国内外粉煤灰综合利用行业发展现状与应用领域情况分析

国外粉煤灰综合利用现状分析

根据观研报告网发布的《2022年中国粉煤灰市场分析报告-市场营销环境与发展规划趋势》显示，早在20世纪初，美国人Anon首次发现了粉煤灰当中的氧化物具有火山灰特性，并发表文章《煤灰火山特性的研究》。但是直到二战结束后人们对粉煤灰的研究才真正重视起来，这是由于二战后的石油危机引发许多欧洲国家电厂燃料结构发生变化，加快了煤炭为主要燃料的进程，但煤炭燃烧后形成的环境污染以及矿物资源枯竭等问题严重显现出来，强烈地激发起人们对粉煤灰应用技术的研究和开发，一些工业发达国家对粉煤灰的综合利用逐渐形成了一个新兴产业，如美国、英国、日本、荷兰等发达国家相继对粉煤灰的物理化学特性、实际应用等方面做了深入的研究与开发，并按照它的性能、质量等将粉煤灰进行系统分类，然后分别提供给各种工业领域进行应用。

目前，国外粉煤灰的应用已经广泛涉及建材、建工、筑路、化工、环保、农业、回填、高附加值产品等众多领域。当前一些发达国家粉煤灰资源化利用率相当高，如日本100％，荷兰100％，意大利92％，丹麦90％，比利时73％，法国62％。

国内粉煤灰行业发展情况

1.政策方面

近年来为推动粉煤灰行业发展，我国相继发布了一些列利好政策。例如2021年1月，国家发改委发布的《西部地区鼓励类产业目录》，提出陕西省新增鼓励高掺量粉煤灰建材制品生产：粉煤灰70%及以上掺量生产烧结砖、85%及以上掺量生产陶粒制品、25%及以上掺量生产混凝土、30%及以上掺量生产其他建材产品(水泥除外)；甘肃省新增鼓励高掺量粉煤灰建材制品生产：粉煤灰70%及以上掺量生产烧结砖、85%及以上掺量生产陶粒制品、25%及以上掺量生产混凝土、30%及以上掺量生产其他建材产品(水泥除外)(《产业结构调整指导目录》限制类、淘汰类项目除外)；宁夏回族自治区新增鼓励高掺量粉煤灰建材制品生产：粉煤灰70%及以上掺量生产烧结砖、85%及以上掺量生产陶粒制品、25%及以上掺量生产混凝土、30%及以上掺量生产其他建材产品(《产业结构调整指导目录》限制类、淘汰类项目除外)。

2.粉煤灰应用情况

（1）建材方面

粉煤灰水泥

粉煤灰加气混凝土。粉煤灰加气混凝土是新型、轻质保温节能的墙体材料。主要原料为粉煤灰，占70%左右，其它为石灰、水泥、石膏、发气剂等，将这些原料经过加工配料、搅拌、浇注、发气稠化、切割、蒸压养护等工序制成。可用作屋面保温、维护墙、隔断墙，亦可做最高楼层为五层的承重墙，特别适用于高层建筑填充墙、寒冷地区的外墙和地震区使用，可减轻墙重，增加使用面积。

粉煤灰制砖

A、粉煤灰混凝土路面砖。粉煤灰混凝土路面砖以水泥和粉煤灰为混合胶结料再配以粗骨料等，原料经计量搅拌、成型、养护制成，变更成型的模具可制成方砖、连锁路面砖、仿古砖，绿化种草砖、路沿块及其它形状的路面砖等。成型采用分层面料，即粉煤灰混凝土料和彩色料，还可制成各种彩色的路面砖。粉煤灰混凝土路面砖不但具有普通混凝土路面砖的优点和用途，而且重量轻、导热系数小，长期性能更好。用于车行道、人行道、园林道路、广场、亭院、仿古建筑道路、停车场、护坡和绿化等。

B、粉煤灰砖。以粉煤灰、石灰为主要原料，掺加适量石膏和骨料，经坯料制备，压制成型，高压或常压蒸汽养护而成的粉煤灰砖。以粉煤灰为主，采用水泥为主要胶结料，经坯料制备、压制成型，常压蒸注养护或自然养护而制成的粉煤灰砖。利用85%-90%的粉煤灰与部分添加剂为主要原料，经搅拌半硬塑挤出或半干压法成型砖坯，经燃烧而成的无粘土烧结粉煤灰砖。这种砖打破了国内外烧结砖中最多掺60%粉煤灰的界限。

