了解粉煤灰的性格，科學合理利用粉煤灰

          粉煤灰綜合利用網首席執行官 魏麗君

       粉煤灰綜合利用網作為本行業最專業的平臺，匯集了中國粉煤灰綜合利用科研的大量學術成果，但是可以引入工業化應用并且成熟的技術卻寥寥無幾，應該說更多的技術停留在實驗室階段，，近30年來，粉煤灰除了在建材角度的應用較為成熟以外，其他應用都有待于我們新一代粉煤灰人推動其發展。作為粉煤灰綜合利用網的主要負責人之一，我一直有著很強的社會責任感和歷史使命感，多年來也參與到粉煤灰綜合利用的實踐和實驗中，其間也深刻體會了粉煤灰事業的酸甜苦辣，下面我根據我多年理論和實踐給我們粉網萬名煤灰人提出一下我的粉煤灰綜合利用的宏觀體系，供大家參考。

      粉煤灰的個性

      粉煤灰有著非常明顯的物理化學特性，我們對于粉煤灰的利用無非采取這兩種特性綜合運用。由于粉煤灰燃燒方式、排放方式、煤種不同、爐型不同等因素決定了粉煤灰產生了微小差異化，但就因為這個微小的差異形成了粉煤灰的個性，幾乎每個電廠排放的粉煤灰化學成分都不同，甚至一個電廠在不同的時間和不同的爐型下產生的粉煤灰都是不同的。我根據粉煤灰的細度不同我把粉煤灰分成了：原狀灰、三級灰、二級灰、一級灰、超細粉煤灰、微米級粉煤灰、納米級粉煤灰；根據其排放方式不同：干排粉煤灰、濕排粉煤灰、海排粉煤灰（排放進入大海，其中海水浸泡后粉煤灰化學成分稍有改變）；根據其化學成分我又把它分成了：高碳灰、高硫灰、高鈣灰、高鋁灰、高鐵灰的類別。

       粉煤灰利用發展現狀分析

      是由于粉煤灰以上的分類，所以粉煤灰在其應用上也受到了其化學成分和物理性能的限制，其應用方向也是千差萬別的。對于我們從事粉煤灰事業的人來談：原狀粉煤灰就是一座巨大的資源寶庫，但是由于我們不知道利用的辦法，很多粉煤灰資源被白白的浪費或者低值利用了，這其實是對資源的嚴重不珍惜，這對我們中國這個資源緊缺的國家，實在是令人痛心的事情。

      目前我國的粉煤灰利用現狀并不樂觀，所謂的利用率很高上海、南京、杭州、北京、天津等地，首先是火電廠很少，其次主要應用在基礎建設，也就是粉煤灰作為摻合料應用在混凝土攪拌站以及路基、大壩建設等領域，由于粉煤灰的區域型（運輸距離50公里）決定了粉煤灰的尷尬，也就是出現了幾家歡喜幾家愁的局面，所以一些特殊地區的粉煤灰應用狀況絕對不能成了粉煤灰利用的喜訊，也不要簡單的認為粉煤灰利用就是可以做建材和就是可以錯摻和料這樣的誤區，也不要認為粉煤灰已經不是廢棄物，他完全已經被全面的應用了。

      根據粉煤灰綜合利用網多年數據統計顯示：東北地區、陜西、山西、內蒙古自治區、河南、河北、山東、云貴地區等粉煤灰利用很多地方還存在很嚴重的問題，粉煤灰污染依然嚴重，粉煤灰利用依然是無序的，粗放型的。但是由于粉煤灰綜合利用已經不是簡單的商業和科學問題了，他的利用已經和環保、墻材革新、建筑節能、可持續發展、循環經濟等緊密的聯系在一起，所以任何一個獨立的行為都無法徹底的解決粉煤灰的發展問題。所以作為一個粉煤灰人，我希望和業內上下游產業鏈的各位朋友、領導、科研人員一起努力把粉煤灰事業進行到底。

