掺量平均达到50%70%、每块砖重2kg计算，将消耗粉煤灰201.5281.68万吨。由于目前包头市墙体材料应用粉煤灰量较少，考虑到市场上实心黏土砖的全面退出需要一个过程，因此在20062007年间，包头市墙体材料粉煤灰利用率按20%计算较为合理，到2008年后，墙改政策将会得到全面推广与实施，届时实心黏土砖和部分用空心黏土砖将逐步被取代，粉煤灰利用率也会得到很大的提高。同样根据包头市房地产业“十一五”规划也可预测出今后几年内包头市墙体材料总量及利用粉煤灰情况，“十一五”期间，包头市平均每年新建住宅（240万平方米）与商业地产（50万平方米）建筑面积共290万平方米，折合墙体材料268.25万m3（按370mm墙厚计），按每块砖重2kg、680块/m3、粉煤灰掺量按平均50%70%计算，平均每年将消耗粉煤灰182.4255.4万吨。按照墙体材料增长速率以及新建建筑面积折合墙体材料两种方法推算出的粉煤灰年利用量，相差十几万吨，数据基本吻合，即墙体材料年利用粉煤灰最大量约为200多万吨左右。包头市“十一五”期间，墙体材料行业粉煤灰综合利用具体规划方案：I烧结粉煤灰砖2006-2007年改造或新建23条烧结粉煤灰砖生产线，生产能力达到1.6亿块，按干容重 2500 kg/m3、粉煤灰掺量按平均50%计算，2年消耗粉煤灰20万吨，2008-2009年再改造或新建35条粉煤灰砖生产线，生产能力达到4.0亿块，4年消耗粉煤灰50万吨，2010年改造或新建23条烧结粉煤灰砖生产线，即2010年烧结粉煤灰砖生产线生产能力达到5.6亿块，五年内结合当地实际并依靠技术的进步与生产工艺的不断改进，粉煤灰掺量争取达到70%，2010年用粉煤灰约98万吨。II 蒸压粉煤灰砖2006-2007年建两条年产8000万块蒸压粉煤灰砖生产线，按干容重2200 kg/m3、粉煤灰掺量70%计算，2年消耗粉煤灰24.64万吨，2008-2009年建三条年产8000万蒸压粉煤灰砖生产线生产线，4年消耗粉煤灰61.6万吨，2010年建两条8000万蒸压粉煤灰砖生产线生产线，5年消耗粉煤灰86.24万吨，即2010年蒸压粉煤灰砖生产线生产能力达到5.6亿块，用粉煤灰86.24万吨。III 粉煤灰空心砌块2006-2007年建两条年产10万m3粉煤灰空心砌块生产线，按干容重1000kg/m3、粉煤灰掺量50%计算，2年消耗粉煤灰10万吨，2008-2009年建两条年产10万m3粉煤灰空心砌块生产线，4年消耗粉煤灰20万吨，2010年建一条10万m3粉煤灰空心砌块生产线，5年消耗粉煤灰25万吨。即2010年粉煤灰空心砌块生产能力达到50万m3，用粉煤灰25万吨。IV 粉煤灰空心隔墙板2006-2007年建三条20万m2粉煤灰空心隔墙板生产线，按干容重100kg/m2、粉煤灰掺量55%计算，2年消耗粉煤灰3.3万吨，2008-2009年建两条年产20万m2粉煤灰空心隔墙板生产线，4年消耗粉煤灰5.5万吨，2010年建两条年产20万m2粉煤灰空心隔墙板生产线，5年消耗粉煤灰7.7万吨。即2010年粉煤灰空心隔墙板生产能力达到140万m2，用粉煤灰7.7万吨。V粉煤灰加气混凝土2006-2007年建年产20万m3粉煤灰加气混凝土生产线，按干容重550kg/ m3、粉煤灰掺量70%计算，2年消耗粉煤灰7.7万吨，2008-2009年增加年产20万m3粉煤灰加气混凝土生产线，4年消耗粉煤灰15.4万吨，到2010年，继续扩建建年产10万m3粉煤灰加气混凝土生产线，在5年内，加气混凝土总生产能力达到50万m3，5年消耗粉煤灰19.25万吨。VI 烧结粉煤灰陶粒2006-2007年建两条年产5万m3烧结粉煤灰陶粒生产线，按干容重800kg/m3、粉煤灰掺量85%计算，2年消耗粉煤灰6.8万吨，2008-2009年建三条年产5万m3烧结粉煤灰陶粒生产线，4年消耗粉煤灰17吨，2010年建两条5万m3烧结粉煤灰陶粒生产线，5年消耗粉煤灰23.8万吨。