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“城市矿产”粉煤灰亟待开发
文章来源:科学网   发布时间: 2015-10-30   浏览次数:   字号:[ ] [打印]
 

  “预计今年全国粉煤灰的产量将达6.2亿吨,居世界首位。”建筑材料工业技术情报研究所教授崔源声介绍,作为煤炭大国,我国的粉煤灰产量一直居高不下。“电力行业是粉煤灰的产生大户。从2002年起,我国火力装电机组呈现爆炸式增长,粉煤灰产生量也急剧增加,从2001年到2013年,产生量增长了3.1倍。”

  巨量堆放的粉煤灰不仅污染环境,而且造成资源浪费。粉煤灰范围广泛的物理、化学性质更增加了社会各界对其的关注度,但开发利用这一“城市矿产”面临着市场、技术等难题,亟须政府、企业加以重视,广泛开发利用领域,加大开发力度,发展循环利用。

  “城市矿产”名副其实

  粉煤灰是指燃煤电厂以及煤矸石、煤泥资源综合利用电厂锅炉烟气经过除尘器收集后获得的细小飞灰和炉渣。粉煤灰的产生量很大,通常每消耗2吨煤就会产生1吨粉煤灰。

  然而,粉煤灰可广泛用于城市建筑、道路工程、生态回填、农业等领域。

  尤其是高铝粉煤灰——国家能源高铝煤炭开发利用重点实验室主任孙俊民表示,在内蒙古中西部、山西北部等地积存的高铝粉煤灰总量已经超过1亿吨,每年还在以约2500万吨的幅度增长,“这些粉煤灰的氧化铝含量在40%到50%之间,可以极大地弥补我国铝资源的不足”。

  “粉煤灰细磨之后,活性和附加值大大提高,可用于水泥加工或替代炭黑等材料,用作橡胶、塑料等工业的填料。”崔源声在2015亚洲粉煤灰及脱硫石膏处理与技术国际交流大会上指出,“水泥工业是粉煤灰最主要的利用途径,可替代黏土用作水泥原料,掺杂量为15%~30%,可大大降低成本,扩大市场半径。”

  崔源声预计,随着建筑节能、墙体材料革新工作的推进,这些比传统墙材更节能、环保的墙体材料产品必将会得到大力推崇和发展。“在粉煤灰产生量大的地区,利用粉煤灰替代粘土等资源生产新型墙材产品,是当下也是未来的发展方向。”

  用于组合式住宅、集成建筑的建造,也是未来粉煤灰应用的重要方向之一。“在建筑工业化进程中,建筑的部分或全部构件在工厂预制完成,然后运输到施工现场,通过可靠的连接方式将构件组装,提高生产效率和产品质量,缩短建设周期,减少资源能源消耗。”崔源声说。

  利用粉煤灰生产粉煤灰陶粒以及具有自保温性的陶粒混凝土,进而用于被动式房屋等低能耗甚至零能耗建筑的建设,是未来粉煤灰综合利用的另一个重要方向。“与普通建筑相比,被动式房屋和建筑可节省能耗高达90%以上。”崔源声介绍。

  从循环利用角度来看,粉煤灰是名副其实的“城市矿产”。然而,我国的这一“矿产”利用率并不高。过去数年间,我国粉煤灰的开发利用率一直在67%至69%之间徘徊,即使今年预计达到70%左右,也与发达国家有明显差距。“目前一些发达国家的粉煤灰利用率大都超过了80%,日本甚至达到98%以上。”崔源声说。

  开发利用问题难解

  “我国粉煤灰综合利用的主要问题是地区利用不均衡和市场需求不足。”分析粉煤灰利用率低的原因时,崔源声说。

  他指出,在我国东南沿海等发达地区以及一些大型城市,粉煤灰被完全资源化利用,甚至出现供不应求的局面,而山西、内蒙古、新疆等煤电产区,由于粉煤灰产生量大,而且消纳能力有限,粉煤灰利用率很低,市场需求不足。而且,粉煤灰长距离运输非常不经济划算,这也导致产用两区无法互通有无。“‘十三五’期间内陆煤电产区的粉煤灰还将翻番,这一问题将更加严重。”

  “作为粉煤灰最主要的利用领域,建材行业的不景气直接造成了粉煤灰的市场需求下降。”建筑材料工业技术情报研究所工作人员吴小缓分析指出。

  根据相关统计资料,受基础设施建设投资和房地产行业影响,我国建材行业市场下滑严重。今年1月~6月我国水泥产量同比下降5.3%;混凝土及部分水泥制品产量增速大幅下滑,部分制品产量同比下降;墙材行业规模以下砖瓦、加气和砌块企业产量同比下降20%~30%。

  崔源声同时指出,循环流化床粉煤灰利用存在困难,粉煤灰开发的技术瓶颈需打破。

  中国资源综合利用协会副秘书长王书文也认为,粉煤灰开发的根本问题在于技术上还不够成熟。以目前国内提取氧化铝技术最好的内蒙古大唐国际再生资源有限公司为例,该公司虽然已经实现商业化,但其技术仍有缺陷,提取氧化铝后会产生大量废渣,“消耗一吨粉煤灰就会产生六七吨废渣,从环保的角度来看得不偿失”。

  朔州经验值得借鉴

  尽管问题重重,专家们仍表示,无论是从环境保护角度还是资源循环利用角度考虑,都必须加大力度开发粉煤灰这一“城市矿产”。

  而山西省朔州市发展工业固废综合利用产业取得的经验和做法,为国内外资源型城市转型发展提供了借鉴。那就是加大技术开发的科研投入,运用项目贷款、贴息、税收减免等政策调动企业的技术研发积极性。

  朔州经济在由煤电产业支撑的同时,也产生了大量的工业固废——粉煤灰、脱硫石膏、煤矸石,朔州仅每年排放的粉煤灰就有1800万吨。如何有效开发利用工业固废,是朔州市谋求转型发展要寻求破解的头道“坎”。

  “朔州市粉煤灰综合利用产业已呈现出初、中、高三个技术层次。其中高端技术产业部分技术达到国际先进水平。”据朔州市委书记王安庞介绍,朔州市还以工业园区建设为载体,规划建设了八大循环经济工业园区。目前,全市初步形成煤矸石发电产业、煤矸石材料产业、粉煤灰综合利用产业、四大固废综合利用产业集群,基本实现了对粉煤灰的全循环利用。

  “目前,朔州市工业固废综合利用产业已延伸到建材、饰材、化工、轻工等领域,关键技术取得突破,众多企业集聚发展,发展成效初现。但用发展的眼光看,煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏三大工业固废应用领域远不止现有的水平,仍有较大发展空间。”王安庞介绍。

  比如,煤矸石还可在化工领域大有作为,用其可生产微生物肥料、沸石分子筛、微晶玻璃等,同样也可生产铝系产品,提取硅铝炭黑等。“但在这些方面的利用尚待突破。”王安庞说。

 
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