      目前粉煤灰主要的利用方向

      我國是煤炭資源豐富的國家，是世界最大的煤炭生產國和煤炭消費國。以煤為燃料的火力發電發展迅速，發電量達1.3億千瓦小時，其中火力發電占79.6%，由此而產生的粉煤灰排放量逐年增加，至2002年底，全國粉煤灰排放量1.6億噸，粉煤灰的堆存量達8億多噸，占地20多萬畝，粉煤灰的處置受到整個社會的關注。因此，自從1978年國家把它確立為資源綜合利用突破口以來，如何對粉煤灰資源進行合理有效的利用，成為我國經濟和社會發展的一項長遠戰略方針。

      粉煤灰是火山灰質材料，它具有潛在活性高，礦物體化學穩定性好，顆粒細，有害物質少，可以改善混凝土或砂漿物理性能等優點。綜合利用粉煤灰能夠改善生態環境、變廢為寶、節約能源，具有顯著的社會效益、環境效益、經濟效益，是一項利國、利民、利企業的工作，符合保護土地，合理開發自然資源的基本國策。

      目前，國內粉煤灰綜合利用已走上快速發展的軌道，利用領域已擴展到冶金、建材、交通、化工、礦山、水利、農業等10多個行業，綜合利用技術形成高、中、低三個層次，正在實現“以儲為主”向“以用為主”的方式過渡，以大用灰量項目的推廣應用和高新技術開發應用相結合逐步實現工程化、產業化發展格局，部分主要的綜合利用途徑如下：

1、粉煤灰、石灰穩定粒料路面基層技術

     粉煤灰、石灰穩定粒料路面基層技術也稱二灰穩定路面基層技術，它是以粉煤灰、石灰、粘土、水泥、煤矸石等為原料的路面修筑新技術，它的特點是路面基層強度高、板體性好、水穩性好、抗凍性強、施工方便，且造價低廉，與泥灰結碎石基層相比，每公里造價按9500平方米/30厘米厚度計算，可節省投資5萬余元。以路面的使用壽命計算，二灰穩定路面基層技術的路面結構壽命達15年，而泥灰結碎石只能用5~6年。每千平方米矸石基層較碎石基層節約工程費用5300元，每公里（按9500平方米計）可節省投資5萬余元，每公里用灰量可達1千噸，是經濟、環境、社會效益顯著的大用灰量項目。

2、GRC輕質多孔墻板技術

      GRC輕質多孔墻板是以粉煤灰、低堿水泥、膨脹珍珠和抗堿玻璃纖維為主要原料，加入一定比例的外加劑，采用當今先進的疊模生產工藝，經過攪拌、振動、澆注、抽芯、養護、脫模等工序制作而成。它具有重量輕、強度高、防潮保濕、隔熱、隔音、阻燃等特點，廣泛用于高層、超高層建筑的分室、分戶及廚房、衛生間等非承重部位。該產品粉煤灰利用量達50%以上，是目前建筑業廣泛使用的墻材新產品。

      該技術成熟度高，一套機組可生產GRC墻板15萬平方米，總投資在20萬元左右（不含土地、水、電投資和流動資金），投資回收期不到一年，經濟效益十分可觀。

3、粉煤灰高強度裝飾磚、裝飾砌塊

     粉煤灰裝飾磚、裝飾砌塊是一種新型墻面、路面和墻體用材料，可用各種材料制成，包括水泥、砂子、石子或樹脂、石粉等等。其中以水泥、粉煤灰為主料制成的產品性能最好，它成本低，強度高、原料來源廣、發展前途大、裝飾美觀，可制成仿天然材料裝飾磚、現代風格圖案裝飾磚和點綴裝飾磚等。廣泛用于內外墻面裝飾、內外墻承重型和非承重型墻體裝飾、城市甬道、人行道路美化。

