【原创精品】领域展望及发展趋势1

1、9.领域展望及发展趋势世界粉煤灰市场国外粉煤灰利用现状国外从从20世纪50年代就开始生产粉煤灰水泥，技术和经验都很成熟。 英国粉煤灰利用率为46.2%，德国65%,法国75%。美国把粉煤灰列入矿物资 源的第七位，排在矿渣、石灰与石膏之前。世界粉煤灰技术研究发展国外粉煤灰利用有很多新途径和新工艺：(1) 粉煤灰处理矿山酸性废水。粉煤灰处理污水机理复杂，一般认为是吸附、 凝聚、助凝和沉淀综合作用的结果。(2) 粉煤灰作回填材料。粉煤灰在陆地上的堆积，占用大量土地，造成环境 污染。将粉煤灰作为一直冋填料或填充材料可以较好的处置大量粉煤灰，达到保 护环境、节约土地的目的。美国学者evans, d.w.

2、等将粉煤灰作为回填材料，回 填煤矿采空区，使采空区上部地表沉陷得到有效控制。利用粉煤灰做回填材料在 美国西弗吉尼亚州应用己相当普遍(3) 粉煤灰综合利用新工艺。波兰groszowice水泥厂用碱溶法可从含30% ai2o3的粉煤灰中提取氧化铝；卬度学者chandra等将叶蜡石、六偏磷酸钠、纯 碱等混合制成烧结活化剂，可明显降低粉煤灰砖烧结温度，并提高砖的抗冲击强 度40%以上；在水泥和混凝土生产上，匈牙利电厂按化学成分、碱度及机械性能 不同将粉煤灰筛分，通过化学精磨工艺，在替代水泥生产混凝土过程中收益良好; 美国学者lu zhe等研究将精细煤粒燃烧后产生的粉煤灰用于制备聚合物复合材 料；韩国，

3、kim chul-hwan等研究将粉煤灰作为一种新的造纸原料，并通过电 了显微镜分析粉煤灰提高纸张抗拉强度和内部粘结强度的原理；在口木和曲欧的 一些国家利用粉煤灰生产高效絮凝剂现已实现了工业化生产。巴曲粉煤灰建材制品发展情况粉煤灰应用技术在巴西建材行业中有很大的进展。除用作混凝土外，粉煤灰 还常用作各类墙体材料，常见的蒸制粉煤灰砖、烧结粉煤灰砖、泡沫粉煤灰保温 砖、加气轻质砌块等，用于多层建筑的承重墙及非承重墙。国内粉煤灰发展现状中国粉煤灰综合利用现状近年來，国家加大了对粉煤灰综合利用的引导、鼓励和给与相应企业的优惠 政策，特别是随着粉煤灰综合利用政策的颁彳|j,粉煤灰己在建材、建工、农 业、

4、材料、环境保护等其它领域得到应用和扩展，至今，我国粉煤灰综合利用技 术有近200项，得到实施应用的有近70项。用于建材制品方面约占粉煤灰利用 总量的35%,道路施工约占20%,农业应用约占15%,填充材料约占15%,建 筑工程约占10%,提取矿物和高值利用约占5%。截止到2008年，粉煤灰综合 利用率已经达到了 67%,并逐年提高。尽管我国的粉煤灰绝对利用率并不低，而且随着相关科学技术的发展与突破 和强制性政策的岀台，粉煤灰利用途径也口益增多；但是和发达国家相比，存在 的主要问题如门(1) 积存量惊人，堆存量仍在继续增加。(2) 可直接利用的干粉比例不大，能供应优质粉煤灰的电厂更少。(3) 粉

5、煤灰的储存和运输也存在一些问题。(4) 利用率增长不稳定，部分行业利用能力没有充分发挥。(5) 政策落实难，利用工作不尽人意。(6) 研究开发经费不足，新成果不多。我国粉煤灰资源开发和综合利用的“质"还是与欧美的发达国家存在不小差 距，所以我国的粉煤灰形势依然严峻，任重而道远。国内粉煤灰生产情况分析建国以來，历年排放未加利用而堆存在灰场的粉煤灰总量已在25亿吨以上。 2004年发电用煤达到当年煤炭产量的40%, 2010年预测将达到54%, 2020年将 达到60%o在今后相当长时期内，以煤发电的比例仍将维持在75%。截至2008 年，我国粉煤灰年排放量已达3.95亿t (历年排放量

