袁麗偉 王穎

(錫林郭勒職業(yè)學(xué)院， 內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000)

褐煤粉煤灰綜合利用前景分析

袁麗偉 王穎

(錫林郭勒職業(yè)學(xué)院， 內(nèi)蒙古 錫林郭勒 026000)

內(nèi)蒙古錫盟地區(qū)褐煤儲(chǔ)量占全國(guó)首位是內(nèi)蒙古能源重地。是西電東輸煤電一體的主要地區(qū)。大量粉煤灰生產(chǎn)無(wú)法被完全利用將是其未來(lái)面臨的主要難題。本文對(duì)錫盟地區(qū)褐煤粉煤灰進(jìn)行理化分析，根據(jù)其特性對(duì)褐煤粉煤灰的未來(lái)應(yīng)用及研究途徑進(jìn)行分析，得出褐煤粉煤灰適合在建筑、農(nóng)業(yè)、化工、環(huán)保行業(yè)深入利用的結(jié)論。

褐煤粉煤灰；理化分析；用途。

褐煤，也稱(chēng)“柴煤”煤化程度較低，屬于泥炭經(jīng)過(guò)巖層作用而形成的腐殖煤。褐煤具有高水分、易揮發(fā)、低密度和中低熱量的特性。在錫林郭勒盟，褐煤的存儲(chǔ)量占到的全國(guó)的首位。目前錫盟地區(qū)褐煤利用主要有煤電一體，褐煤提質(zhì)，貴金屬提取等。預(yù)計(jì)到2018年，錫盟地區(qū)未來(lái)將年產(chǎn)3000萬(wàn)噸粉煤灰。粉煤灰也叫飛灰、是高溫燃燒煤粉后形成的一種混合材料，性質(zhì)類(lèi)似于火山灰質(zhì)。是由超臨界鍋爐內(nèi)部產(chǎn)生由旋風(fēng)分離器捕及到的細(xì)灰。褐煤粉煤灰大概每燃燒三噸燃煤可以產(chǎn)生一噸粉煤灰[1]。

1 褐煤粉煤灰的性質(zhì)

(1)粉煤灰的組成 粉煤灰的礦相組成可分為無(wú)定形相和結(jié)晶相兩部分。粉煤灰屬于火山類(lèi)物質(zhì)，其化學(xué)組成主要是SiO2和Al2O3，二者之和可達(dá)到70%以上。此外還有Fe2O3、Na2O、TiO2、K2O、SO3、MgO、MnO和CaO等。其中無(wú)定形相主要為玻璃體，具備較好的化學(xué)活性，主要是含硅的化合物。結(jié)晶相主要是莫來(lái)石、磁鐵礦、石英等。其組成和含量取決于煤粉的成分及燃燒程度。其中煤粉爐能夠形成莫來(lái)石、石英等成分。若鍋爐溫度低，則其中含有的硅、鋁化合物的結(jié)合形式有變化。

(2)褐煤粉煤灰組成 錫盟地區(qū)采用褐煤，選用錫盟地區(qū)兩個(gè)煤電企業(yè)的粉煤灰進(jìn)行研究，其均采用循環(huán)流化床鍋爐，對(duì)其礦相組成及化學(xué)成分進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：

表1 褐煤粉煤灰的化學(xué)組成

采用X衍射分析儀對(duì)兩種通過(guò)定量得到粉煤灰的礦相組成為：

表2 褐煤粉煤灰中礦相組成及含量

通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，錫盟地區(qū)采用褐煤的循環(huán)流化床鍋爐中產(chǎn)生了較高含量的莫來(lái)石組分，并且錫盟地區(qū)褐煤中含鋁量適中。

