煤炭工业节能减排与发展循环经济论文集燃煤电厂粉煤灰精细化综合利用(1．山东煤机装备集团有限公司；2。福建省龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司3．中国矿业大学4E_z．学院)摘要：通过分析粉煤灰综合利用的发展情况，针对现阶段粉煤灰综合利用率较低的状况，本文提出了一系列粉煤灰精细化综合利用的思路和方案。应用这一系列方案可大大提高粉煤灰的利用率，对合理利用资源，增加社会财富，提高经济效益，保护自然环境，促进节能减排和循环经济，都具有重大意义。关键字：精细化综合利用；节能减排；循环经济；粉煤灰粉煤灰综合利用现状我国是世界上少数几个以煤为主要一次能源的国家，煤在能源构成中占70％以上，而这其中又以燃煤发电为主。燃煤产生的大量粉煤灰严重地威胁着地球的生态环境。2009年底，我国燃煤机组的总装机容量约为7．，粉煤灰产量约4．3吨，预计2015年，燃煤电厂粉煤灰产量将接近亿吨。我国粉煤灰综合利用的发展经历了“以储为主一储用结合一以用为主”三个阶段。而目前的“以用为主’’也主要是应用在建材、建工、筑路、回填、农业等方面，其中又以水泥原料、水泥混合材、建筑用陶粒、泵送混凝土、大体积混凝土制品、高级填料等应用价值较高，但总的看来，工艺水平比较简单落后，规模小，因此利用率不高，近几年一直徘徊在30％左右，与发达国家相比，差距较大。
因此，对于能大幅提升粉煤灰综合利用附加值的产业链的研究已经迫在眉睫，不然将会制约我国循环经济的发展。粉煤灰精细化综合利用途径粉煤灰综合利用是一个技术含量高、市场潜力大、具有广阔市场前景、集环保与资源再生利用为一体的很有发展前途的新兴产业。根据煤粉锅炉和CFB锅炉粉煤灰主要成份的不同点和共同点，提出粉煤灰精细化用方案如下：2．1粉煤灰选碳和制作活性炭粉煤灰中的碳粒是一种含量不定的次要成分，主要以烧失量指标来衡量，与煤种、煤粉粒径、锅炉炉型及燃烧工况等因素密切相关，其颗粒大部分呈碎屑状，具有质轻、煤炭工业节能减排与发展循环经济论文集挥发份低、硫含量低、表面积大、有一定的吸附能力等特点，是属于可浮选性较好的非极性物质。它与粉煤灰中其它硅、铝、钙、铁、镁等矿物盐类表面对水的润湿性有着明显的差异。粉煤灰选炭分为干法电选和湿法浮选；电选由于脱炭效率低、工艺不成熟、现还未获得广泛应用；湿法浮选，山东煤机装备集团有限公司和福建省龙岩龙能粉煤灰综合利用有限公司近年来已形成一套成熟的工艺路线，取得了良好的经济效益。浮选的工艺流程：起泡剂千灰‘制浆+搅拌‘浮选碳粉t浓缩脱水精碳粉浓缩脱水粉煤灰选出的碳，经过降灰一磨碎一炭化一冷却一活化等一系列工序研制成活性炭。
活性炭具有发达的孔隙结构，良好的吸附性能，机械强度高，易反复再生，造价低等特点。主要用于除去水中的污染物、脱色、过滤净化液体、气体，还用于对空气的净化处理、废气回收(如在化工行业里对气体”苯”的回收)、溶剂的回收、贵重金属的回收及提炼(比如对黄金的吸收)；随着加工的深入，优质的活性炭还可以应用到军工方面和制造一些日常产品(如活性炭口罩)随着科学技术的发展，活性炭的用途也越来越广泛，随着国家对生态环境的重视，活性炭也逐渐发挥着越来越大的作用。粉煤灰活性炭具有的高附加价值，也给企业带来了良好的经济效益，同时也促进了国家节能减排和循环经济的较快发展。2．2具有分选价值的粉煤灰中Fe：0。的含量一般要5％，且经过选铁后的尾灰对粉煤灰的某些品质有所改善(如耐火度)，能为粉煤灰的其他利用途径创造一些条件。选铁工艺流程：选碳后的尾灰浆，自流(或泵送)入磁选机进行磁选，磁选处的铁品位一般45％，铁粉回收率可以达到40％左右。回收率虽然不高，但方法简单、成本低。要将铁粉品位提高到炼钢的要求可以通过脱磁或洗涤等方法，洗净铁粒间的微磁性脉石等杂质，用泵送入二级磁选设备进行精选，一般可以满足炼钢要求。磁选出的铁粉制成还原铁粉(海绵铁)，则可将其广泛用作提炼贵重金属、粉末冶金、化工油漆等的辅助原料。