6、见图1),预计2010年粉 煤灰年排放可达4亿t以上，2015年粉煤灰年排放可达5.5亿t左右。粉煤灰 露大堆放不仅占用耕地，污染大气，而且随降水渗入地卜则会污染水源。据国内 外研究发现，粉煤灰渗入地卜会造成水体ph升高，同时馅、砌等重金屈含量 大量超标，严重危害人类的生存环境。图1粉煤蚪i放慣国内粉煤灰需求情况分析改革开放以后，国家已经将粉煤灰利用作为一项重大的经济政策，并提到战 略高度。国家和地方制定了一系列鼓励粉煤灰资源综合利用政策，有力的推进了 粉煤灰的利用。至今比较成熟的技术并己建成粉煤灰加气混凝土、粉煤灰砌筑水 泥、粉煤灰粘土砖、粉煤灰硅酸盐密实砌块、粉煤灰地面砖、粉煤灰免烧砖、粉

7、 煤灰硅酸盐水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰筑路、粉煤灰充填等多条生产线；另外 能够提供优质粉煤灰的电厂较少，由此可见，国内对粉煤灰的需求量极大。粉煤灰市场生命周期及及发展趋势(1) 以粉煤灰为原料做吸附材料、絮凝剂等，应用于化工和环保方面。(2) 矿物质和高附加值产品的提取应用。粉煤灰中含有a12o3> fe2o3si2o2 銘(ge)、稼(ga)、帆(v)等有用物质。可借鉴国外相关生产工艺，从粉煤 灰中提取这些贵金属产品。(3) 以粉煤灰为冋填料，应用于煤矿采空区冋填，控制地表沉陷。(4) 以粉煤灰为原料，制备聚合物复合材料，纤维材料等。(5) 粉煤灰硅铝铁合金冶炼技术。在高温下用碳将粉煤

8、灰中的so?、ai2o3、 fe2o3等氧化物的氧脱去，并除去杂质制成硅、铝、铁三元合金或硅、铝、铁、 倾四元合金，作为热法炼镁的还原剂和炼钢的脱氧剂，可显著提高金属镁的纯度 和钢的质量。(6) 粉煤灰在塑料、橡胶等方面的应用。采用铝酸酯活化处理风选粉煤灰微 珠，可以大大增加粉煤灰微珠与酚醛树脂的相容性，从而提高微珠酚醛复合材料 的力学性能，使制造成本大大降低。将粉煤灰通过磨细、焙烧、表面活性处理后, 可作为橡胶的补强填充剂，从而大大降低橡胶制品的生产成本。粉煤灰应用(建材、环保、农业等)1. 建材方面(1) 粉煤灰混凝土目丽已广泛应用于土木工程、建筑工程以及预制混凝土制品和构件等方面。(2)

9、 粉煤灰加气混凝土粉煤灰加气混凝土是一种新型建筑材料，具有新型、轻质、保温、节能等特 点，主要原料为粉煤灰，用量70%左右。近几年來研究最多的是粉煤灰加气混 凝土砌块，它是一种新型环保墙体材料具有重量轻、隔热、保温、防火、吸声、 省工和充分利用“三废”等优点，还能降低工程造价和减轻建筑物自重，提高抗震 性能，是一种较好的新型轻质墙体材料。(3) 粉煤灰水泥国外从从20世纪50年代就开始生产粉煤灰水泥，技术和经验都很成熟； 在我国，粉煤灰水泥已成为五大水泥品种z-o目前，就国内外來看，已经研制 出硅酸盐水泥、硅酸三钙水泥、硫酸铝酸钙水泥、低体积质量油井水泥、早强型 水泥，有的粉煤灰掺量可达75%

10、。2. 坏保方面(1) 粉煤灰用于废水处理粉煤灰中含有大量sich、ai2o3、fe2o3> mgo、cao和未燃尽碳等，这些 物质具有多孔性和大的比表面积，具有很好的吸附和沉降作用。主要通过吸附作 用(物理吸附和化学吸附)、凝聚作用和沉淀作用达到出來废水的目的。(2) 粉煤灰用于废气处理粉煤灰(褐煤)因含有较多的碱性物质，是一种优良的低浓度so?烟气脱 硫吸附剂，木身还可吸附大气颗粒物；用ca(oh)2来改性粉煤灰制得的吸附剂 比表面积增大许多倍，可用来处理so?。3农业方面(1) 利用粉煤灰改善土壤粉煤灰疏松多孔、比表面积大，能保水、透气好，可以明显地改善土壤结构, 降低容重、增加孔隙度、提高地温、缩小膨胀率，从而显著地改善黏质土壤的物 理性质，促进土壤中微生物活性，有利于养分转化和种了的萌芽，合理施用符合 农用标