摘要：近年來(lái)，隨著能源需求量的不斷增加，煤炭燃燒導(dǎo)致粉煤灰產(chǎn)生量持續(xù)攀升。粉煤灰作為工業(yè)三廢之一，因其巨大的產(chǎn)生量、豐富的組分和獨(dú)特的理化性質(zhì)，有著極高的利用價(jià)值。對(duì)粉煤灰進(jìn)行資源化利用，不但可以實(shí)現(xiàn)廢物無(wú)害化處理，而且可以緩解粉煤灰堆積所帶來(lái)的環(huán)境污染。本文結(jié)合粉煤灰的理化性質(zhì)及其礦物相組成，綜述粉煤灰資源化利用，分析目前該行業(yè)依然存在的問(wèn)題，最后展望粉煤灰資源化利用的發(fā)展方向。

關(guān)鍵詞：粉煤灰；資源化利用；環(huán)境保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：X705；TQ536.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2023）02-00-06

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.02.024

Research Progress on Resource Utilization of Fly Ash

CHAI Lei1， YUE Tian2， YAN Zhihua3， LIU Qiang1， XIONG Yusen3

（1. Huadian Electric Power Research Institute Co.， Ltd.， Hangzhou 310030， China; 2. Hebei University of Technology， Tianjin 050019， China;"3. Fujian Huadian Yongan Power Generation Co.， Ltd.， Yongan 366013， China）

Abstract： In recent years， with the increasing demand for energy， coal combustion has led to a continuous increase in the production of fly ash. As one of the three industrial wastes， fly ash has high utilization value due to its huge production， rich components and unique physical and chemical properties. The resource utilization of fly ash can not only realize the harmless treatment of waste， but also alleviate the environmental pollution caused by the accumulation of fly ash. Based on the physical and chemical properties and mineral phase composition of fly ash， this paper summarizes the resource utilization of fly ash， analyzes the existing problems in this industry， and finally looks forward to the development direction of resource utilization of fly ash.

Keywords： fly ash; resource utilization; environmental protection

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，能源消費(fèi)總量逐年上升。雖然清潔能源在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比逐年增長(zhǎng)，但煤炭資源在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中依然占據(jù)重要地位，預(yù)計(jì)到2035年，煤炭資源在我國(guó)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比依然高達(dá)24%[1]。煤炭的使用伴隨著大量粉煤灰的產(chǎn)生，目前，我國(guó)粉煤灰年產(chǎn)生量高達(dá)9億t，累計(jì)堆積量已超30億t，若處理不當(dāng)，如此大量的粉煤灰不僅會(huì)占用大量土地，還將引發(fā)土壤酸堿失衡、揚(yáng)塵及霧霾、水質(zhì)重金屬污染等現(xiàn)象，對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重的破壞[2]。因此，基于粉煤灰自身的理化特性，合理利用粉煤灰資源，使其高效資源化利用，成為近年來(lái)研究的熱點(diǎn)。本文綜述粉煤灰的不同資源化利用方式，指出目前該行業(yè)依然存在的問(wèn)題，并展望粉煤灰資源化利用的發(fā)展趨勢(shì)，為粉煤灰資源的高效利用提供參考。

1 粉煤灰概述

1.1 粉煤灰的物理性質(zhì)

粉煤灰指的是電廠燃煤燃燒后所產(chǎn)生的粉末狀固體廢棄物，由晶體、玻璃體、殘?zhí)冀M成，呈灰色或灰黑色，形狀不規(guī)則，大部分顆粒呈微球狀，粒徑在0.1～300.0 μm，密度約為2 g/cm3，堆積密度為1.0～1.8 g/cm3，它擁有較大的比表面積和較強(qiáng)的吸附活性[3]。

1.2 粉煤灰的化學(xué)性質(zhì)

粉煤灰的化學(xué)性質(zhì)受燃煤種類(lèi)、燃燒方式、鍋爐結(jié)構(gòu)等因素的共同影響，其主要由硅、鋁、鐵、鎂、鈣等物質(zhì)的氧化物構(gòu)成。粉煤灰的pH一般介于1.2～12.5，其pH主要受Ca/S質(zhì)量比影響[4]。此外，粉煤灰具有一定的水硬膠凝特性，可與堿土金屬氧化物反應(yīng)生成具有膠凝性能的混合物。