即2010年烧结粉煤灰陶粒生产能力达到30万m3，用粉煤灰23.8万吨。VII 粉煤灰路面砖2006-2007年建两条年产20万m2粉煤灰路面砖生产线，路面砖厚度按8cm计，材料干容重2000kg/m3、粉煤灰掺量55%计算，2年消耗粉煤灰7.04万吨，2008-2009年建两条年产20万m2粉煤灰路面砖生产线，4年消耗粉煤灰14.08万吨，2010年建两条20万m2粉煤灰路面砖生产线，5年消耗粉煤灰17.6万吨。即2010年粉煤灰路面砖生产能力达到60万m2，5年内消耗粉煤灰17.6万吨。到2010年，在墙体材料方面预计用粉煤灰277.59万吨。2、混凝土行业由于包头市前些年仍处于现场搅拌混凝土和预拌混凝土共存阶段，预拌混凝土行业的发展较慢，据统计，到2005年，整个包头市预拌混凝土实际年产量仅为64万立方米，其中预拌混凝土企业10家以上。从包头市经济发展和城市建设规模上看，其预拌混凝土产量远未达到需求目标，因此在今后几年内，包头市将迎来预拌混凝土发展的高峰。 一个城市混凝土消费量也与该城市的人口数量有关，人口的增长必然会带来相关产业的增长，比如房地产业、公共设施建设等。下表是2003年全国各城市人口数量与混凝土年消费量的关系。2003年全国各城市人口数量与混凝土年消费量的关系城市上海北京苏州深圳杭州广州南京大连宁波无锡常州人口数（万）14641382584597629994624552550518341砼消费量(万m3)35592576127912651137966671495415401398人均砼年消费量(万m3)2.431.862.192.121.810.971.080.900.750.771.17从包头市“十一五”规划中可以看出，由于包头市未来几年城市建设将会进一步扩大。根据上表有关数据预测包头市未来几年混凝土行业的发展情况，按均混凝土年消费量为一立方米计算，目前包头市人口为240万，到2010年，包头市人口将达到275万。因此可推算到2010年包头市混凝土总消费量将至少达到275万立方米。从远景看，一个城市每年的人均混凝土消费量与这个城市的国民经济发展水平、人口总数、城市建设规模有一定的关系，如国内最高水平的上海，人均混凝土消费量已经达到2.43m3。假如这些混凝土都是预拌混凝土，水泥用量按400kg/ m3计算，则水泥用量约为一吨，粉煤灰替代量如果同大坝混凝土一样可以加到50%以上，则理论上推算，粉煤灰用量应为半吨。则包头市未来275万人口，在预拌混凝土方面粉煤灰的最大年度消纳量在峰值时有可能在137.5万吨左右。由于2006年是包头市禁止现场搅拌混凝土的第一年，近期发展速度不会过快，要充分考虑到市场的心理与需求，因此在2006年应着重对现有的几家搅拌站进行改造或新建搅拌站，增加其生产能力，保证预拌混凝土年产量达到100万立方米，并以每年50万立方米的速度增长，到2010年，包头市预拌混凝土产量达到250300万立方米。按目前预拌混凝土用粉煤灰情况来看，掺量一般占水泥用量的2033%之间，到2010年，预拌混凝土利用粉煤灰将达到2039.6万吨。对于混凝土行业来说，近期规划则是在包头的一些大工程上建设几座混凝土搅拌站，实现工程与搅拌站共存、工程的搅拌站实现自给自足。另外在各大规划园区投产几座混凝土生产企业，实现园区混凝土的供给。到2008年以后，市场上普遍应用预拌混凝土，企业生产和应用技术也得到很大提高，为满足包头市不断增长的混凝土市场需求，包头市应着重建设几座生产能力较大的混凝土搅拌站，每座搅拌站年生产能力应达到50万立方米，实现包头全市混凝土的需求供给。到2010年，包头市将与附近各城市、区旗联合，投产若干混凝土企业，并将生产的混凝土输送到周边地区，使混凝土企业向外扩张，满足周边地区的混凝土需求。