海绵铁对冶炼优质钢和特种钢，如石油管道、汽车用钢、核电站用钢等是非常重要的原辅材料。海绵铁主要成分是铁，其疏松多孔的内部结构，提供的比表面积是普通铁屑的lO倍，其做成的除氧器可使水中的氧与铁发生迅速彻底的氧化反应，使溶解氧稳定0．05mg／L以下，其反应式为：2Fe+2H20+02—2Fe(OH)24Fe(OH)2+2H20+02—4Fe(OH)3煤炭工业节能减排与发展循环经济论文集2008年以前我国进口量已达到320万吨，平均单价为500美元／吨，而我国直接原铁的生产能力仅为80万吨／年，因此市场容量很大。2．3粉煤灰矿物棉(纸浆)粉煤灰矿物棉是一种优质的绝热及阻燃材料，可以支持各种保温和阻燃制品，具有显著的节能和经济效益。粉煤灰矿物棉经进一步软化、冲浆、纾解、除渣、浓缩、抄浆、烘干可得到粉煤灰纤维纸浆，也具有显著的经济效益。2009年底，市场粉煤灰纸浆报价为2900市场植物纤维纸浆报价为5800／吨)。其使用价值显而易见，但目前在生产过程中属于高耗能作业，制约了其进一步的发展。粉煤灰矿物棉工艺流程：粉煤灰矿物棉是利用在尾灰中添加少量的生石灰及附加剂，经高温熔化并经离心机把溶液甩成细丝而成。
2．4粉煤灰生产聚合氯化铝(PAC碱式氯化铝)及白炭黑聚合氯化铝化学式为[Al。(oH)。Cl。．。]是一种当前国际通用的新型、高效无机高分子混凝剂，主要是通过压缩双层、吸附电中和、吸附桥架、沉淀物网捕等机理作用，使水中细微悬浮粒子和胶体粒子脱稳、聚集、絮凝、混凝、沉淀达到净化处理的效果，广泛应用于自来水厂、热电厂、化工厂等各类污水处理。白炭黑分子式为Si0。nH：0，系白色定型微细粉状物，可用作合成橡胶的良好补剂，其补强性能仅次于炭黑，若经超细化和恰当的表面处理后，甚至优于炭黑。特别是制造白色、彩色、浅色橡胶制品时更为合适。用作稠化剂或增稠剂，合成油类、绝缘漆的调和剂，油漆的退光剂，电子元件包封材料的触变剂，荧光屏涂覆时荧光粉的沉彩印胶版填充剂，铸造的脱模剂。加入树脂内，可以提高树脂防潮和绝缘性能。填充在塑料制品内，使之均匀分散极大地提高了制品的防雾性能，使制品达到永久防雾的目的，同时可以增加抗滑性和防油性。填充在硅树脂中可以制成耐200。C以上高温的塑料。在造纸工业中可以作为填充剂和纸的表面配料。还可以用在杀虫剂及农药的载体或分散剂、防结块剂以及液体吸附剂和润滑剂。生产白炭黑及聚合氯化铝工艺流程：／干燥一白炭黑尾灰一搅拌一焙烧一洗涤～过滤一滤液分离抛弃．—滤k＼干燥—+聚合氯化铝2．5粉煤灰生产硅铝合金硅铝合金质轻而坚韧，铸造性能好，具有良好的机械强度，耐腐蚀性强，合金熔点低，易于铸造形状复杂、强度要求高、高耐腐蚀性、高气密性的铝合金铸件和压铸公差100煤炭工业节能减排与发展循环经济论文集小、表面质量高的铝合金铸件。