1.3 粉煤灰的礦物相組成

粉煤灰的主要礦物相及其含量如表1所示[5]，按照是否為晶相進(jìn)行分類(lèi)，礦物成分可分為晶相物質(zhì)與非晶相物質(zhì)。粉煤灰中的非晶相物質(zhì)主要包含玻璃體以及燃燒后殘留的碳，這其中玻璃體使得粉煤灰具有活性；晶相物質(zhì)主要包含石英、莫來(lái)石、石灰，還有少量的赤鐵礦、磁鐵礦、鈣長(zhǎng)石等。此外，粉煤灰的礦物組成受煤源、燃燒條件等因素影響而發(fā)生變化。

2 粉煤灰綜合利用現(xiàn)狀

當(dāng)前，我國(guó)粉煤灰利用模式如圖1所示[6]。

由于運(yùn)輸成本及環(huán)保等問(wèn)題，部分粉煤灰被暫時(shí)擱置，在其資源化利用中，用于水泥生產(chǎn)的占比最大，其他利用渠道包含建材生產(chǎn)、做混凝土添加劑、礦山回填及鋪砌等。隨著科技的進(jìn)步和環(huán)保意識(shí)的提升，粉煤灰逐漸在高端裝配式建筑、高分子材料、筑路工程、水利工程、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等領(lǐng)域發(fā)揮作用，利用模式逐步實(shí)現(xiàn)高利用率及高附加值的目標(biāo)。

2.1 建材及建工領(lǐng)域

早在20世紀(jì)30年代，粉煤灰就已經(jīng)開(kāi)始被應(yīng)用于建筑行業(yè)。研究表明，近年來(lái)，我國(guó)粉煤灰在資源化利用過(guò)程中用于建材及建工領(lǐng)域的占比最大，這其中主要用于水泥及混凝土制備、墻體材料制作、微晶玻璃制作、筑路工程、水利工程等領(lǐng)域[6]。

2.1.1 水泥

粉煤灰中的SiO2、Al2O3、CaO等活性成分與黏土相似，因此它可代替黏土參與水泥的生產(chǎn)。研究表明，粉煤灰的摻入可以強(qiáng)化水泥的水硬膠凝性能，有利于提升水泥后期強(qiáng)度，相較于傳統(tǒng)水泥的生產(chǎn)過(guò)程，粉煤灰水泥生產(chǎn)過(guò)程成本低、能耗少，滿足可持續(xù)發(fā)展的要求[7]。

邱瑞芳等[8]利用蒸汽動(dòng)能磨粉工藝對(duì)循環(huán)流化床（CFB）燃燒低熱值燃煤獲得的粉煤灰進(jìn)行超細(xì)處理，制備高摻量的粉煤灰水泥。研究顯示，在石膏、熟料、粉煤灰配比為3∶57∶40的條件下，當(dāng)粉煤灰的中位粒徑為5 μm時(shí)，其微集料效應(yīng)與火山灰活性得到最充分的發(fā)揮，粉煤灰水泥的強(qiáng)度達(dá)到最佳（PF52.5等級(jí)）。曹瑞東等[9]研究了粉煤灰種類(lèi)和摻量對(duì)水泥基膠凝體系性能的影響。對(duì)于摻量所造成的影響，研究表明，粉煤灰-水泥凈漿流動(dòng)性隨著粉煤灰摻量的增加而降低，超細(xì)粉煤灰的摻量介于20%～25%時(shí)，其膠砂試件的3 d、28 d的抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度達(dá)到最高。對(duì)于粉煤灰種類(lèi)所造成的影響，研究表明，超細(xì)粉煤灰-水泥凈漿的流動(dòng)性略低于Ⅰ級(jí)粉煤灰-水泥凈漿，但差別很小；超細(xì)粉煤灰-水泥膠砂試件的3 d、28 d的抗壓強(qiáng)度和抗折強(qiáng)度均要高于Ⅰ級(jí)粉煤灰-水泥膠砂試件。綜合粉煤灰的種類(lèi)與摻量考慮，摻量20%的超細(xì)粉煤灰-水泥基膠凝體系的綜合性能可以達(dá)到最佳。