2 褐煤粉煤灰利用途徑

(1)建筑行業(yè) 中國(guó)粉煤灰綜合利用最早用于生產(chǎn)建筑材料，主要利用途徑有配制粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰燒結(jié)磚、粉煤灰磚砌塊。褐煤含硅量較大，且伴生的煤矸石量較大，故褐煤粉煤灰適合用于合成粉煤灰磚塊、尤其適合配制水泥和混凝土。未來(lái)建筑行業(yè)仍然是利用粉煤灰的主要途徑。錫盟地區(qū)有沙漠地貌，可以使用錫盟地區(qū)沙漠飛沙來(lái)配制輕質(zhì)砂漿，燃煤脫硫石膏做建筑材料在錫盟地區(qū)將成為主要途徑。

（2）農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用 褐煤粉煤灰中含有多種微量元素及礦物質(zhì)，適合制作化肥及土壤改良劑。目前已經(jīng)進(jìn)行土壤改良劑的中試工作。但褐煤中含鈣量變化較大，若鈣量過(guò)高，則需要降低含鈣量才能制作合格的土壤改良劑，否則易造成土壤板結(jié)。

（3）化工中的應(yīng)用 粉煤灰中還有一些貴金屬如鍺，錫盟地區(qū)從褐煤爐渣中提取鍺，年產(chǎn)30萬(wàn)噸鍺的項(xiàng)目已完全建成投產(chǎn)。除此之外，還可以提取褐煤粉煤灰中的游離SiO2，制取分子篩處理劣質(zhì)高氮油類(lèi)。粉煤灰還可以作為填料運(yùn)用于塑料、橡膠等行業(yè)，通過(guò)處理改變其力學(xué)性能和相容性，用來(lái)制作家具等高附加值產(chǎn)物，產(chǎn)業(yè)前景良好。

（4）環(huán)保應(yīng)用 粉煤灰本身能直接吸附廢水中的固體顆粒物，目前用粉煤灰采用濾柱法，直接加入法等實(shí)現(xiàn)廢水處理，水處理費(fèi)用較低。但目前處理存在處理后分離難的問(wèn)題制約了粉煤灰直接用作廢水處理[2]。

（5）粉煤灰合成絮凝劑 粉煤灰中含有大量的Si、Al、Fe，而這三種元素是合成無(wú)機(jī)絮凝劑的有效組分，如何提取粉煤灰中的Si、Al元素是合成絮凝劑的重點(diǎn)步驟。有實(shí)驗(yàn)表明可以采用堿金屬鹽或堿土金屬鹽作為助溶劑打開(kāi)硅鋁結(jié)合的莫來(lái)石，幫助提取粉煤灰中的有效元素。粉煤灰制備的絮凝劑，能夠有效降低污染水體中的濁度和色度，處理的領(lǐng)域有：造紙廢水、焦化廢水、煤化工污水、含砷、磷廢水等，具有較為廣闊的應(yīng)用前景。

3 結(jié)論

目前錫盟地區(qū)粉煤灰作為一種資源化利用，較為合適的途徑是大量粉煤灰通過(guò)建筑行業(yè)應(yīng)用，部分粉煤灰制作土壤改良劑及水處理劑為當(dāng)?shù)胤?wù)。如何利用粉煤灰仍將是長(zhǎng)期制約錫盟產(chǎn)業(yè)發(fā)展的嚴(yán)重問(wèn)題，而粉煤灰作為一種資源，如果合理利用，也將是一筆寶貴的財(cái)富。

[1]彭敏.粉煤灰的形貌、組成分析及其應(yīng)用[D].湘潭:湘潭大學(xué)碩士論文,2004.

[2]張建平.粉煤灰處理廢水機(jī)理及應(yīng)用[J].粉煤灰綜合利用,1996,14(4):33-35.

袁麗偉(1984- )，內(nèi)蒙古錫林浩特人，碩士，研究方向煤化工三廢處理。

錫林郭勒職業(yè)學(xué)院科研項(xiàng)目《褐煤粉煤灰制煤化工污水絮凝劑可行性研究》ZD201502資金支持。