探析煤气化灰渣资源化利用策略

摘 要：我国是能源大国，长期以来，煤炭资源勘探、开采、加工与利用一直是能源管理部门和科研人员的重点研究内容。本文主要介绍煤气化灰渣资源化利用的意义，分析煤气化灰渣在金属回收、建筑生产和农业生产中的具体应用路径，旨在为相关专业人士提供技术支持，实现资源回收和资源再利用，降低能源应用压力。

关键词：煤气化灰渣;资源化利用;建筑生产;农业生产

引言：长期以来，我国致力于构建新型能源格局，在深化能源体制改革工作的不断推进下，煤炭行业发展环境产生了翻天覆地的变化，尽管煤炭资源在我国的分布较为广泛，然而作为不可再生能源，煤炭资源总量与经济发展的冲突仍旧是我国需要解决的主要问题，基于此，实现煤气化灰渣资源化利用至关重要。

一、煤气化灰渣资源化利用意义

相关调查显示，2014年～2019年，全国原煤产量分别为38.74亿吨、37.47亿吨、34.11亿吨、35.24亿吨、36.83亿吨和37.5亿吨，2019年，我国原煤总产量同比增长4.2%。逐年上涨的原煤产量意味着我国煤炭资源总量的不断减少以及能源应用压力的持续增大，资源节约利用已成可持续发展中的主要任务。以下对煤气化灰渣资源化利用的意义进行介绍，主要分为三个方面：

第一，目前，能源主要包括一次能源和二次能源，一次能源又包括一般能源和新能源，而二次能源主要包括煤制品、石油制品和其他能源。煤气化灰渣资源化利用产生的煤制品将进一步提高煤炭资源利用率，增加煤炭资源应用多样性。

第二，科学研究表明，煤气化灰渣资源化利用路径主要包括金属回收、建筑生产、农业生产等，具有较大的应用覆盖面，这意味着实现和扩大煤气化灰渣资源化利用效果将进一步改善我国的能源体系，促进我国经济多元化、稳定化发展，能源链条更为细化地参与到我国社会生产和人民生活中，也将提高我国能源体系的分化效果。

第三，国家统计局资料显示，2012年～2019年，我国煤炭行业整体盈利利润总额分别为3555.0亿元、2370.0亿元、1268.0亿元、441.0亿元、1091.0亿元、2959.0亿元、2888.0亿元、2830.0亿元，数据表明，2012年～2015年，我国煤炭行业整体盈利不断降低，2015年～2019年才逐渐呈现上升趋势，这意味着我国煤炭行业发展正处于历史中位水平，煤气化灰渣资源化利用将有效提高煤炭行业发展活力，增加煤炭经济产出量。

二、煤气化灰渣资源化利用路径

（一）金属回收

基于目前我国的技术水平、应用水平，煤的气化主要来源于气化炉的压力，煤气化灰渣的排渣方式主要包括固态排渣和液态排渣，气化流程为：媒及石灰石、水和添加剂进入磨煤机进行颗粒磨碎后，经由煤浆槽进入煤浆泵，通过安全泵送，氧气与反应物质将在气化炉中进行气化，后经由锁渣罐后煤气化渣石得以排出。目前广泛采用的气流床气化方式具有气化强度高、原料煤种适用范围广、煤气产品不含焦油等作用优势，捕收剂用量试验、气泡剂用量试验以及矿浆浓度试验结果显示，煤气化灰渣中包含的石英及其变衍生物和氧化铝含量分别为50%和25%，除此之外，煤气化灰渣中还存在少量金属化合物。数据资料显示，原煤矿物中的物质类别主要包括矿酸盐、氧化物、硫化矿、碳酸盐和硫酸盐，具体矿物包括透辉石、高岭石、伊利石、石英、赤铁矿、磁铁矿、黄铁矿、方解石和石膏等，可采用升温操作方式，在蒸发矿物质内分子结合水的同时，加快金属提取速度，得到铁、铝等金属物质。

