煤炭之“灰”未来之“宝”!粉煤灰资源化利用的创新
煤炭之“灰”未来之“宝”!粉煤灰资源化利用的创新
在我国,煤炭作为主要能源之一,其燃烧产生了大量的粉煤灰。粉煤灰长期堆积不仅占用土地,还会对环境造成严重污染。然而,粉煤灰中富含多种有价组分,具有较高的资源化利用价值。从可持续发展的角度来看,粉煤灰的综合开发利用不仅能消除对环境的不利影响,还能创造巨大的经济效益。
粉煤灰的 “工程型” 利用
在建筑工程方面,粉煤灰可用于制砖,其化学组成与黏土接近,制成的砖耐火性好、烧结成功率高,但受运输成本限制销售受限。还能作水泥及混凝土掺料,虽含活性物质有一定优势,但掺量有限,需研发新工艺和激发剂。可制路基及建筑充填材料,因其易成坚硬块,有良好保温和吸能效果。也能制地质聚合物,作为绿色环保材料,性能优越,应用前景广。
在农业领域,粉煤灰可改良土壤,其粒度小、比表面积大、多孔且富含微量元素,能改善不同性质土壤的透气性、透水性和固水保湿性。还可生产肥料,含农作物生长有益元素,肥效好、作用时间长,但要关注土壤中可溶性盐迁移及潜在毒性问题。
在环境保护中,可用于废气处理,生产的脱硫剂能通过物理吸附和化学反应协同脱硫,效果佳但未大规模应用。用于废水处理,吸附作用强,改性后对多种废水有除污效果,需处理吸附污染物后的粉煤灰防二次污染。还能用于矸石山灭火,替代黄土制作注浆材料,解决自燃问题且注入草籽能长植被。
粉煤灰的 “产品型” 利用
在有用组分提取与回收方面,可回收空心微珠,其具有中空结构和优良性质,是理想无机填充材料,回收方法有干选和湿选,工艺简单易工业化。可回收磁珠,铁以磁铁矿和赤铁矿形式存在,回收后可作磁种材料和制备磁性吸附剂,用于污水处理。
能回收未燃碳,具有良好吸附性,可作燃料或活性炭处理废水废气。可提取铝,方法多样但易产生二次污染,需发展绿色低能耗技术。可提取关键金属,缓解资源紧缺局面,考虑综合回收形成低成本循环模式。
在高附加值产品制备方面,可制备沸石,但需预处理提高纯度。可制备多孔陶瓷,利用其松散多孔和大比表面积,用于催化及过滤领域。可制备微晶玻璃,以富含的硅铝玻璃体制出性能优良产品。可作橡胶填料,改性粉煤灰填充橡胶节约炭黑并改善性质。
粉煤灰精细化利用产品与市场前景
以粉煤灰为源可制得多种产品。氧化铝分为冶金级和高纯级,前者用于电解铝行业,后者在高技术新材料领域广泛应用,价格差异大需求各异。冰晶石主要作电解铝助溶剂,还用于其他领域,我国电解铝行业需求增长,价格稳定。
氟化铝用于铝电解等领域,不同型号售价有别。轮胎用白炭黑由硅元素制得,高分散性适用于 “绿色轮胎”,我国普通沉淀法产能过剩,高分散性消费量和比例上升,市场潜力大。氧化铁颜料含铁元素,有多种品种用于多个行业,我国是生产大国,市场需求增长但受环保限制产能增长受限。
聚合氯化铝铁是新型高效混凝剂,用于水净化处理,需求增长,价格因质量而异。硫酸铝主要作造纸施胶剂和絮凝剂等,售价有波动。石油压裂支撑剂用于油田井下支撑,需求量大,价格因品质不同有变化。
尾声
粉煤灰处理和资源化利用技术不断发展。固体废物处理技术如填埋、焚烧、浸出各有优劣,需综合考虑成本和环境风险。资源化利用途径广泛,涵盖建筑、农业、环保等领域及提取有价物质和制备高附加值产品。未来有望在技术创新、产学研合作、政策法规完善和环境影响评估监测等方面取得进步,实现高效利用,具有广阔商业前景和重要社会意义。