硅铝合金在高温时的还原性很强，如果在冶炼时使用硅铝合金作为脱氧剂，可以减少钢产生皮下气泡的敏感性，从而提高钢的质量；作为发热 剂可以用来冶炼高熔点金属，如铬、锰、钼、钒等，是铝加工行业必不可少的中间合金， 以及炼钢使用的脱氧剂和发热剂。 粉煤灰生产硅铝合金工艺流程：将粉煤灰与添加剂、还原剂、粘接剂按比例进行混 合搅拌后制成高强度的球闭，通过矿热炉进行冶炼还原，制得粗硅铝合金，在经精炼炉， 添加精炼剂，精炼除渣、铸锭，就可以制得含铝量很高的硅锚合金。 2．6 粉煤灰生产 沸石 由于利用活化粉煤灰中的硅和铝共溶出制备分子筛，与一般碱、硅酸钠和铝酸钠混 合反应制备分子筛的原料不同，在同样的品化条件下，老化时间显著缩短，节省能耗。 粉煤灰首先经过碳酸钠焙烧活化，经活化后粉煤灰中硅锚的溶出活性得到提高，活 后的粉煤灰经碱液溶出过程中，溶液中的硅和铝的溶出速度不同，且存在过饱和现象。利用溶解性质的差异，可以先用少量水浸出硅酸钠，过滤后得到硅酸钠溶液。向硅酸钠 溶液中通入C0。后，可以通过沉淀法制备白炭黑产品。这样既可以脱除粉煤灰中部分硅， 生产白炭黑，又可以提高粉煤灰中铝硅比。再用碱液来浸取脱硅后的粉煤灰，得到硅铝 酸钠浸出液，经过滤，调节 PH 值后，可在不同 PH 值条件下分离出反应混合物，解决 的回收利用。
2．7 粉煤灰选漂珠 玻璃空心微珠(漂珠)广泛应用于：涂料工业、石油工业、塑料工业、航天工业、 航海工业、军事工业、汽车工业、陶瓷工业、橡胶工业等。 随着人们对漂珠优点的逐步认识，其集高耐火、轻质隔热、高硬度高强度、细粒大 比表、高温绝缘五大优异性能于一体且优势叠加，没有其他任何轻质材料、保温隔热材 料能比。利用漂珠这一优势，国内外生产出几十种漂珠轻质保温隔热制品，如轻质烧结 耐火砖、轻质免烧耐火砖、铸造保温冒口、管道保温外壳、防火保温涂料、保温隔热膏、 复合隔热干粉、轻质保温耐磨玻璃钢、塑料活化填充剂、高温高压绝缘体等。 2．8 煤灰生产陶粒和陶砂粉煤灰中加入一定量的粘结剂和水，经成球、干燥、预热、焙烧而成的一种多孔轻 骨料。 陶粒混凝土已广泛应用于工业与民用建筑的各类型预构件和现浇混凝土工程中(如 预应力和非预应力的、承重结构或围护的、隔热或抗渗的，静载或动载的) 。陶粒还可 应用于管道保温、炉体保温隔热、保冷隔热和隔音吸声等其他建筑材料；亦可用作农业 和园林中的无土基床材料、滤水材料及用于污水处理，还可以用于生产农用复合肥料。 粉煤灰陶砂是一种微小、颗粒均匀，具有轻质、高强、保温和耐火特点的新型建材 轻质骨料；更重要的是可以用于油田开采，增加出油率10％以上。
技术工艺：以粉煤灰、 101 2％～20％微细锚术：2％～5％煤粉或烟道灰3％～7％水玻璃：0j％～2％。 粉煤灰精废渣造砖和用于混凝土添加剂以粉煤灰废渣、打灰为上监胤抖．掺加适晕石膏和骨料经胚料制各．压制成型，高 压或常压蒸汽养护m 成的实心粉煤荻砖，该砖可用于】，业与民川建筑的墙体和基础。 粉煤灰废渣L}j 含有的氯化物和硫化物对钢筋混凝土钢筋钝化膜的影响，H 要在混 土添加粉煤灰废渣刚严格按目家标准．其含量不会影响钢筋的钝化膜。其次粉煤灰中的碳粉．是惰性的焦炭粉未，控制粉煤灰废渣的烧失最，碳粉稃：粉煤灰废渣中分 均匀，其影响报小．也小会增加混凝土的导电剃题。从而不会影响钢筋的钝化膜。 结束语粉煤灰精细化综合利用项目，能够很好的处理燃煤电厂产生的尾灰．节约水和耕地 资源，能够充分提取粉煤灰中的有价成分，在实现变废为宝综合利爿 的同时，开发出一种具备生产高附加值产品的新资源．延长企业生产的产业链，提高企业附加值。 作者简介：魏丕杰f 982年毕业于^东工业走学机械制连专业 工学学士，^东蝶机装备集团有限公司副总经理，高级工程师，电话： —，电子虾葙