2.1.2 混凝土

粉煤灰可部分替代水泥、砂等原料作為配制混凝土的添加劑，其憑借獨(dú)特的物化性質(zhì)（水硬性、火山灰活性、微集料效應(yīng)等），可以有效改善混凝土的綜合特性，滿足許多工程需求。研究表明，相較于傳統(tǒng)混凝土，加入一定比例粉煤灰的混凝土綜合性能更佳，其水硬性、抗?jié)B性、和易性、可泵性、后期強(qiáng)度等性能均有提高，同時(shí)這樣可以降低工程造價(jià)與能耗，緩解水泥水化熱現(xiàn)象所產(chǎn)生的消極影響[10]。

周玲珠等[11]采用不同摻量粉煤灰等量替代水泥制備自密實(shí)混凝土，對(duì)高摻量粉煤灰自密實(shí)混凝土的綜合性能進(jìn)行了研究。試驗(yàn)表明，7 d、28 d、56 d的抗壓強(qiáng)度均隨粉煤灰摻量的增加而降低；當(dāng)粉煤灰摻量大于45%時(shí)，自密實(shí)混凝土的擴(kuò)展度與粉煤灰摻量成正比，當(dāng)其摻量小于45%時(shí)，二者成反比；當(dāng)粉煤灰摻量占比達(dá)到50%時(shí)，混凝土的抗壓強(qiáng)度與粉煤灰摻量具有極高的線性相關(guān)性。

2.1.3 墻體材料

以粉煤灰為原料生產(chǎn)的砌塊、磚塊等墻體材料具有力學(xué)性能優(yōu)異、密度小、保溫性能好、成本低等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于建筑行業(yè)。粉煤灰隔墻板（粉煤灰加氣混凝土板、粉煤灰硅鈣板等）作為一種輕質(zhì)、低成本、環(huán)保的墻體材料，被廣泛用于替代傳統(tǒng)磚塊、砌塊等墻體材料。

漆貴海等[12]利用粉煤灰、陶粒、機(jī)制砂與礦渣粉等材料制備隔墻板，并對(duì)其性能的影響因素進(jìn)行研究。結(jié)果表明，膠凝材料的摻量小于36%時(shí)，隔墻板的綜合性能隨摻量的增加而增加，當(dāng)膠凝材料的摻量大于36%時(shí)，其性能增長(zhǎng)趨于緩和；當(dāng)粉煤灰摻量為20%時(shí)，隔墻板的抗壓強(qiáng)度最優(yōu)，但綜合考慮隔墻板的密度與性能，粉煤灰與礦渣的最優(yōu)摻量分別取10%和20%。

2.1.4 微晶玻璃

微晶玻璃作為一種耐腐蝕、耐高溫、抗拉抗壓的新型材料，可用于建筑材料、耐火材料、化工等領(lǐng)域。粉煤灰富含的SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3等氧化物正是制作微晶玻璃的主要原料，此外，微晶玻璃的制備過(guò)程還可以固定粉煤灰中微量的重金屬污染物，降低環(huán)保壓力。因此，作為粉煤灰高值化利用的方式之一，利用粉煤灰制備微晶玻璃受到廣泛關(guān)注。

王瑞鑫等[13]以粉煤灰、石英砂、高爐渣作為主要原料，采用熔融法制備高性能微晶玻璃。研究表明，當(dāng)粉煤灰、石英砂、高爐渣的摻量分別為15%、20%、65%，并輔以摻量1.5%的Cr2O3與摻量5%的Fe2O3作為晶核劑時(shí)，微晶玻璃的綜合性能可以達(dá)到最佳，其抗折強(qiáng)度可達(dá)161.76 MPa，維氏硬度可達(dá)793.67 HV30?？傊?，微晶玻璃是一種極具發(fā)展前景的新型材料。

2.1.5 其他

除了用于生產(chǎn)水泥，制備混凝土摻合料，制作墻體材料、微晶玻璃等，粉煤灰還可用于工程砂漿、地質(zhì)聚合物等建筑材料的制備以及筑路等實(shí)際工程。粉煤灰可部分代替水泥、砂等組分制備工程所需砂漿。粉煤灰與砂漿稠化配合使用，可提升砂漿保水性，對(duì)砂漿進(jìn)行改性，研究表明，在一定摻混比下，粉煤灰砂漿相較于傳統(tǒng)砂漿（純水泥砂漿），抗壓強(qiáng)度與抗折強(qiáng)度均有改善[14]。