粉煤灰砌块

A、粉煤灰混凝土空心砌块。近年来，粉煤灰混凝土空心砌块发展较快，其主要原料为粉煤灰、集料、水泥等，原料经计量配料、搅拌、成型、养护等工序制成。在普通混凝土砌块和轻集料混凝土砌块中，也可掺入粉煤灰，但作为掺合料加入。而在粉煤灰混凝土砌块中，粉煤灰既是掺合料又是细集料，掺量较高。

B、水泥粉煤灰膨胀珍珠岩混凝土保温砌块。其工艺流程基本上与粉煤灰混凝土空心砌块相似。珍珠岩砌块具有重量轻、保温性能好，且有一定的强度等特点，影响密度与强度的因素有：珍珠岩的掺量，粉煤灰与水泥的比例以及工艺流程的控制。还可加入适量的外加剂，以提高砌块强度。

其它粉煤灰建筑材料

A、粉煤灰陶粒及混凝土制品。陶粒是一种人造轻集料。粉煤灰陶粒以粉煤灰为主要原料，经加工成球，烧结或烧胀而成的称为粉煤灰陶粒；经常温或蒸汽养护而成的称非烧结粉煤灰轻集料。粉煤灰陶粒可用于大型外墙板和混凝土砌块等新型墙体材料。

B、粉煤灰混凝土轻质隔墙板。主要是在轻度墙板的基础上，配料时加入部分粉煤灰生产轻度隔墙板，或用水泥粉煤灰泡沫混凝土生产轻度墙板。

（2）环保方面

废水处理

随着对粉煤灰的不断研究，以及粉煤灰对于废水处理的作用的分析等，可以了解到粉煤灰在很多形式的废水处理中都能起到很好的作用，比如一般的生活污水，化纤废水、造纸废水或者是一些含有重金属的废水等，都可以利用粉煤灰的吸附作用进行处理。

A、处理含重金属废水

有专家学者对于粉煤灰处理一些含有重金属如锌、铅废水进行了调查和分析，结果表明在粉煤灰中有很多因素会直接影响着处理废水的类型和情况。他们主要是研究了废水酸度、浓度等一些问题，并且考虑到粉煤灰的性质对于去除这些重金属的作用。研究结果是，在废水的pH=4-10时,Zn2+浓度为0—200mg/L范围内,按锌和粉煤灰质量1:80的比例投加粉煤灰处理含锌废水,就能将锌去除98%以上；在废水pH=3-10,Ni2+浓度为0-200mg/L范围内,按镍和粉煤灰质量1:400的比例投加粉煤灰处理含镍废水,镍的去除率达98%以上；在废水pH=4-11,Pb2+浓度为0-100mg/L范围内,按铅粉煤灰质量比为1:200投加粉煤灰进行处理,铅的去除率达98%以上,处理后的废水均可达排放标准。

B、处理生活污水

还有一些专家为了研究粉煤灰在生活污水中的处理情况，采取了直接投入的方式，在进行污水处理的实验时主要使用的是静态间歇吸附操作。随着研究的进行，他们发现在粉煤灰处理生活污水的时候，对于污水里的很多有机物有比较好的吸附作用，实验分析主要是对粉煤灰的粒径以及投入量、pH值等进行研究，并且根据生活污水的特点决定处理的方式，一般的生活污水比较适合直接进行处理，而一些粉煤灰的粒径如果较大，就能够对COD的处理产生很好的效果，在投入煤灰量的问题上，一般是在60mL的生活污水里，可以放入5g粉煤灰，这样能够起到更好的效果，而且去除率大约在88%以上，有一家电厂曾经做过一个污水处理的实验，主要是让废水直接进入灰厂来进行处理，这种现场实验的结果是，对COD的去除达到了67.36%，效果明显。

C、处理其它废水

在废水处理中，由于废水的类型多种多样，因此在研究的时候就需要根据不同类型的废水的特点进行分析。比如一些制革废水一般都是混凝沉降速度快,并且不需要过高的处理费用。在对含砷废水进行处理的时候也会因为处理的方式比较简单而且处理的费用也不高，所以在今后的使用中具有一定的优势。

烟气脱硫

利用粉煤灰制烟气脱硫剂是目前研究的一个重点，试验证明,在氢氧化钙浆液中加人粉煤灰,生成水合硅酸钙具有较大的比表面积和含水率,脱硫活性比纯氢氧化钙增加5倍,大大地提高脱硫效率。现在用粉煤灰制得的烟气硫剂来脱硫的工艺主要的单位有美国的ADVACATE和日本的LILAc。