褐煤粉煤灰综合利用前景分析

2017-04-12袁丽伟王颖

化工管理 2017年10期

关键词：锡盟锡林郭勒土壤改良剂

袁丽伟王颖

(锡林郭勒职业学院，内蒙古锡林郭勒 026000)

褐煤粉煤灰综合利用前景分析

袁丽伟王颖

(锡林郭勒职业学院，内蒙古锡林郭勒 026000)

内蒙古锡盟地区褐煤储量占全国首位是内蒙古能源重地。是西电东输煤电一体的主要地区。大量粉煤灰生产无法被完全利用将是其未来面临的主要难题。本文对锡盟地区褐煤粉煤灰进行理化分析，根据其特性对褐煤粉煤灰的未来应用及研究途径进行分析，得出褐煤粉煤灰适合在建筑、农业、化工、环保行业深入利用的结论。

褐煤粉煤灰；理化分析；用途。

褐煤，也称“柴煤”煤化程度较低，属于泥炭经过岩层作用而形成的腐殖煤。褐煤具有高水分、易挥发、低密度和中低热量的特性。在锡林郭勒盟，褐煤的存储量占到的全国的首位。目前锡盟地区褐煤利用主要有煤电一体，褐煤提质，贵金属提取等。预计到2018年，锡盟地区未来将年产3000万吨粉煤灰。粉煤灰也叫飞灰、是高温燃烧煤粉后形成的一种混合材料，性质类似于火山灰质。是由超临界锅炉内部产生由旋风分离器捕及到的细灰。褐煤粉煤灰大概每燃烧三吨燃煤可以产生一吨粉煤灰[1]。

1 褐煤粉煤灰的性质

(1)粉煤灰的组成粉煤灰的矿相组成可分为无定形相和结晶相两部分。粉煤灰属于火山类物质，其化学组成主要是SiO2和Al2O3，二者之和可达到70%以上。此外还有Fe2O3、Na2O、TiO2、K2O、SO3、MgO、MnO和CaO等。其中无定形相主要为玻璃体，具备较好的化学活性，主要是含硅的化合物。结晶相主要是莫来石、磁铁矿、石英等。其组成和含量取决于煤粉的成分及燃烧程度。其中煤粉炉能够形成莫来石、石英等成分。若锅炉温度低，则其中含有的硅、铝化合物的结合形式有变化。

(2)褐煤粉煤灰组成锡盟地区采用褐煤，选用锡盟地区两个煤电企业的粉煤灰进行研究，其均采用循环流化床锅炉，对其矿相组成及化学成分进行分析，得出以下结论：

表1 褐煤粉煤灰的化学组成

采用X衍射分析仪对两种通过定量得到粉煤灰的矿相组成为：

表2 褐煤粉煤灰中矿相组成及含量

通过分析可以发现，锡盟地区采用褐煤的循环流化床锅炉中产生了较高含量的莫来石组分，并且锡盟地区褐煤中含铝量适中。

2 褐煤粉煤灰利用途径

(1)建筑行业中国粉煤灰综合利用最早用于生产建筑材料，主要利用途径有配制粉煤灰水泥、粉煤灰混凝土、粉煤灰烧结砖、粉煤灰砖砌块。褐煤含硅量较大，且伴生的煤矸石量较大，故褐煤粉煤灰适合用于合成粉煤灰砖块、尤其适合配制水泥和混凝土。未来建筑行业仍然是利用粉煤灰的主要途径。锡盟地区有沙漠地貌，可以使用锡盟地区沙漠飞沙来配制轻质砂浆，燃煤脱硫石膏做建筑材料在锡盟地区将成为主要途径。

（2）农业领域的应用褐煤粉煤灰中含有多种微量元素及矿物质，适合制作化肥及土壤改良剂。目前已经进行土壤改良剂的中试工作。但褐煤中含钙量变化较大，若钙量过高，则需要降低含钙量才能制作合格的土壤改良剂，否则易造成土壤板结。

（3）化工中的应用粉煤灰中还有一些贵金属如锗，锡盟地区从褐煤炉渣中提取锗，年产30万吨锗的项目已完全建成投产。除此之外，还可以提取褐煤粉煤灰中的游离SiO2，制取分子筛处理劣质高氮油类。粉煤灰还可以作为填料运用于塑料、橡胶等行业，通过处理改变其力学性能和相容性，用来制作家具等高附加值产物，产业前景良好。

（4）环保应用粉煤灰本身能直接吸附废水中的固体颗粒物，目前用粉煤灰采用滤柱法，直接加入法等实现废水处理，水处理费用较低。但目前处理存在处理后分离难的问题制约了粉煤灰直接用作废水处理[2]。

（5）粉煤灰合成絮凝剂粉煤灰中含有大量的Si、Al、Fe，而这三种元素是合成无机絮凝剂的有效组分，如何提取粉煤灰中的Si、Al元素是合成絮凝剂的重点步骤。有实验表明可以采用碱金属盐或碱土金属盐作为助溶剂打开硅铝结合的莫来石，帮助提取粉煤灰中的有效元素。粉煤灰制备的絮凝剂，能够有效降低污染水体中的浊度和色度，处理的领域有：造纸废水、焦化废水、煤化工污水、含砷、磷废水等，具有较为广阔的应用前景。