3、水泥行业粉煤灰在水泥或混凝土行业中的应用应按粉煤灰的品质分类应用。对于含碳量低，活性相对较高的粉煤灰可直接或稍加粉磨改性用作水泥的混合材，对于含碳量高，活性相对较低的粉煤灰应利用其化学组成作为水泥的原材料或燃料。（a）对于II级以上的粉煤灰可集中起来直接替代水泥熟料生产粉煤灰水泥，或与其它掺和料复合生产复合水泥。因为粉煤灰水泥本身存在的一些缺点，在代替熟料生产水泥时需要与其它不同的掺和料进行二元或三元复合，具体的复合方法要根据当地的资源进行实验与研究优化，提高粉煤灰作为水泥掺和料的性能与效率。以目前的粉煤灰利用技术而言，粉煤灰在粉煤灰硅酸盐水泥中的掺量约20%40%，可以用于结构工程，而当粉煤灰掺量超过20%时，水泥强度下降明显，不再适合用于结构工程。按包头市“十一五”新增住宅建筑面积1200万m2，商用房250万m2计算，五年平均下来，每年新增建筑面积290万m2。而每平米建筑面积约需要C30混凝土0.14吨，如用P.O32.5粉煤灰水泥约60千克，P.O42.5水泥约50千克。从民用建筑结构工程所需水泥计算，每平米可消纳粉煤灰10千克12千克。这样，“十一五”期间，民用建筑工程方面每年可消纳II级以上粉煤灰33.5万吨粉煤灰。按民用建筑工程占包头市基础建设工程的二分之一来计算，包头市在“十一五”期间水泥行业中每年消纳粉煤灰量在67万吨。砌筑水泥是一种用于砌筑砂浆和抹面工程的水泥，其用量占施工建筑部门水泥用量的20%45%。目前包头市砌筑砂浆用水泥多为普通水泥，造成了资源的浪费，砌筑水泥是由一种或一种以上的水泥混合材料，加入适量的熟料和石膏，磨细制成，其中混合材掺量在50%以上。因而砌筑水泥可以吃掉包括粉煤灰在内的大量工业废渣。包头市“十一五”期间，每年新增建筑面积290万m2，每平米需砌筑砂浆按0.29吨计算，需要80多万吨砂浆，约需20万吨砌筑水泥。按砌筑水泥中粉煤灰掺量40%50%计算，可消耗810万吨粉煤灰。（b）对于含碳量高的粉煤灰直接代替熟料生产水泥会导致水泥需水量大，用这种水泥制造的制品结构缺陷多，强度及耐久性能差。对这类粉煤灰可进行脱碳处理再用作水泥掺和料，另一种方法就是直接作为原材料或燃料进行水泥熟料生产。用粉煤灰代替部分黏土进行水泥配料，可综合利用粉煤灰的Si、Al化学成分制造水泥，也可利用粉煤灰中碳的热值，而且特定粉煤灰中的微量元素还有利于水泥熟料的性能。缺点是掺量较少，只能掺加5%7%左右的粉煤灰。掺量虽然不是很大，但可以节约宝贵的黏土资源。（c）由于包头市排放的粉煤灰中的铝含量高，可利用粉煤灰煅烧特种水泥熟料，不仅满足特殊工程需要，而且由于可以在熟料煅烧和混合材方面双掺粉煤灰，可以提高吨水泥中的粉煤灰含量，增加吃灰量。如中国建筑材料科学研究院近年开发的阿利特硫铝酸盐水泥，原料中粉煤灰可掺入15%30%，而在制备水泥时，还可掺加30%40%的粉煤灰。由于该技术适用于700t/d1000t/d的中小型水泥厂，对包头附近的水泥厂利用粉煤灰有一定的实际意义，可以探讨其可行性。 2005年包头市年水泥产量达200万吨，根据以上规划，在2006年开始通过对水泥品种的细分，可将这200万吨水泥分成3类，即第一类普通水泥，产量约为100万吨，粉煤灰以配料和混合材形式掺入，掺量57%；第二类为生产粉煤灰水泥，产量约为80万吨，粉煤灰主要以混合材形式掺入，掺量在1520%；第三类为生产砌筑水泥，产量约为20万吨，粉煤灰掺量为4050%。根据水泥行业的统计规律，一个城市水泥用量增长率与该城市国民生产总值增长率在未达到饱和状态时，相关性很好，因此今后几年包头市水泥用量增长率将持续按约10%的高速增长。