    該項目投資少、見效快、生產中只需普通混凝土攪拌機和特種模具。其中特種模具可自行制作，一次制模可使用數年。

4、粉煤灰在混凝土中的應用

     粉煤灰作為一種優質的活性摻和料，以其碳化性、膠凝性、體積穩定性、耐久性良好的特點，已被廣泛地應用于各種混凝土工程中，粉煤灰的合理摻入不僅可以顯著改善混凝土的強度、耐久性及工作性能，而且由于水泥用量的減少，對降低工程造價，節約能源等都具有可觀的效果，僅此一項節約就可以使混凝土的單方造價降低約3%左右。大量試驗證明：粉煤灰混凝土需要在較低的水灰比和適宜的摻量條件下，才能體現其良好的性能。粉煤灰取代20%~35%的水泥，采用適宜的超量系數，水膠比在0.3~0.4時，可以制備具有優良耐久性的高性能混凝土。

 在混凝土中摻加大量粉煤灰可以帶來如下環境效益：

⑴能節省15%~40%的水泥，從而減少大量能源消耗和溫室氣體CO2。

⑵可節約用砂15%~20%。

⑶合理地利用粉煤灰對于保證能源工業的可持續發展，節能降耗，實現工業的可持續發展都具有非常重要的作用。

5、粉煤灰、煤矸石燒結磚

      該項目利用粉煤灰、煤矸石的總量在90%左右，不僅利用量大，而且是我國墻體改革的重要推廣項目，在我國已建以雙鴨山為基礎的多個生產基地，也是電廠實行“三同時”政策的首選項目，具有極為可觀的推廣應用前景。

6、粉煤灰水泥

     采用“兩高三分超細法”新工藝生產早強型粉煤灰硅酸鹽水泥技術是現今工藝最合理，技術最成熟的粉煤灰水泥生產技術。它的特點是：

（1）成功地解決了粉煤灰早期強度低，凝結時間長的問題。

（2）采用兩點摻入三分法利用，粉煤灰利用量大摻量高達40%，效益顯著。

（3）使熟料高強，快凝，從技術上來說是一個突破。

（4）解決了代塑性生料同樣燒出優質熟料的重大問題。

（5）采用干法排灰，粉煤灰分制堆放均化和使用高細粉磨是“兩高三分超細法”的重大技術措施。

    采用“兩高三分超細法”新工藝生產早強粉煤灰硅酸鹽水泥，噸水泥利用灰渣40%~50%（用作混合材30~35%，代替粘土料10%左右），若建一條20萬噸/年生產線，年可創產值4000多萬元，利稅500多萬元，利用粉煤灰12萬噸。經濟效益、社會效益和環境效益都十分可觀。

7、粉煤灰硅鋁鐵合金冶煉技術

    該技術是在高溫下用碳將粉煤灰中的SO2、AL2O3、Fe2O3等氧化物的氧脫出，并除去雜質制成硅、鋁、鐵三元合金或硅、鋁、鐵、鋇四元合金，作為熱法煉鎂的還原劑和煉鋼的脫氧劑。此技術粉煤灰利用率高、成材低、市場大，可顯著提高金屬鎂的純度和鋼的質量。主要原料為粉煤灰、焦炭，其次為高鋁礬土和黑毛土。主要生產設備為三相自焙電極，1800KVA礦熱爐和壓球機等。如果按年生產5000噸的產量，噸銷售價的成本，綜合成本分別以7000元/噸，3000元/噸計算，年獲產值3500萬元，利稅2000萬元，利用粉煤灰1.2萬噸，投資回收期為一年，投資利潤率為167%，具有顯著的社會經濟效益。該項目對于提高冶金行業的技術進步，具有廣闊的發展前景。

8、粉煤灰磁化肥

    粉煤灰的組成中有70%~90%為無定型的鐵鋁硅酸鹽，其余為石英、赤鐵礦、磁鐵礦及1%~2%未被燃燒的碳。它幾乎含有自然界所有化學元素，其中鋁、鐵、鈣、鉀、鈉、硅、鎂含量最高，營養源豐富。氮、磷、鉀是化肥的三大元素，而錳、鋅、銅等微量元素是構成酶或一些維生素的組成部分，硼和銅則能提高作物抗寒、抗旱和抗病蟲害的能力。

     粉煤灰磁化肥的生產和應用的理論依據是土壤磁學，磁生物學和作物生長營養學。粉煤灰經高強磁化和激活，具有其獨特的剩磁作用，能有效地刺激作物對各種營養成份的吸收率，活化土壤中微團粒結構的形成，克服長期使用單元素化肥所造成的土壤板結和酸化。主要生產設備包括干燥除雜系統、配料系統、磁化系統和造粒系統。

    粉煤灰磁化肥技術成熟，工藝設備簡單，能耗低，原料充足，摻灰量大，增產效果明顯。若建一條年產粉煤灰磁化肥50000噸的生產線，大約需要投資1200萬元，年銷售收入約5千萬元，年實現利潤500萬元，投資利潤率在40%以上，投資回收期三年，經濟效益十分可觀。

9、高強輕質耐火磚

     高強輕質耐火磚是以燃煤電廠粉煤灰中選取的空心漂珠為主要原料，經合理配制、高溫燒結、精制而成的耐材制品。它可廣泛用于冶金、機械、石油、化工、電力、電爐、鍋爐、船舶、建材等行業的熱工設備上，具有重量輕、耐火度高、抗壓強度大、導熱系數低、隔熱性能佳、表面活性大等優點，是熱工機械節能降耗，提高熱效率必不可少的產品。

     該項目可投資50~80萬元，年產值200萬元，利潤70萬元。也可投入200~300萬元或者更多，產值、利潤更加可觀。此種產品需求量大，市場前景廣闊，經濟效益可觀，而且還可用掉大量的粉煤灰和漂珠，是近幾年來國內競相開發及研究的一種節能制品。

10、粉煤灰在塑料、橡膠等方面的應用。

     粉煤灰在此主要作為添加劑來使用，可以不斷擴大粉煤灰的高值利用領域。粉煤灰的高新技術的研究如：粉煤灰復合高溫陶瓷涂層技術、粉煤灰微珠復合材料、粉煤灰微珠細末分離技術等。

11、粉煤灰利用專用設備的研究開發和粉煤灰利用管理體系研究

     著重開展自動化程度高質量穩定的粉煤灰利用專用設備，提高粉煤灰利用的技術裝備水平。開展粉煤灰綜合利用工程技術經濟性和系統性理論研究，制定合理的粉煤灰綜合利用產品標準、技術規程、質量管理體系。

     其它在礦山領域的利用如粉煤灰礦井填充、井下注漿滅火、噴護水泥等綜合利用技術都是用灰量大的項目，粉煤灰生產巖棉及制品等方面都是較為可行的綜合利用技術。

    總之，粉煤灰利用技術是一項綜合性、邊緣性科學技術，其技術的可持續發展，依賴于其它學科的最新進展。若能合理利用，則既能夠用來化解粉煤灰所帶來的環境問題，又能夠將其作為一個新興的資源以發展多種實用性產品，其前景是非常美好的。

     我國資源綜合利用存在的問題分析

1、科研與技術應用脫鉤

     目前，僅我國粉煤灰綜合利用項目就有100多項，而真正轉化為現實生產力，創造經濟效益的仍為數不多。其中，國家需制定相關政策并保證實施、科研隊伍有待充實、資金投入力度需進一步加大等綜合因素產生的負面效應較大。

