徐順濤

山東義科節(jié)能科技股份有限公司，山東 東營(yíng) 257400

1 粉煤灰的性質(zhì)及來(lái)源

1.1 粉煤灰是什么

粉煤灰是煤在燃燒時(shí)排出的微粒，是在火力發(fā)電廠煤粉鍋爐中排出的，是煤燃燒過(guò)程排出的廢渣中最主要的固體廢棄物。粉煤灰具有多孔結(jié)構(gòu)、球形粒徑，在松散狀態(tài)下，粉煤灰的滲透性比黏性土強(qiáng)千百倍，而且，粉煤灰在荷載情況下具有一定的壓縮性能，且壓縮形變與黏性土相比小得多，粉煤灰的粒徑在1 ～100um 之間，在顯微鏡下可觀察到小顆粒的粉煤灰為表面光滑的球形顆粒，而較大顆粒的粉煤灰形狀不規(guī)則[1]，構(gòu)成粉煤灰的主要化學(xué)成分為硅、鋁、鐵的氧化物，剩余的主要是鈣、鎂、硫以及一些未燃燒充分的碳，鉀、鈉的含量最少，而且，粉煤灰是一種工業(yè)廢棄物，它的物理性質(zhì)隨它的組成成分不斷波動(dòng)、變化。

1.2 粉煤灰的來(lái)源

粉煤灰主要是在火力發(fā)電和城市供暖過(guò)程中產(chǎn)生的，在煤不充分燃燒的情況下，殘留下來(lái)的粉煤灰中還含有一些微量元素，而且粉煤灰排放量的多少跟燃煤中灰分直接相關(guān)。

1.3 粉煤灰的性質(zhì)

粉煤灰是一種工業(yè)廢渣，具有物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)。粉煤灰的物理性質(zhì)包括它的密度、堆積密度、細(xì)度、比表面積、需水量等，這些物理性質(zhì)能夠宏觀反映化學(xué)成分及礦物的組成，再加上粉煤灰的組成波動(dòng)幅度大，決定了粉煤灰的物理性質(zhì)的差異很大。粉煤灰本身的化學(xué)性質(zhì)可忽略，但當(dāng)粉煤灰與其他化學(xué)物質(zhì)融合時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)大的反應(yīng)，比如，當(dāng)粉煤灰以粉末狀及水存在時(shí)，在常溫或水熱處理?xiàng)l件下，與氫氧化鈣或其他堿土金屬氫氧化物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成具有水硬膠凝性能的化合物，成為一種增加強(qiáng)度和耐久性的材料。

2 粉煤灰產(chǎn)生的危害

2.1 占用土地資源

電廠或城市集中供暖會(huì)產(chǎn)生大量的粉煤灰，工廠一般會(huì)露天堆放粉煤灰，粉煤灰體積質(zhì)量輕，不能擠壓，而電廠或城市供暖產(chǎn)生的粉煤灰量很大，存放會(huì)占用大量的土地資源，從而降低土地資源的利用率，如果后期粉煤灰處置不當(dāng)，還會(huì)造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。

2.2 污染周邊環(huán)境

粉煤灰堆放在露天環(huán)境中，因其自身體積質(zhì)量輕，容易被風(fēng)吹走，對(duì)周邊環(huán)境造成污染，粉煤灰就像春天里到處飄揚(yáng)的柳絮，無(wú)處不在，甚至粉煤灰比柳絮流動(dòng)性更強(qiáng)，更易造成大氣污染。粉煤灰因?yàn)槭切》肿游廴疚?，還會(huì)像塵土一樣，影響周邊城市的市容市貌，而且，粉煤灰不易清理，物體表面粘上粉煤灰之后，很容易就會(huì)固定，很難被沖洗干凈。如果只是自己家中煤燃燒產(chǎn)生的粉煤灰，還比較容易處理，但供暖或電廠產(chǎn)生的粉煤灰太多，只能集中處理，如何無(wú)污染地處理掉大量的粉煤灰，對(duì)電廠和城市來(lái)說(shuō)，是一大難題，也是一個(gè)大的挑戰(zhàn)。

2.3 污染地下水資源

粉煤灰長(zhǎng)時(shí)間的大量堆放，必須采取一些措施，降低粉煤灰的流動(dòng)性，減少粉煤灰對(duì)城市及周邊環(huán)境的污染。電廠和城市最常使用的一種降低粉煤灰流動(dòng)性的方法便是，在粉煤灰上灑水，增加粉煤灰的體積、重量，但粉煤灰一旦與水相融，便會(huì)和水一起滲入到地下，含有粉煤灰的水具有污染性，一旦滲入到地下，便會(huì)對(duì)地下水造成污染，人們利用地下水灌溉、喂養(yǎng)動(dòng)物等，便會(huì)對(duì)農(nóng)田、動(dòng)植物造成危害，人食用這些受到污染的肉類和蔬菜，會(huì)危害到人類的身體健康。地下水污染后，會(huì)產(chǎn)生一系列的連鎖反應(yīng)，這種污染治理具有非常大的難度，而且很難把控，最終所有的污染都會(huì)危害到人類自身。

2.4 危害動(dòng)物和人類的身體健康

長(zhǎng)期接觸粉煤灰，會(huì)嚴(yán)重危害人們的身體健康，粉煤灰顆粒小，體積輕，很容易通過(guò)鼻腔、口等器官吸入肺中，危害人體的呼吸系統(tǒng)。由于粉煤灰流動(dòng)性極強(qiáng)，如果隨意堆放，還會(huì)影響市容市貌。而且，通過(guò)抑制粉煤灰流動(dòng)性采取的措施，最終也會(huì)危害到人類的身體健康。粉煤灰的隨意堆放，擴(kuò)大了粉煤灰的活動(dòng)范圍，可能飄落到河流、湖泊甚至家中的水容器中，動(dòng)物或人類飲用含有粉煤灰的水后，會(huì)對(duì)人體和動(dòng)物造成危害，而人類居于食物鏈的最頂端，毒素通過(guò)一層層累積，對(duì)人體的危害將會(huì)是最大的。

3 處理利用粉煤灰的必要性

3.1 適應(yīng)國(guó)家科學(xué)、綠色等發(fā)展理念

粉煤灰雖然具有很多的危害，但也具有很多的優(yōu)點(diǎn)，有很大的利用價(jià)值。而且對(duì)粉煤灰的處理及利用，與國(guó)家科學(xué)發(fā)展、綠色發(fā)展的觀念相符，并且始終遵循著“治廢不產(chǎn)廢、治污不產(chǎn)污”的科學(xué)發(fā)展理念。

3.2 兼顧經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益

國(guó)家在發(fā)展的過(guò)程中，始終秉承著“既要金山銀山，也要綠水青山”的理念，在治理粉煤灰的同時(shí)，也會(huì)兼顧環(huán)境效益，不能一味地追求經(jīng)濟(jì)效益。粉煤灰給人們帶來(lái)危害的同時(shí)，也給我們帶來(lái)了機(jī)遇，國(guó)家鼓勵(lì)企業(yè)創(chuàng)新，通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新處理粉煤灰，既有利于促進(jìn)企業(yè)發(fā)展，也有利于解決因粉煤灰造成的環(huán)境問(wèn)題，從而促進(jìn)國(guó)家和企業(yè)、個(gè)人攜手保護(hù)我們?nèi)祟愘囈陨娴募覉@。

3.3 彌補(bǔ)其他材料的不足

粉煤灰雖然自身不具有利用的價(jià)值，但與其他材料混合在一起，會(huì)產(chǎn)生巨大的效益，比如：水泥中摻雜粉煤灰作填充，改善其性能；在化學(xué)工業(yè)方面，可以利用粉煤灰改變一些化學(xué)材料的性能，等等，粉煤灰在各個(gè)領(lǐng)域都有被利用的價(jià)值。

3.4 粉煤灰存在很多有價(jià)元素

粉煤灰只應(yīng)用于建筑材料領(lǐng)域，所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不高。粉煤灰中包含鈣、鐵、鋅等多種有價(jià)元素，只把粉煤灰應(yīng)用在建材領(lǐng)域，發(fā)揮不出粉煤灰中有價(jià)元素的作用，這對(duì)化學(xué)領(lǐng)域來(lái)說(shuō)，是一種資源浪費(fèi)。為提高粉煤灰的利用效率，必須從多個(gè)領(lǐng)域增加對(duì)粉煤灰的有效利用，讓粉煤灰能夠發(fā)揮最大的利用價(jià)值，獲取更多的經(jīng)濟(jì)效益。

4 粉煤灰在各領(lǐng)域的處理方式

4.1 在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

4.1.1 改善土壤

土壤中撒入粉煤灰后，可以增加土地中微量元素的含量，提高土壤肥力，有利于提高農(nóng)作物產(chǎn)量；因?yàn)榉勖夯业臐B透性比黏性土強(qiáng)，在黏性土中加入粉煤灰，可以改良黏性土性質(zhì)，提高黏性土的土壤肥力，增加土地效益。我國(guó)國(guó)土面積960 萬(wàn)平方千米，但能夠用來(lái)種植的土地比較少，中國(guó)人口數(shù)量多，每年的糧食需求大，而我國(guó)能夠使用的土地少，容易造成糧食供應(yīng)不足，這就需要我們提高技術(shù)，改善目前能夠使用的土壤，提高土壤肥力，而用粉煤灰來(lái)改善土壤肥力既便捷又省時(shí)省力，還能消耗掉粉煤灰。

4.1.2 生產(chǎn)肥料

燃燒后產(chǎn)生的粉煤灰中還含有一些微量元素，雖然這些微量元素不足以單獨(dú)作為肥料使用，只能作為輔料加入肥料中，但它能夠減少土地黏性，因此可以用于復(fù)合肥的生產(chǎn)；而且，粉煤灰可以充當(dāng)生物菌劑的輔料，吸附降解細(xì)菌。

4.1.3 吸附廢水的污染物

粉煤灰中含有二氧化硫、三氧化二鋁和氧化鈣等成分，這些成分能夠制成混凝劑和多孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)，從而幫助處理污水；而且粉煤灰中還含有具有吸附功效的硅膠、沸石等物質(zhì)，從而增強(qiáng)粉煤灰的吸附能力[2]。粉煤灰的吸附和處理污水能力，能夠幫助處理日常生活中的污水和一些工業(yè)廢水[3]。大大降低了處理污水的費(fèi)用，在節(jié)省財(cái)力的同時(shí)，又有利于保護(hù)環(huán)境。

4.2 在工業(yè)領(lǐng)域

4.2.1 混合其他材料，制成新型材料

從粉煤灰中分選漂珠、微珠等有用物質(zhì)，這些物質(zhì)可以作為保溫材料和耐火材料，通過(guò)從廢棄的粉煤灰中提取這些有用物質(zhì)，真正實(shí)現(xiàn)了變廢為寶，同時(shí)，新型材料的制成，需要更加高端的技術(shù)，這樣一來(lái)，又會(huì)促使進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，從而促進(jìn)企業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。新型保溫材料和耐火材料的使用，會(huì)更好地保護(hù)環(huán)境不被破壞、污染，也會(huì)給企業(yè)帶來(lái)更大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.2.2 利用自身性能，作為修路材料

粉煤灰本身密度小，與水泥、混凝土混合，可以作為原料替代黏土，降低混凝土的滲透性。在填充路段時(shí)，加入粉煤灰，會(huì)增強(qiáng)道路的堅(jiān)固性，延長(zhǎng)路段的使用壽命。而且，粉煤灰與混凝土混合時(shí)，因粉煤灰的“火山灰”反應(yīng)慢，可以降低混凝土內(nèi)部水化產(chǎn)生的熱量，提高安全度[4]。有了粉煤灰的加入，大大減少了水泥的總量，從而降低了生產(chǎn)成本。

