论粉煤灰的精细化利用现状和技术发展
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作者: 刘亚丽
【摘 要】本文通过对工业粉煤灰利用的新型途径进行研究分析，总结了其精细化利用的现状和技术发展，为进一步实现工业粉煤灰高附加值利用提供参考方向。
【关键词】粉煤灰；精细利用；高附加值
一、粉煤灰的成分
（1）化学成分。火电厂排放的粉煤灰中含有的氧化物种类十分丰富，主要包括：SiO2、Al2O3、Fe2O3、FeO、CaO、TiO2、K2O、MgO、Na2O、MnO、SO3、P2O5等。其中SiO2、Al2O3和TiO2来自页岩、粘土；MgO与CaO来自各自的碳酸盐与硫酸盐；Fe2O3则主要来自黄铁矿。在世界的不同地区或者在同一地区不同煤层中，甚至产自同一煤矿但是不同部分的煤中，灰量都不尽相同，变化范围很广。随着煤的产地不同、燃烧程度的高低、燃烧方式的变化，使得粉煤灰中各个化学组分的含量而有所区别。（2）矿物成分。由于粉煤灰各颗粒间的的化学成分不完全相同，使得粉煤灰在燃烧过程中与排除后冷却的过程中，生成的物相不同。粉煤灰燃烧后的冷却速度也影响着其晶体矿物的含量。当冷却速度较快，玻璃体含量较多；可见，粉煤灰的物相是由晶体矿物和非晶体矿物组成的。
二、精细化利用方向
（1）粉煤灰中的各矿物元素的分选提取，如粉煤灰漂珠、碳、铁、硅、铝等。（2）以粉煤灰为原料制备出新型化工产品，如粉煤灰制作活性炭、制备沸石、生产硅铝合金、制造陶瓷纤维等。
三、精细化利用现状
（1）制备纯沸石分子筛。曾小强提出通过焙烧活化的方法使粉煤灰的碱溶活性提高，然后以少量水溶解出粉煤灰中的硅酸钠，经过过滤处理后用碱液处理所得滤渣，提取其中的硅和铝。最后以提取出的的硅和铝为原材料实现纯沸石分子筛的制备，这种方法完全以粉煤灰为原料，无需额外添加铝源，即提高了粉煤灰的利用效率也降低了沸石的制造成本。（2）制备高纯氧化铝纳米粉体。季惠民等以苏打（Na2CO3）为助剂，与粉煤灰先混合均匀后烧结，将烧结物料在水溶液中水煮，水煮后的浸出液中加入碱溶液调节PH值，实现纯超细Al（OH）3的提取制备。（3）处理废水。易剑峰等通过将粉煤灰掺杂于城市污泥中对生活污水中BODs、CODcr和SS的去除效果进行研究，表明城市污泥与粉煤灰以适当比例混合，在适合条件下，生活污水中的BODs、CODcr和SS可以取得比较理想的净化效果。童晶晶等经过造粒、高温烧结的工艺利用粉煤灰制备出两种高效功能陶粒，然后利用陶粒与沸石以“砖墙”式嵌套填充的方式，构筑出一个功能高校的陶粒生物滤池，实验表面，改滤池对去除氨氮、磷和COD的效果均十分良好。贺玉晓等利用粉煤灰和铁屑作为介质来处理Cr6+含量高的地下水，结果表明该方法对含Cr6+高地下水的处理效果良好，可使处理后的水中Cr6+的含量满足地下水质量三级的标准要求，而且本实验结果效果稳定具有很好的重现性。（4）粉煤灰中元素的提取。粉煤灰的中含有大量铝、硅、铁等元素，而且储量和年产量巨大，利用化学的方法从中提取硅、铝或硅铝铁合金，一方面是工业废弃物的再利用；另一方面也是对不可再生资源的提取制备。吴占贤等提出通过电热还原法来提取粉煤灰的硅铝元素。黄杰明等在试验的基础上，提出了一套常温法提取粉煤灰中铝和硅的工艺流程，该方法是通过四个阶段实现的：第一阶段是浸出阶段：即将经中温（350℃，20min）预处理后的粉煤灰，用NaOH溶液沥滤，第二阶段碳化阶段：将第一阶段过滤得到的滤液加热到一定温度，然后通入CO2，反应生成乳白色氢氧化铝和硅酸沉淀。第三阶段是酸洗阶段：将浓盐酸溶液加入通入CO2后过滤得到的滤渣中，加热至沸腾。在室温下冷却至胶体老化，再次进行过滤，用去离子水将所得滤渣洗涤至无Cl-，洗涤后在110℃烘干即可得到硅胶。加热浓缩滤液至晶体析出，加热之300℃下使AlCl3完全分解为Al2O3和HCl气体。粉碎Al2O3固体然后用水洗至无Cl-，烘干得到成品Al2O3。第四阶段是回收阶段：第一阶段过滤后得到的滤渣的主要成分为碳和金属，使用磁分离和浮选等方法进行处理后可回收得到碳和金属。第二阶段过滤的滤液为Na2CO3溶液，在其中加入Ca（OH）2溶液，并在充分搅拌后过滤，滤液为NaOH溶液，对其加热浓缩后可以回收利用，同时用水吸收HCl气体。
参 考 文 献
[1]曾小强，叶亚平，王明文等．粉煤灰分步溶出硅铝制备纯沸石分子筛的研究[J]．硅酸盐通报．2007（1）
[2]季惠明，吴萍，张周等．利用粉煤灰制备高纯氧化铝纳米粉体的研究[J]．地学前缘．2005（1）
[3]易剑峰．城市污泥中掺杂粉煤灰处理生活污水的研究[J]．广东化工．2009（8）
[4]童晶晶，籍国东，周游等．高效功能陶粒生物滤池处理农村生活污水研究[J]．农业环境科学学报．2009（9）
[5]邹杰文，李超．粉煤灰多孔陶粒在含铬废水处理中的应用研究[J]．广东化工．2009（6）
[6]吴占贤，邱竹贤．粉煤灰生产铝硅合金的新技术[J]．中国物资再生．1996（7）
[7]黄杰明．非高温法提取粉煤灰中铝和硅的试验研究[J]．电力环境保护．2002（2）
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