地質(zhì)聚合物是一種由AlO4和SiO4四面體結(jié)構(gòu)單元組成的3D網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)聚合物，其作為一種新型的堿性激發(fā)膠凝材料，能耗少、性能優(yōu)異，近年來(lái)常被用于替代普通硅酸鹽水泥或用作混凝土添加劑。粉煤灰因其成分與地質(zhì)聚合物相近，可用于制備地質(zhì)聚合物。Habert等[15]研究發(fā)現(xiàn)，由粉煤灰基地質(zhì)聚合物制備的混凝土相比普通混凝土對(duì)環(huán)境的影響更小，它是制備高性能混凝土的良好粘接劑。此外，粉煤灰可與砂石等材料混合作為路基。用粉煤灰填充路基，可以使粉煤灰資源化，粉煤灰具有火山灰特性，其填充后的路基強(qiáng)度要高于傳統(tǒng)路基。

2.2 化工領(lǐng)域

粉煤灰在化工領(lǐng)域的綜合利用形式豐富。一是高附加值組分的分離與提??；二是制備沸石分子篩，用于吸附、催化等領(lǐng)域；三是作為橡膠填料，強(qiáng)化橡膠的拉伸性能；四是制備比表面積大、穩(wěn)定性強(qiáng)的催化劑載體；五是以纖維形態(tài)參與制造紙張。

2.2.1 提取高值組分

粉煤灰是一種富含多種組分的粉末狀固體，其復(fù)雜的組分限制了高附加值利用率的提高，但同時(shí)也為高值組分的提取提供了豐富的原料。粉煤灰中的有價(jià)值組分包含空心玻璃微珠、磁珠、氧化鋁等，利用不同組分物化性質(zhì)的不同，可以對(duì)有價(jià)值組分進(jìn)行分離與提取，進(jìn)而進(jìn)行高值化利用。

空心玻璃微珠是高溫熔融預(yù)冷后形成的空心微粒，其主要成分為SiO2與金屬氧化物，可廣泛應(yīng)用于耐火、絕緣阻電、航空航天等領(lǐng)域[16]。磁珠指的是粉煤灰中富含鐵等磁性物質(zhì)的玻璃相微珠，通?？捎么胚x將其從粉煤灰中分離出來(lái)，與空心微珠一樣可用作吸附材料[17]。Al2O3是粉煤灰的主要成分之一，對(duì)Al2O3的提質(zhì)是粉煤灰資源化利用研究的一大熱題。目前，氧化鋁的提取主要有酸法、堿法、酸堿聯(lián)合法[18]。殘?zhí)疾粌H可以用于二次燃燒，還能作為吸附劑對(duì)廢氣與污水中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸附，改善自然環(huán)境。Blissett等[19]通過(guò)研究，建立了一套粉煤灰有用組分的分離工藝。該工藝通過(guò)重介選、泡沫浮選、磁力分選、粒度分級(jí)等技術(shù)，直接對(duì)粉煤灰中的玻璃微珠、富碳物質(zhì)、磁珠等有用物質(zhì)進(jìn)行了分選。該工藝流程簡(jiǎn)潔高效，可用于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，是一種極具前景的高值組分提取技術(shù)。

2.2.2 制備沸石分子篩

沸石分子篩作為一種熱穩(wěn)定性強(qiáng)且具有多孔結(jié)構(gòu)的硅鋁酸鹽材料，廣泛應(yīng)用于吸附、催化與離子交換領(lǐng)域。粉煤灰與其化學(xué)成分相近，因此常被用作制備沸石分子篩的低成本原料，以粉煤灰為原料制備沸石分子篩的途徑主要有水熱合成、微波輔助合成和酸蝕合成等。當(dāng)前，沸石分子篩的主要類(lèi)型分為P型、X型、A型。