4.2.3 用于建材生產(chǎn)

粉煤灰主要氧化物組成為：SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、TiO2、K2O、Na2O 等，按比例加入部分輔料進(jìn)行研磨加工，可以滿足建筑陶瓷的生產(chǎn)，以下是山東一電廠的粉煤灰成分，在生產(chǎn)陶瓷地磚中加入量達(dá)60%～70%，目前已在山東淄博某陶瓷地磚中正常生產(chǎn)使用。粉煤灰還可以用于陶粒的生產(chǎn)，最高加入量可達(dá)90%。

名稱SiO2Al2O3TiO2CaOMgOK2ONa2OFe2O3粉煤灰 41.7 16.57 1.142.810.300.691.404.44

5 綜合利用粉煤灰過(guò)程中存在的弊端

5.1 粉煤灰的利用率低

目前為止，我國(guó)對(duì)粉煤灰的使用率還很低。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，我國(guó)對(duì)粉煤灰的利用率最高達(dá)到30%，而國(guó)外對(duì)粉煤灰的利用能夠達(dá)到70%。這就說(shuō)明，我國(guó)對(duì)粉煤灰的綜合利用還處于初級(jí)探索階段。

5.2 企業(yè)技術(shù)水平低

處理粉煤灰對(duì)技術(shù)要求高，很多企業(yè)的技術(shù)水平達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)，如果在技術(shù)不達(dá)標(biāo)的情況下處理粉煤灰，不僅達(dá)不到預(yù)期的效果，滿足不了企業(yè)對(duì)粉煤灰的使用需求，而且還會(huì)對(duì)環(huán)境造成更大的污染。

5.3 國(guó)家政策的支持力度小

國(guó)家對(duì)綜合利用粉煤灰的相關(guān)政策少，企業(yè)開(kāi)展利用處理粉煤灰相關(guān)技術(shù)，所需要的資金多，而國(guó)家給予這些企業(yè)的資金扶持少。而且，一些部門企業(yè)不了解這方面的國(guó)家扶持政策，或是不關(guān)心粉煤灰綜合利用政策的宣傳和貫徹，從而誤導(dǎo)企業(yè)沒(méi)有相關(guān)政策的扶持，打擊企業(yè)開(kāi)展研究的積極性，造成巨大的損失。

5.4 利用領(lǐng)域少

目前，對(duì)粉煤灰的綜合利用只局限于建材領(lǐng)域和化工領(lǐng)域，雖然農(nóng)業(yè)方面有一定的使用，但并不是大范圍的使用，農(nóng)民的接受能力差，在其他領(lǐng)域，根本沒(méi)有粉煤灰的使用之地，而且，在化工和環(huán)保領(lǐng)域的利用，僅停留在起步階段，投入的資金多，所需的技術(shù)水平高，發(fā)展非常困難。

6 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)對(duì)粉煤灰的綜合利用雖取得一些成效，但跟國(guó)外相比，技術(shù)還不成熟，冬天，我國(guó)北方地區(qū)主要通過(guò)燃煤取暖，產(chǎn)生的粉煤灰多，但居民取暖分散，這就造成了粉煤灰的產(chǎn)生范圍廣，集中處理困難大，而且，煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)對(duì)空氣產(chǎn)生污染[5]?；痣姀S和城市集中供暖產(chǎn)生的粉煤灰的利用效率低，對(duì)技術(shù)要求高，一旦處理不當(dāng)，便會(huì)對(duì)環(huán)境造成二次污染，所以，這就對(duì)相關(guān)企業(yè)提出了更高的要求，相信在未來(lái)，我國(guó)會(huì)加大對(duì)粉煤灰利用研究的扶持力度，提供更加高端的技術(shù)，幫助處理粉煤灰，提高粉煤灰的利用率，而且粉煤灰的未來(lái)發(fā)展前景很廣闊。