粉煤灰综合利用的环境影响及可行性分析——以陕西渭河发电有限公司为例

陕西正元粉煤灰综合利用有限公司 王联盟

粉煤灰综合利用的环境影响及可行性分析
——以陕西渭河发电有限公司为例

陕西正元粉煤灰综合利用有限公司 王联盟

20世纪90年代中期，粉煤灰的大量产生，严重影响到正常的发电工作。为存储这些灰渣，陕西渭河发电有限公司不得不先后投入亿元购买了133 hm2地用作贮灰场。每年处理粉煤灰的费用也相当大。正当粉煤灰令渭河发电有限公司的决策者们陷入了困境的时候，陕西正元公司开始着手研究粉煤灰的加工及专业处理技术。经过多年对粉煤灰在科学研究的基础上进行综合利用的探索实践，不仅改善了当地的生产、生活环境，而且实现了变废为宝，将粉煤灰转化为建筑市场上不可缺少的掺合物。取得了较好的社会效益和经济效益。

一、粉煤灰综合利用的社会效益和经济效益

1. 节约了大量的土地资源。截至目前，通过对粉煤灰综合利用及灰场的治理，累计处理粉煤灰超过500万t，基本实现了粉煤灰的“零堆放”。节约土地100 hm2（每1 500 t灰要占用土地0.07 hm2），使灰场使用寿命至少延长5年。

2. 改善了电厂周边人居环境。约有20%的粉煤灰是很容易被吹到空气中的空心微珠，而且富含重金属，在空气中停留可达100d，对环境污染严重。每到大风天气，灰场周边地区就会形成小型风暴，庄稼也被白色的粉煤灰所湮没，农户们怨声载道，纠纷频起，使得渭河发电有限公司十分头疼。

为此，我们利用自主生产的粉煤灰空心砖代替黏土砖作为灰场护坡，将灰渣进行机械碾压后覆土5 m。又通过近5年的努力，种草复垦土地33.3 hm2、植树10万多棵，使周边环境得到了本质的改善，环境污染逐年减轻，环保水平逐年提高。粉煤灰管理由被动的“治标”过渡到主动的“治本”上来，成为西北地区唯一的粉煤灰全面资源化再利用单位。

公司的环境保护工作一直受到省、市领导的关注。2001年，潘连生副省长带领省、市环保部门及有关领导亲临渭河发电有限公司，检查灰场治理工作，对所取得的成绩给予了高度评价。2003年公司被陕西省经贸委评为“资源综合利用先进企业”。

3. 减少了天然矿山资源的开采。由于粉煤灰引入水泥企业、公路建设行业，有效减少了对天然矿山资源的使用，间接为陕西整体自然环境的保护做出了应有的贡献。仅陕西渭河发电有限公司一家，因粉煤灰综合利用便使水泥企业减少天然矿石使用500多万t。计算到全省的情况，对环境保护的潜在作用及意义更为巨大。

4. 节约了大量的水资源。据统计，粉煤灰不进行综合利用，每处理1吨灰，综合需要使用水近10 t。按此计算，粉煤灰综合利用共计节约水资源约5 000万m3。

5. 为水泥企业节约了燃煤消耗，减少了二氧化碳排放。以前粉煤灰未得到综合利用，水泥厂采用矿产石材、混合材等原料，通过磨细、烧结生产水泥。现在，粉煤灰超细粉、炉底渣、原状灰均可替代部分熟料及混合材，而且在后处理阶段可以直接与其他原料掺和、磨细成水泥成品。掺和的这部分粉煤灰无需烧结，这样一来，便可以节约部分燃煤。

资料表明，水泥中多用1 t粉煤灰，就可以节约1 t矿石，减少排放1 t二氧化碳废气，至少节约50 kW·h电耗。

按掺和率10%左右，依照新型干法水泥生产标准，吨水泥生产煤耗142 kg计算，若累计掺入350万t粉煤灰混合材，直接节约标煤350×0.142=49.7（万t），减少二氧化碳排放量350万t。

二、粉煤灰应用分析及展望

1. 粉煤灰应用及分析。粉煤灰综合利用的途径主要有以下几个方面：路基填方、水泥生产辅材、混凝土掺和剂等。这些应用已经十分成熟，并且出台了相关国家标准。更高端的是利用粉煤灰作为原料提取稀有金属如铝、镁等。

2. 粉煤灰的主要成分。粉煤灰的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁以及硅酸钙等，另外是未燃尽的碳。这些成分正是水泥的主要成分，所以粉煤灰具有水泥的基本特性。

3. 使用粉煤灰的优点。在混凝土中掺入粉煤灰，不但可以节约水泥的使用量，改善混凝土拌和物的和易性，还可以减少摩擦、增加混凝土的可泵性。另外，因掺入粉煤灰，会减少混凝土在凝固时的水化热及膨胀系数，从而增加了混凝土的质量。

4. 粉煤灰加工技术。目前，国内加工粉煤灰较为成熟的技术有：离心分选、粉煤灰磨细、粉煤灰超细粉等。另外粉煤灰蒸压砌块也是近几年来市场形势比较看好的项目。这些技术是将粉煤灰的颗粒变细，不但能提高其利用率，同时也使得粉煤灰的质量更加稳定。

（1）分选设备及机理。分级原理是采用了空气动力的基本知识，在立式导向叶片外围加装直笼形转子， 内置涡流整流器，转子内气流上升与旋转，利用高速气流形成涡流，使粒径不同的粉状物料得到分级。一般而言，该设备的二级灰分级率可达到60%左右。

（2）粉煤灰磨细工艺及机理。粉煤灰磨细系统主要设备是磨机，其原理是通过机械挤压、碰撞、研磨使较大的粉煤灰颗粒变小，以达到成品灰细度。另外，通过改变磨机级配，还可以生产出超细灰。这样一来，分选的细灰可以直接销售，留下的粗灰可以通过磨细系统再进一步加工，从而使粉煤灰最大限度地得到加工应用。

5. 本地粉煤灰市场浅析。近年来，陕西省的大型基础设施项目较多，例如西康高速公路、西汉高速公路、西包高速公路、陕西南水北调工程、西安绕城高速公路、西安三环公路、西咸新区等。这些项目给建筑材料企业，特别是粉煤灰加工企业提供了巨大的市场。据初步统计，仅西安周边80 km范围内，每年的粉煤灰、渣的需求量大约为150万t。如此巨大的需求为粉煤灰加工提供了得天独厚的条件。

粉煤灰的使用，不但使水泥质量和数量得到了一定程度的提高，使得生产成本降低，环境污染减少，而且还具有明显的经济效益和显著的社会效益，因此，得到了普遍的认可及应用。随着陕西水泥结构的不断调整，大型先进水泥生产线的不断建成，对辅材质量和环境保护的要求也越来越高，粉煤灰因其自身的优越性和其资源分布的广泛性最终必将全部替代日渐枯竭的地域性强的煤矸石等其他混合材料。同时，由于笔者所在公司具有紧靠水泥销售中心——西安的优越的地理位置，使得各水泥厂家销售后的空返罐车捎运粉煤灰成为可能。因此，粉煤灰的市场前景非常广阔。

三、结论

总而言之，粉煤灰市场需求巨大，加工技术成熟。只要科学地组织生产及销售，一定会取得好的效益。综上所述，粉煤灰的综合利用利在当代，功在千秋，是一项利国利民的好项目。