Niu等[20]以粉煤灰為原料，采用堿熔融-水熱合成技術(shù)制備了沸石分子篩，并與商業(yè)4A型沸石分子篩進(jìn)行了性能對(duì)比。研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰基沸石分子篩對(duì)甲醛的吸附效果要優(yōu)于商業(yè)4A型沸石分子篩，經(jīng)時(shí)間2 h的吸附試驗(yàn)，其甲醛吸附量比4A型沸石分子篩高22.64%。李曉光等[21]先用NaOH預(yù)活化粉煤灰，再利用13X沸石分子篩作為晶種，采用水熱合成技術(shù)制備出X型沸石分子篩。研究表明，在NaOH濃度為0.75 mol/L、Si/Al比為2.8、陳化時(shí)間為30 min、晶化時(shí)間為10 h、液固比為9 mL/g的條件下，制備的粉煤灰基X型沸石分子篩的性能最好，可以實(shí)現(xiàn)粉煤灰的高附加值利用。

2.2.3 其他化工領(lǐng)域

密度小、強(qiáng)度高的粉煤灰可用作補(bǔ)強(qiáng)橡膠的填充料，添加粉煤灰可以顯著提升橡膠材料的拉伸強(qiáng)度與斷裂伸長(zhǎng)率。于洪鑒等[22]將酸法提鋁后的粉煤灰進(jìn)行超細(xì)研磨、表面改性等處理，然后用作丁苯橡膠補(bǔ)強(qiáng)填料。研究顯示，當(dāng)粉煤灰與白炭黑質(zhì)量比為1時(shí)，橡膠的性能有顯著提高，其斷裂伸長(zhǎng)率為851.26%，是純白炭黑的1.3倍，拉伸強(qiáng)度增長(zhǎng)至5.33 MPa，該工藝為粉煤灰的資源化利用提供了新思路。

粉煤灰具有較大的比表面積與較強(qiáng)的熱穩(wěn)定性，因此可用作催化劑的載體。楊超[23]以粉煤灰為載體、膨潤(rùn)土為基體粘接劑，輔以化學(xué)粘接劑、淀粉造孔劑等材料，制備蜂窩形脫硝催化劑。結(jié)果顯示，當(dāng)膨潤(rùn)土與粉煤灰質(zhì)量比為1∶4，造孔劑添加量為6%時(shí)，催化劑的催化效率達(dá)到最高，可以滿足工藝要求，因此利用粉煤灰制備催化劑載體是一種可行的高附加值利用方式。

2.3 農(nóng)業(yè)領(lǐng)域

為降低粉煤灰綜合利用對(duì)建材領(lǐng)域的依賴(lài)，除了將粉煤灰進(jìn)行高附加值利用外，還將粉煤灰用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，如土壤改良、化肥生產(chǎn)以及海產(chǎn)養(yǎng)殖（制造人工魚(yú)礁）。

2.3.1 改良土壤

粉煤灰含有Ca、K、N、P、Si等元素，它們是植物生長(zhǎng)不可或缺的元素。研究表明，將粉煤灰用于改良土壤，不僅可以蓬松土質(zhì)，治理土壤板結(jié)、鹽堿化等問(wèn)題，還能豐富土壤元素，優(yōu)化植物生長(zhǎng)環(huán)境。楊猛[24]首先利用超聲波法對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性處理，再利用改性后的粉煤灰與粉磨后的秸稈對(duì)露天礦排土場(chǎng)的土壤進(jìn)行改良。研究發(fā)現(xiàn)，粉煤灰的加入并沒(méi)有對(duì)當(dāng)?shù)赝寥涝斐啥挝廴?，?dāng)排土場(chǎng)土壤、粉煤灰、秸稈粉的占比分別為70%、20%、10%時(shí)，土壤改良效果最佳。此外，還應(yīng)以分堆多次拌和結(jié)合分層犁耕的作業(yè)方式實(shí)施土壤改良。

2.3.2 生產(chǎn)肥料

研究表明，粉煤灰中有至少15種的植物所需元素，施用粉煤灰肥料后，農(nóng)作物的抗逆性能、產(chǎn)量均有明顯提升。以粉煤灰為原料生產(chǎn)肥料，不僅可以實(shí)現(xiàn)廢棄物利用，還能緩解我國(guó)用肥緊張的難題，因此這是一種可行的高附加值利用方式。胡兆平等[25]利用粉煤灰與低品位磷礦制備粉煤灰磷肥，并研究了原料配比、助熔劑用量、熔融時(shí)間與溫度對(duì)肥料最終性能的影響。研究表明，在1 300 ℃的熔融溫度下，加入摻量20%～40%的粉煤灰與摻量10%的助熔劑，熔融0.5 h所制備的粉煤灰磷肥性能可以達(dá)到最佳，其磷的枸溶率可以達(dá)到90%。

2.3.3 人工魚(yú)礁

人工漁礁不僅可以用于海產(chǎn)養(yǎng)殖，還能改善海洋環(huán)境，恢復(fù)生態(tài)平衡。劉秀民等[26]以粉煤灰和堿渣為原料，制作人工魚(yú)礁用于海產(chǎn)養(yǎng)殖，并對(duì)粉煤灰漁礁的性能進(jìn)行全面評(píng)估。結(jié)果表明，在保證粉煤灰漁礁對(duì)海洋水質(zhì)無(wú)污染的情況下，粉煤灰漁礁的抗壓強(qiáng)度、Ca2+溶出通量、Ca2+與Mg2+的交換特性均可以達(dá)到要求。

2.4 環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域

粉煤灰在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域主要用于改善水質(zhì)，處理煙氣中的有害成分，還用于礦井回填工程。根據(jù)粉煤灰獨(dú)特的多孔結(jié)構(gòu)和超大的比表面積，可將其用于吸附空氣或污水中的有害組分；根據(jù)粉煤灰的粒度分布及火山灰特性，可將其用于礦井回填，避免開(kāi)采后的礦井發(fā)生塌陷。

2.4.1 污水處理

粉煤灰比表面積大，具有多孔結(jié)構(gòu)，含有多種活性基團(tuán)，廣泛應(yīng)用于污水治理。粉煤灰可以吸附污水中的重金屬（汞、鉛等）、油污、染料等污染物。經(jīng)改性處理，粉煤灰可以與污染物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生絮凝沉淀。

謝躍等[27]利用粉煤灰并輔以脫水污泥、黏土等材料，制備出用于處理城市污水的粉煤灰陶粒填料，并通過(guò)正交試驗(yàn)，探究不同材料配比對(duì)污染物去除特性的影響。研究表明，當(dāng)粉煤灰、黏土、脫水污泥、碳酸鈣的摻量分別為40%、40%、25%、15%時(shí)，廢水中的N、P去除效果最佳。唐代瑤等[28]首先采用酸處理與造粒工藝對(duì)粉煤灰進(jìn)行改性，然后利用改性后的粉煤灰對(duì)含磷污水進(jìn)行處理，并研究了不同粉煤灰改性條件與粉煤灰投入量對(duì)含磷廢水（含磷量100 mg/L）處理效果的影響。研究表明，粉煤灰用硫酸改性后，粉煤灰改性顆粒投入量為10 g/L且pH介于4～10時(shí)，污水處理效果可以達(dá)到最佳，出水含磷量為0.24 mg/L，可直接利用。

2.4.2 煙氣處理

近年來(lái)，粉煤灰常被用于煙氣脫硫脫硝。粉煤灰憑借自身獨(dú)特的物化性質(zhì)，可以高效地對(duì)氮氧化物（NOx）、SO2、Hg等成分進(jìn)行吸附。此外，粉煤灰富含堿性金屬氧化物（CaO、MgO、Na2O等），對(duì)酸性氣體的凈化效果優(yōu)異。

郭慧嫻等[29]首先對(duì)粉煤灰進(jìn)行煅燒處理，再將其與氫氧化鈣混合并輔以九水偏硅酸鈉（Na2SiO3·9H2O），最后采用水熱法對(duì)混合物進(jìn)行處理，得到粉煤灰煙氣吸附劑，實(shí)現(xiàn)以廢治廢。研究表明，改性后的粉煤灰可以有效地對(duì)廢氣中的SO2進(jìn)行處理，粉煤灰煙氣吸附劑在煙溫90 ℃、含濕率30%、氣體流速300 L/h、SO2初始濃度0.2%的條件下進(jìn)行脫硫，吸附20 min后，脫硫率高達(dá)96%。

2.4.3 礦井回填

為防止采空區(qū)地面沉降或塌陷，可利用粉煤灰對(duì)采空礦井進(jìn)行回填，改善礦區(qū)環(huán)境。研究發(fā)現(xiàn)，將粉煤灰、脫硫石膏與粉碎后的煤矸石混合，并輔以膠凝劑、復(fù)合減水劑和少量水泥等材料，可以制備采空礦井充填料漿，凝固后的料漿充當(dāng)開(kāi)采前的煤柱，有效地解決采空區(qū)地質(zhì)環(huán)境問(wèn)題。

3 結(jié)論

目前，粉煤灰資源化利用發(fā)展迅速，它已應(yīng)用于多個(gè)領(lǐng)域，但仍然存在一些問(wèn)題。一是粉煤灰地域分布不平衡，產(chǎn)地多在我國(guó)西北部，而消費(fèi)地多位于我國(guó)東南沿海地區(qū)，運(yùn)輸成本大且會(huì)造成運(yùn)輸污染；二是粉煤灰資源化利用途徑不夠豐富，利用技術(shù)水平有待提高，高附加值利用程度低，利用途徑多是低附加值領(lǐng)域（陶瓷、低端建材、農(nóng)業(yè)等），高附加值利用工藝煩瑣，成本較高，難以實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用；三是低品質(zhì)粉煤灰的利用成本高，在進(jìn)行資源化利用前通常需要進(jìn)行脫碳、研磨等工藝處理，增加利用成本。

未來(lái)，要準(zhǔn)確把握發(fā)展趨勢(shì)，推進(jìn)粉煤灰資源化利用。一是基于粉煤灰的地域分布，協(xié)調(diào)各地的發(fā)展關(guān)系，將技術(shù)與資本向灰源地傾斜，減少運(yùn)輸成本，同時(shí)帶動(dòng)灰源地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。此外，探尋粉煤灰與本地其他廢棄物的聯(lián)合利用方法，發(fā)揮不同種類(lèi)廢棄物的協(xié)同效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)多種廢棄物的綜合利用。二是基于粉煤灰自身物化特性，繼續(xù)挖掘粉煤灰生成機(jī)理，完善粉煤灰的細(xì)化分類(lèi)，探索粉煤灰各組分的分離方式，為粉煤灰在不同領(lǐng)域的應(yīng)用提供理論支撐。三是基于粉煤灰的利用途徑，探索更加豐富的利用模式，提升整體利用水平，同時(shí)簡(jiǎn)化利用工藝、降低利用成本，重點(diǎn)研究高附加值領(lǐng)域的應(yīng)用，使得粉煤灰的高值化利用不停留在實(shí)驗(yàn)室階段，最終實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用?？傮w來(lái)看，粉煤灰資源化利用正在朝多渠道、高利用率、高值化、低成本、低污染、商業(yè)化、可持續(xù)的方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

1 梁慧婷.中國(guó)煤炭產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀分析[J].農(nóng)村經(jīng)濟(jì)與科技，2019（14）：113-114.

2 Ding J，Ma S H，Shen S L，et al.Research and industrialization progress of recovering alumina from fly ash：A concise review[J].Waste Management，2017（60）：375-387.

3 Sear L K A.Properties and Use of Fly Ash：A Valuable Industrial By-Product[C]//United Kingdom Quality Ash Association.2001.

4 任 倩.粉煤灰特性分析及資源化利用評(píng)價(jià)[D].成都：西南交通大學(xué)，2012：8-9.

5 趙永彬.粉煤灰的礦物學(xué)性質(zhì)研究[J].潔凈煤技術(shù)，2015（4）：112-116.

6 Luo Y，Wu Y，Ma S，et al.Utilization of coal fly ash in China：a mini-review on challenges and future directions[J].Environmental Science and Pollution Research，2021（4）：1-14.

7 代義磊，孫思文，劉玉亭，等.粉煤灰在水泥工業(yè)中綜合利用的研究現(xiàn)狀[J].安徽建筑，2019（10）：198-201.