（二）建筑生产

数据研究表明，2014年～2019年，中国煤及褐煤出口数量分别为574.0万吨、533.0万吨、879.0万吨、817.0万吨、493.0万吨和603.0万吨，2014年～2019年，中国煤及褐煤出口金额分别为695.43百万美元、498.75百万美元、698.02百万美元、1103.94百万美元、787.3百万美元、933.84百万美元。由此可知，我国目前仍旧面临着较为严峻的煤炭资源形势和经济形势。平均选取煤气化灰渣原料进行试验得到的试验数据显示，煤气化灰渣的主要成分为二氧化硅、三氧化二铝和氧化钙等，其成分构成与辅助性胶凝材料具有较大的相似比，因此，其可被用于建筑生产中所需的生态水泥、新型砖、骨料、覆盖材料和建筑填料的制作、生产。

值得一提的是，为了满足建筑质量的要求，在利用煤氣化灰渣前应对煤气化灰渣进行可用性检测时，检测项目主要包括+0.045mmm粒径灰渣量、烧失量、水分和硫含量。根据检测结果，可将煤气化灰渣的产品级别划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个等级，用于建材的Ⅰ级煤气化灰渣指标需满足+0.045mmm粒径灰渣量小于12%、烧失量小于5%、水分小于1%、硫含量小于3%;用于建材的Ⅱ级煤气化灰渣产品指标为+0.045mmm粒径灰渣量小于20%、烧失量小于8%、水分小于1%、硫含量小于3%;用于建材的Ⅲ级煤气化灰渣指标为+0.045mmm粒径灰渣量小于45%、烧失量小于15%、硫含量小于3%。煤气化灰渣可与石灰石、黏土进行混合搅拌，经研磨后入窑制成水泥熟料，接着水泥熟料可再次与煤气化灰渣和石膏进行混合搅拌和研磨，最终产生灰渣水泥，在建筑生产中得以有效应用，降低建筑施工成本[1]。

2.3农业生产

“三农”问题是一直是我国经济发展中的重点问题，在乡村振兴战略的持续推进下，我国农业农村经济环境逐渐改善，但仍有较大发展空间。科学研究表明，煤气化灰渣可用于农业生产，优化种植环境，具体表现为其在土壤酸碱度改善、有机质分解速度增加、土壤温度提高以及土壤中营养元素丰富上的积极作用。严重笔者在研究中科学开展捕收剂用量试验、气泡剂用量试验、矿浆浓度试验以及矿浆PH值条件试验，试验结果显示，煤气化灰渣中含有的钙、镁离子可用于改善有机质分解环境，提高土壤结构的稳定性，而煤气化灰渣本身的高碱度性质也将通过其与土壤物质的混合，调整土壤酸碱环境，不仅可以促进土壤改良，还能够为农作物生长提供持续性养分支持。这种土壤环境改善方式可在不破坏原有生态结构的情况下增加生态系统的稳定性，提高农作物产量。因此，煤气化灰渣在农业中的应用是切实可行的，各地区可结合煤炭资源分布情况及农作物生产环境，合理发挥煤气化灰渣的农业生产积极性[2]。

结论：我国正处于新型能源格局建设的关键时期，在深化能源体制改革工作的不断推进下，煤炭市场正由供需平衡向供需平衡略偏宽松过度，实现和扩大煤气化灰渣资源化利用至关重要，根据煤气化灰渣矿物组成、灰渣表面SEM分析结果和孔隙结构可知，其在金属回收、建筑生产和农业生产上具有优良应用前景。

参考文献：

[1]刘崇国，匡建平，罗春桃，等.煤气化灰渣资源化利用策略研究[J].当代化工研究，2019（17）：23-25.

[2]张艺翔，马钊，冯敏.气化灰渣应用前景浅析[J].化工管理，2019（21）：13-14.

作者简介：

姓名：张颖（1987.01.02）;性别：女，民族：汉  籍贯：河北省涿州市，学历：本科，毕业于河北联合大学;现有职称：助理工程师;研究方向：煤化工;