中國(guó)粉體網(wǎng)訊 近日，在寧夏農(nóng)墾賀蘭山農(nóng)牧場(chǎng)，由中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所和北方民族大學(xué)聯(lián)合研發(fā)、寧夏科技廳立項(xiàng)支持的“粉煤灰基土壤調(diào)理劑鹽堿地改良技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用項(xiàng)目”舉辦了成果展示。測(cè)試人員從種植面積340畝的試驗(yàn)田中隨機(jī)取樣，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試水稻生長(zhǎng)情況。最終，未改良的對(duì)比田畝產(chǎn)496斤，加了3噸粉煤灰基改良材料的稻田，畝產(chǎn)則高達(dá)1439斤。這一檢測(cè)結(jié)果令科研人員非常欣喜。
粉煤灰化學(xué)成分與土壤相似，以易于結(jié)構(gòu)改性的鋁、硅為主，且富含植物生長(zhǎng)所必需的中微量元素，具有制備土壤改良材料的天然優(yōu)勢(shì)。
粉煤灰是燃煤電廠排出的主要固體廢物，主要來(lái)源于以煤粉為燃料的火電廠和城市集中供熱鍋爐。粉煤灰中未燃燒的有機(jī)物含碳量較高，易對(duì)環(huán)境造成污染。粉煤灰多由石英、莫來(lái)石等礦物晶體和玻璃體，以及少量未燃燒炭組成。粉煤灰化學(xué)成分因煤源、煤種、燃燒方式不同而有所差異，主要化學(xué)成分為SiO2、Al2O3約占80%，含少量Fe2O3、CaO、MgO、SO、TiO2、P2O5、MnO2和Na2O等常量元素，以及Li、Ga、Ge、V和U等微量元素，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
(圖片來(lái)源：山東龍?jiān)窗倜}建材科技有限公司）
當(dāng)前，我國(guó)粉煤灰年排放量近6億噸，后續(xù)以低端利用為主，利用率僅70%，累計(jì)堆存超30億噸，且以每年2億噸的速度在增加。粉煤灰占用大量土地，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。
其實(shí)，作為固廢，粉煤灰并非一無(wú)是處。
一、建筑建材領(lