粉煤灰在环境工程中的应用

杨丽湘 李彻

摘要：粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。但粉煤灰同时也是一种资源，可对其进行利用，如作为混凝土的掺合料等。对其进行利用，可减少环境污染，还可推动国家粉煤灰综合利用的产业化，规范化和市场化。下面本文将浅析粉煤灰在环境工程中的作用，以此来供相关人士参考与交流。

关键词：环境治理；粉煤灰应用；可持续发展

引言

工业的发展确实推动了人类社会的进步，给人类创造了巨大财富，让人类向前跨了一大步，然而，人类要为为了前期快速发展而对环境造成的巨大破坏付出代价，已经被破坏的自然环境对人类的生存造成威胁，现在人类越来越意识到保护自然环境的重要性，并且积极推行一些措施来保护自然环境，减轻环境污染，从而实现可持续发展。粉煤灰曾被认为是环境污染的公害，如果对其处理不当，就会产生扬尘，造成空气污染，不仅如此，粉煤灰中含有的有毒化学物质还会对人体和生物造成伤害。但是随着时间的推移和实践经验，人们越来越发现粉煤灰并不是废物，反而可资源化利用，只要一定的加工方式，便可以变废为宝。但是由于生产技术的限制，粉煤灰未能得到有效地利用，所以仍然是很多地区的大污染源。因此，研究粉煤灰在工业生产中的应用方法，也成为现如今值得探究的问题。对粉煤灰的有效利用，将有利于环境污染的治理，资源的循环利用和可持续发展。研究粉煤灰资源的利用，将对我国乃至全世界的发展都有着重要意义。

一、粉煤灰的来源及特性

①来源：粉煤灰是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰，粉煤灰是燃煤电厂排出的主要固体废物。狭义地讲，它是指煤燃烧时，烟气中带出的粉状残留物，广义地讲，它还包括煤渣。随着电力工业的发展，燃煤电厂的粉煤灰排放量逐年增加，成为我国当前排量较大的工业废渣之一。本文主要研究的是发电厂所排放的粉煤灰。

②特性：粉煤灰是白色或灰色粉状物料，表面密度为0.55―0.809/ cm?，，孔隙率为60%～75%，比表面积为2900～4000㎝?/g.在光学显微镜下观察，粉煤灰包含下列主要物质：玻璃球体物质含量50% ～ 80%，石英含量3%～20%，磁性氧化铁69%～16%，碳粒子3%～4%，莫来石含量5% ～ 30%。我国火电厂粉煤灰的主要氧化物组成为：SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。粉煤灰中硅的含量最高，其次是铝，铁的含量相对较低。此外，还含有锗、嫁、硼、镍、铀、铂等稀有元素。

二、粉煤灰的危害

大量的粉煤灰不加处理，就会产生扬尘，污染大气；若排入水系会造成河流淤塞，污染水体；而粉煤灰和煤渣的大量堆积，则会造成土地资源被大量占用，而且粉煤灰具有放射性危害，粉煤灰含有的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。我国是个产煤大国，以煤炭为电力生产基本燃料[1]。我国的能源工业稳步发展，发电能力年增长率为7.3%，电力工业的迅速发展，带来了粉煤灰排放量的急剧增加，燃煤热电厂每年所排放的粉煤灰总量逐年增加，增加了环境的压力。

三、粉煤灰在环境工程中的作用

从环境治理方面出发，变废为宝是治理环境污染的一条新道路。先前，粉煤灰是公认的环境污染的有害物质，污染范围大，对大气，水，土壤，乃至生物的生存都有有害影响，因此，治理粉煤灰并对其进行有效利用，可极大的减少环境，还可推动国家粉煤灰综合利用的产业化，规范化和市场化。

①粉煤灰在环境保护中的应用

粉煤灰具有较大的比表面积，具有固体附剂性能，因此，可以利用粉煤灰的吸附性能，处理一些含有害物质的废弃物。比如可净化废水，可用来脱除燃煤烟气中的二氧从而生成无害的硫酸盐类产物。

②粉煤灰作建筑材料

我国粉煤灰最早用于生产建筑材料，利用率一直保持在25%左右。粉煤灰烧结砖、生产水泥熟料及用作混合材、生产陶粒、砌块、加气混凝土、墙体材料等，都是国家推广的成熟技术。可用粉煤灰生产烧结砖和蒸汽养护砖。产品可达到75号粉煤灰砖标号，生产中总掺灰量达85%，以年产1000万块砖计，可用去灰量2万吨，年创效益50万元，节省排灰浆费用30万元。节约灰场建设费40～50万元，少占耕地130㎡，具有较好的环境效益和经济效益。

③粉煤灰作井下回填和充填矿井塌陷区

用粉煤灰注浆充填采空区可达到防火效果，同时还能较大幅度地减少地表移动值，粉煤灰充填采空区后对围岩和煤柱起到了加强的作用，增强了煤柱的强度，有利于巷道维护。亦有利于厚煤层分层开采，提高煤炭回收率[2]。

④粉煤灰用于筑路工程

用于公路的路面基层，用二灰石（石灰、粉煤灰、石子）代替传统的碎石，可使公路质量大大提高并提高了施工速度，降低造价。现粉煤灰已大量用于高等级公路的路堤，质量高于使用粘并大量节约了土地。近几年筑路用灰的比例上升很快，已达到30%左右。仅沪宁高速公路就使用粉煤灰700万吨。

⑤从粉煤灰中提取多种化学、化工原料

粉煤灰是发电厂燃煤所产生的废物，利用粉煤灰来处理工业生产所产生的废弃物和污染物，是一个变废为宝的好方法。很多工厂排放的废气废水废渣中，含有很多有毒物质，如果不加以处理就直接排放，将对生态环境乃至于生物的健康产生有害影响。国内外研究证实，粉煤灰可有效去除富营养型湖泊表层水和间隙水中的磷酸酶，對造纸、印染、中草药等废水具有一.定净化作用，而有不少煤灰中的Al2O3含量高达25%～40%以上，因此从粉煤灰中提取氢氧化铝既有经济效益又有环境效益[3]。如波兰等国用减法提取氢氧化铝常用高温烧结法（1300℃以上），我国则多研究采用常压蒸养、低温（900℃左右）脱水的工艺，其优点是能耗低。

四、结束语

我国是人口大国，也是工业大国，煤在未来一段时间内仍然将是工业生产的主要燃料，因此对污染源粉煤灰的治理尤为重要，而在治理过程中，根据粉煤灰的特性，对其进行开发利用，以此实现变废为宝，对资源进行有效利用。但如今我国对于粉煤灰的利用还没有形成一个完整的体系，粉煤灰依然对环境有极大危害，所以我们应该积极寻找科学的方法来实现对其的有效利用，建立完整的管理治理体系，实现可持续发展。

参考文献

[1]孟宪彬. 燃煤电厂粉煤灰在矿井回填中的综合利用分析[J]. 电力科技与环保，2017（1）.

[2]陈云勇，高亮，李丽民. 粉煤灰在软土地基路堤填筑中的应用研究[J]. 粉煤灰综合利用，2017（05）：22-24+37.

[3]高兆慧，王丽莉，范信生，etal. 粉煤灰对猪粪堆肥重金属形态及浸出特性的影响[J]. 环境工程学报，2017（10）.

（作者单位：1.金华市环境应急与事故调查中心；2.金华市绿篱环保科技有限公司）