8 邱瑞芳，劉紅宇，程芳琴，等.超細(xì)粉煤灰用于高強(qiáng)度水泥的試驗(yàn)研究[C]//第三屆中國(guó)國(guó)際復(fù)合材料科技大會(huì)摘要集分會(huì)場(chǎng).2017.

9 曹瑞東，南 兵，路國(guó)運(yùn)，等.CFB超細(xì)粉煤灰對(duì)水泥基膠凝體系性能的影響[J].混凝土，2019（7）：67-70.

10 牛季收，王保君.粉煤灰在混凝土中的效應(yīng)及應(yīng)用[J].鐵道建筑，2004（2）：74-77.

11 周玲珠，鄭 愚，羅遠(yuǎn)彬，等.高粉煤灰摻量自密實(shí)混凝土性能研究[J].混凝土，2017（11）：63-67.

12 漆貴海，張縣云，黃巧玲，等.基于裝配式建筑的陶粒輕質(zhì)隔墻板制備研究[J].施工技術(shù)，2018（17）：46-48.

13 王瑞鑫，王藝慈，曹鵬飛，等.高爐渣和粉煤灰制備微晶玻璃晶核劑的優(yōu)化[J].中國(guó)陶瓷，2020（11）：44-49.

14 譚業(yè)文，王曙光，劉偉慶，等.粉煤灰對(duì)混凝土抗氯鹽侵蝕性能的影響[J].混凝土，2017（7）：144-148.

15 Habert G，Lacaillerie J，Roussel N.An environmental evaluation of geopolymer based concrete production：reviewing current research trends[J].Journal of Cleaner Production，2011（11）：1229-1238.

16 Dagar A，Narula A K.Fabrication of thermoplastic composites using fly-ash a coal and hollow glass beads to study their mechanical，thermal，rheological，morphological and flame retradency properties[J].Russian Journal of Applied Chemistry，2017（9）：1494-1503.

17 Singh S，Barick K C，Bahadur D.Surface engineered magnetic nanoparticles for removal of toxic metal ions and bacterial Pathogens[J].Journal of Hazardous Materials，2011（3）：1539-1545.

18 張祥成，孟永彪.淺析中國(guó)粉煤灰的綜合利用現(xiàn)狀[J].無(wú)機(jī)鹽工業(yè)，2020（2）：1-5.

19 Blissett R S，Rowson N A.The processing of pulverised fuel ash[C]//15th Conference on Environment and Mineral Processing.2011.

20 Niu Y，Wang Z，Huijun W U，et al.Experimental Study on Indoor Air Formaldehyde Purification Performance of Fly-ash Zeolite Molecular Sieves[J].Building Science，2017（12）：22-26.

21 李曉光，趙 穎，康得軍，等.粉煤灰基X型沸石分子篩的合成制備及其去除氨性能研究[J].硅酸鹽通報(bào)，2018（11）：3663-3668.

22 于洪鑒，杜高翔，王麗娟，等.粉煤灰提鋁殘?jiān)男灾苽湎鹉z填料[J].中國(guó)粉體技術(shù)，2016（5）：14-17.

23 楊 超.蜂窩狀粉煤灰催化劑的制備及其在SCR脫硝工藝中的應(yīng)用[D].西安：西安科技大學(xué)，2020：14-15.

24 楊 猛.基于粉煤灰改良試驗(yàn)的露天礦排土場(chǎng)土壤提質(zhì)增肥研究[D].徐州：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，2019：18-19.

25 胡兆平，李興平，劉 陽(yáng)，等.粉煤灰與低品位磷礦制含磷肥料的研究[J].山東化工，2016（45）：20-21.

26 劉秀民，張懷慧，羅邁威.利用粉煤灰和堿渣制作人工魚(yú)礁的研究[J].建筑材料學(xué)報(bào)，2007（5）：622-626.

27 謝 躍，周笑綠，李倩煒.自制粉煤灰陶粒填料處理城市污水[J].材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2017（2）：324-328.

28 唐代瑤，劉文輝，王東燕，等.粉煤灰改性造粒及對(duì)含磷污水處理的研究[J].環(huán)境與發(fā)展，2020（11）：101-102.

29 郭慧嫻，李水娥，李慧贏.改性粉煤灰對(duì)SO2的吸附試驗(yàn)研究[J].金屬礦山，2018（6）：187-191.