國內(nèi)外粉煤灰綜合利用行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與應(yīng)用領(lǐng)域情況分析

國外粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀分析

根據(jù)觀研報告網(wǎng)發(fā)布的《2022年中國粉煤灰市場分析報告-市場營銷環(huán)境與發(fā)展規(guī)劃趨勢》顯示，早在20世紀(jì)初，美國人Anon首次發(fā)現(xiàn)了粉煤灰當(dāng)中的氧化物具有火山灰特性，并發(fā)表文章《煤灰火山特性的研究》。但是直到二戰(zhàn)結(jié)束后人們對粉煤灰的研究才真正重視起來，這是由于二戰(zhàn)后的石油危機引發(fā)許多歐洲國家電廠燃料結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，加快了煤炭為主要燃料的進程，但煤炭燃燒后形成的環(huán)境污染以及礦物資源枯竭等問題嚴(yán)重顯現(xiàn)出來，強烈地激發(fā)起人們對粉煤灰應(yīng)用技術(shù)的研究和開發(fā)，一些工業(yè)發(fā)達國家對粉煤灰的綜合利用逐漸形成了一個新興產(chǎn)業(yè)，如美國、英國、日本、荷蘭等發(fā)達國家相繼對粉煤灰的物理化學(xué)特性、實際應(yīng)用等方面做了深入的研究與開發(fā)，并按照它的性能、質(zhì)量等將粉煤灰進行系統(tǒng)分類，然后分別提供給各種工業(yè)領(lǐng)域進行應(yīng)用。

目前，國外粉煤灰的應(yīng)用已經(jīng)廣泛涉及建材、建工、筑路、化工、環(huán)保、農(nóng)業(yè)、回填、高附加值產(chǎn)品等眾多領(lǐng)域。當(dāng)前一些發(fā)達國家粉煤灰資源化利用率相當(dāng)高，如日本100％，荷蘭100％，意大利92％，丹麥90％，比利時73％，法國62％。

國內(nèi)粉煤灰行業(yè)發(fā)展情況

1.政策方面

近年來為推動粉煤灰行業(yè)發(fā)展，我國相繼發(fā)布了一些列利好政策。例如2021年1月，國家發(fā)改委發(fā)布的《西部地區(qū)鼓勵類產(chǎn)業(yè)目錄》，提出陜西省新增鼓勵高摻量粉煤灰建材制品生產(chǎn)：粉煤灰70%及以上摻量生產(chǎn)燒結(jié)磚、85%及以上摻量生產(chǎn)陶粒制品、25%及以上摻量生產(chǎn)混凝土、30%及以上摻量生產(chǎn)其他建材產(chǎn)品(水泥除外)；甘肅省新增鼓勵高摻量粉煤灰建材制品生產(chǎn)：粉煤灰70%及以上摻量生產(chǎn)燒結(jié)磚、85%及以上摻量生產(chǎn)陶粒制品、25%及以上摻量生產(chǎn)混凝土、30%及以上摻量生產(chǎn)其他建材產(chǎn)品(水泥除外)(《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》限制類、淘汰類項目除外)；寧夏回族自治區(qū)新增鼓勵高摻量粉煤灰建材制品生產(chǎn)：粉煤灰70%及以上摻量生產(chǎn)燒結(jié)磚、85%及以上摻量生產(chǎn)陶粒制品、25%及以上摻量生產(chǎn)混凝土、30%及以上摻量生產(chǎn)其他建材產(chǎn)品(《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄》限制類、淘汰類項目除外)。

2.粉煤灰應(yīng)用情況

（1）建材方面

粉煤灰水泥

粉煤灰加氣混凝土。粉煤灰加氣混凝土是新型、輕質(zhì)保溫節(jié)能的墻體材料。主要原料為粉煤灰，占70%左右，其它為石灰、水泥、石膏、發(fā)氣劑等，將這些原料經(jīng)過加工配料、攪拌、澆注、發(fā)氣稠化、切割、蒸壓養(yǎng)護等工序制成?？捎米魑菝姹亍⒕S護墻、隔斷墻，亦可做最高樓層為五層的承重墻，特別適用于高層建筑填充墻、寒冷地區(qū)的外墻和地震區(qū)使用，可減輕墻重，增加使用面積。

粉煤灰制磚

A、粉煤灰混凝土路面磚。粉煤灰混凝土路面磚以水泥和粉煤灰為混合膠結(jié)料再配以粗骨料等，原料經(jīng)計量攪拌、成型、養(yǎng)護制成，變更成型的模具可制成方磚、連鎖路面磚、仿古磚，綠化種草磚、路沿塊及其它形狀的路面磚等。成型采用分層面料，即粉煤灰混凝土料和彩色料，還可制成各種彩色的路面磚。粉煤灰混凝土路面磚不但具有普通混凝土路面磚的優(yōu)點和用途，而且重量輕、導(dǎo)熱系數(shù)小，長期性能更好。用于車行道、人行道、園林道路、廣場、亭院、仿古建筑道路、停車場、護坡和綠化等。

B、粉煤灰磚。以粉煤灰、石灰為主要原料，摻加適量石膏和骨料，經(jīng)坯料制備，壓制成型，高壓或常壓蒸汽養(yǎng)護而成的粉煤灰磚。以粉煤灰為主，采用水泥為主要膠結(jié)料，經(jīng)坯料制備、壓制成型，常壓蒸注養(yǎng)護或自然養(yǎng)護而制成的粉煤灰磚。利用85%-90%的粉煤灰與部分添加劑為主要原料，經(jīng)攪拌半硬塑擠出或半干壓法成型磚坯，經(jīng)燃燒而成的無粘土燒結(jié)粉煤灰磚。這種磚打破了國內(nèi)外燒結(jié)磚中最多摻60%粉煤灰的界限。