2、部分綜合利用企業發展戰略定位不準確

     粉煤灰綜合利用企業多依附于電廠，屬于“三產”范圍，沒有得到足夠的重視，企業之間的部分壟斷和隔閡大，技術信息交流差、合作少，競爭力必然受到影響，最關鍵的是粉煤灰綜合利用沒有列入電廠和一些市的發展戰略中，戰略定位低，沒有形成以綜合利用為主線的產學研相結合產業體系。沒有融入企業和地方的長遠發展戰略中，這很難促進粉煤灰綜合利用的長遠發展。

3、綜合利用企業自主創新能力差

    現有的多數綜合利用企業發展勢頭樂觀，但企業自主開發能力弱，沒有技術研發或創新機構，研發設施落后，研發人員隊伍不穩，激勵機制差，缺乏必要的研發投入，又不能有效保護自己的技術知識產權，這其中有體制、人才、資金等原因，但關鍵是創新意識落后，對市場競爭缺乏洞察力，重視程度不夠，又缺乏戰略眼光。

4、綜合利用發展缺乏統一的布置與調控

    粉煤灰的綜合利用本身受到了科學技術的限制，也因為很多產品投資巨大讓很多粉煤灰生產單位望而卻步，所以應該說粉煤灰作為一種非金屬資源，目前主要大規模的應用依然是中國的新型墻材領域，但是值得深思的是，由于中國的禁實步伐和新型墻材的推廣力度的步調并不一致，而且相關的標準和設計院的配套方案也不能同步進行，所以出現了很多令人尷尬的問題，比如設計院的設計墻材還是紅磚，新的墻材很多沒有存在于國家的新型墻材目錄，各地有各地的墻材政策，各地管理部門上級單位有的是發改委、有的是建設委，有的是經貿委，其在履行職能的過程中互相推諉，互相牽制等，給新型墻材的推廣了很多麻煩，但是同時值得注意的是很多生產商盲目追求低成本，結果不科學的摻加粉煤灰造成產品的不合格，所以基于以上問題，我們很清楚粉煤灰綜合利用依然任重而道遠。

     粉煤灰利用事業除了在社會發展中不是獨立存在的，其實粉煤灰在商業和自然科學中更是和眾多行業網絡狀的聯系在一起，形成了粉煤灰綜合利用事業的突出生態結構。他是一門典型的邊緣科學，粉煤灰綜合利用網正是根據粉煤灰的這個極其特殊的特征，用了5年時間，建立粉煤灰行業，并把這個行業切入商業架構，建立了以粉煤灰上下游產業和其左右商業圈為主要模式的網絡社會，從而為粉煤灰事業的發展做出了自己特有的突出的貢獻。在構件商業生態社區的過程中我們終于從宏觀角度找到了粉煤灰利用的規律。

    2008年粉煤灰綜合利用網根據多年來對于粉煤灰綜合利用行業的研究和實踐，成立中國固體廢棄物處理中心，獨立科研并全面整合業內高端技術資源，并于2008年建立中國誠信設備供應商數據庫，同時通過各個行業協會和政府的政策推廣形成緊密的聯系，并通過和諧社區和粉網媒體平臺傳遞最新資訊，并嘗試行對中國的排污企業推出粉煤灰0排放處理服務，合理低成本輸出粉網技術、設備和誠信資源，用了四年對行業進行整合和重新洗牌的粉煤灰綜合利用網正聯合中國最中堅的科學力量和資本力量以及政府力量對行業進行宏觀服務，這個商業生態鏈的建立將對行業的發展產生巨大的推動作用，并徹底的引導行業進入低成本高效率的信息化時代。

     對整個行業的服務雖然可以利用一個模式鏈，但由于粉煤灰化學物理性質的個性化，所以其利用方向也是個性化的，其產生的經濟效益也是不同，所有的企業對于粉煤灰的利用也是受一定限制的。如何合理的利用粉煤灰資源依然是我們每個有志于粉煤灰事業的粉煤灰人的歷史使命。我想改變人們思想觀念、規范個性法律、提高粉煤灰的技術含量，合理有序的利用粉煤灰資源依然是粉煤灰綜合利用事業的核心問題。