下表是今后几年包头市各品种水泥量的估计数（万吨）：年份产量品种20062007200820092010普通水泥110120130140150粉煤灰水泥8896104112120砌筑水泥2224262830总计220240260280300据上表各品种水泥产量计算，包头市今后几年水泥行业消纳粉煤灰量如下：年份数量20062007200820092010消纳粉煤灰量（万吨）27.536.330.039.632.542.93546.237.549.54、混凝土制品（管、桩等）混凝土制品是以水泥为基材经过深加工制成的工业产品，2002年混凝土制品工业企业工业总产值占全国建材工业企业工业总产值的7.2%，位于水泥、建筑卫生陶瓷制造业之后居第三位。包头市混凝土制品企业现有五家，年生产能力排在自治区首位。 由于混凝土制品具有良好的物理力学性能和独特的优点，在包头市城乡、工矿企业、农田水利以及能源、交通、通讯等工程建设中得到极为广泛的应用，为包头市节省大量金属和木材，取得显著社会效益和经济效益，已成为包头经济建设中不可缺少的重要建材产品。目前，包头每年生产钢筋混凝土的排水管200多km、自应力混凝土输水管约20km、钢筋混凝土电杆和预应力混凝土电杆4-7万根、预应力高强混凝土管桩50-70万米、预应力混凝土轨枕8-10万根。折合体积约为50万立方米，按国内外先进生产工艺，混凝土制品中可掺20%左右的优质粉煤灰，则目前包头市仅混凝土制品行业就能消纳10万吨粉煤灰。由于混凝土制品目前全国的发展速度较缓慢，将包头市今后几年混凝土制品业发展速度定为5%较合适。根据这个速度，到2010年，包头市混凝土制品总产量折合体积量约为60万立方米，届时包头市混凝土制品将消纳粉煤灰量为12万吨左右。5、干混砂浆包头房地产十一五期间规划总计建房1450万m2，其中住宅建筑1200万m2，商用建筑250万m2。按照1m2建筑需要0.29吨干混砂浆计算，年需要干混砂浆84万吨。包头市发展干混砂浆，其应用主要分两类：一类是粉煤灰加气砼、蒸压粉煤灰砖、烧结粉煤灰砖、粉煤灰砼空心砌块、工业灰渣砼空心隔墙板等新型墙体材料专用的砌筑砂浆（含接缝砂浆）和抹面砂浆，以及房屋地坪用的地坪砂浆，这是用量最大的砂浆，要占建筑砂浆总量的60%，称为普通砂浆。另一类是特种砂浆，外墙外保温用的粘结砂浆和防护砂浆、装饰砂浆、内外墙腻子粉等。干混砂浆中的细骨料和掺和料，可以用粉煤灰、尾矿粉、磨细矿渣等各种固体废物，粉煤灰等又可作为胶凝材料的组分，预计逐年建设形成年产80万吨的干混砂浆生产线后，其中50万吨普通砂浆，30万吨特种砂浆，可使用粉煤灰等固体废物约20万吨。6筑路及工程填筑粉煤灰在工程中作为填筑材料使用，是大用量、直接地利用的一种重要途径。国内外已广泛应用于各种道路路堤和广场、机场、港区的地基，也用于拦水坝和地貌改造等工程以及工程回填。目前，利用粉煤灰、石灰和其他掺入材料修筑道路路面、机场等的基层已十分普遍并取得了很大的成功。粉煤灰石灰类基层的特点是具有水硬性和缓凝性，其强度在一定温度和湿度下可随龄期增长，使其有良好的板体性和分布载荷能力。粉煤灰石灰基层的铺设厚度一般为3036cm，粉煤灰在二灰中的重量比为10%15%，二灰混和料的比重为2100kg/m3,由此根据包头市已经开工的和即将开工的公路里程可以推算，包头至树林召38Km四车道高速公路建设项目将用粉煤灰1415万吨，在建的68公里二级公路（明年底完工）约用粉煤灰5万吨，62公里三级公路（2005年开工，2007年完工）将用粉煤灰5万吨；2006年将建一级公路103公里，约利用粉煤灰17万吨，二级公路142公里，将利用粉煤灰约12万吨，三级公路167公里将用粉煤灰13万吨，四级公路497公里将用粉煤灰28万吨，由此可见，仅2005年2006年开工的高速公路和公路建设将消纳掉粉煤灰95万吨。假如再加上混凝土路面中所利用的粉煤灰，每年筑路用粉煤灰的用量将在80100万吨。另外，包头机场的改扩建工程也预计在2006年开始动工，机场的改扩建工