粉煤灰砌塊

A、粉煤灰混凝土空心砌塊。近年來，粉煤灰混凝土空心砌塊發(fā)展較快，其主要原料為粉煤灰、集料、水泥等，原料經(jīng)計量配料、攪拌、成型、養(yǎng)護等工序制成。在普通混凝土砌塊和輕集料混凝土砌塊中，也可摻入粉煤灰，但作為摻合料加入。而在粉煤灰混凝土砌塊中，粉煤灰既是摻合料又是細(xì)集料，摻量較高。

B、水泥粉煤灰膨脹珍珠巖混凝土保溫砌塊。其工藝流程基本上與粉煤灰混凝土空心砌塊相似。珍珠巖砌塊具有重量輕、保溫性能好，且有一定的強度等特點，影響密度與強度的因素有：珍珠巖的摻量，粉煤灰與水泥的比例以及工藝流程的控制。還可加入適量的外加劑，以提高砌塊強度。

其它粉煤灰建筑材料

A、粉煤灰陶粒及混凝土制品。陶粒是一種人造輕集料。粉煤灰陶粒以粉煤灰為主要原料，經(jīng)加工成球，燒結(jié)或燒脹而成的稱為粉煤灰陶粒；經(jīng)常溫或蒸汽養(yǎng)護而成的稱非燒結(jié)粉煤灰輕集料。粉煤灰陶?？捎糜诖笮屯鈮Π搴突炷疗鰤K等新型墻體材料。

B、粉煤灰混凝土輕質(zhì)隔墻板。主要是在輕度墻板的基礎(chǔ)上，配料時加入部分粉煤灰生產(chǎn)輕度隔墻板，或用水泥粉煤灰泡沫混凝土生產(chǎn)輕度墻板。

（2）環(huán)保方面

廢水處理

隨著對粉煤灰的不斷研究，以及粉煤灰對于廢水處理的作用的分析等，可以了解到粉煤灰在很多形式的廢水處理中都能起到很好的作用，比如一般的生活污水，化纖廢水、造紙廢水或者是一些含有重金屬的廢水等，都可以利用粉煤灰的吸附作用進行處理。

A、處理含重金屬廢水

有專家學(xué)者對于粉煤灰處理一些含有重金屬如鋅、鉛廢水進行了調(diào)查和分析，結(jié)果表明在粉煤灰中有很多因素會直接影響著處理廢水的類型和情況。他們主要是研究了廢水酸度、濃度等一些問題，并且考慮到粉煤灰的性質(zhì)對于去除這些重金屬的作用。研究結(jié)果是，在廢水的pH=4-10時,Zn2+濃度為0—200mg/L范圍內(nèi),按鋅和粉煤灰質(zhì)量1:80的比例投加粉煤灰處理含鋅廢水,就能將鋅去除98%以上；在廢水pH=3-10,Ni2+濃度為0-200mg/L范圍內(nèi),按鎳和粉煤灰質(zhì)量1:400的比例投加粉煤灰處理含鎳廢水,鎳的去除率達98%以上；在廢水pH=4-11,Pb2+濃度為0-100mg/L范圍內(nèi),按鉛粉煤灰質(zhì)量比為1:200投加粉煤灰進行處理,鉛的去除率達98%以上,處理后的廢水均可達排放標(biāo)準(zhǔn)。

B、處理生活污水

還有一些專家為了研究粉煤灰在生活污水中的處理情況，采取了直接投入的方式，在進行污水處理的實驗時主要使用的是靜態(tài)間歇吸附操作。隨著研究的進行，他們發(fā)現(xiàn)在粉煤灰處理生活污水的時候，對于污水里的很多有機物有比較好的吸附作用，實驗分析主要是對粉煤灰的粒徑以及投入量、pH值等進行研究，并且根據(jù)生活污水的特點決定處理的方式，一般的生活污水比較適合直接進行處理，而一些粉煤灰的粒徑如果較大，就能夠?qū)OD的處理產(chǎn)生很好的效果，在投入煤灰量的問題上，一般是在60mL的生活污水里，可以放入5g粉煤灰，這樣能夠起到更好的效果，而且去除率大約在88%以上，有一家電廠曾經(jīng)做過一個污水處理的實驗，主要是讓廢水直接進入灰廠來進行處理，這種現(xiàn)場實驗的結(jié)果是，對COD的去除達到了67.36%，效果明顯。

C、處理其它廢水

在廢水處理中，由于廢水的類型多種多樣，因此在研究的時候就需要根據(jù)不同類型的廢水的特點進行分析。比如一些制革廢水一般都是混凝沉降速度快,并且不需要過高的處理費用。在對含砷廢水進行處理的時候也會因為處理的方式比較簡單而且處理的費用也不高，所以在今后的使用中具有一定的優(yōu)勢。

煙氣脫硫

利用粉煤灰制煙氣脫硫劑是目前研究的一個重點，試驗證明,在氫氧化鈣漿液中加人粉煤灰,生成水合硅酸鈣具有較大的比表面積和含水率,脫硫活性比純氫氧化鈣增加5倍,大大地提高脫硫效率。現(xiàn)在用粉煤灰制得的煙氣硫劑來脫硫的工藝主要的單位有美國的ADVACATE和日本的LILAc。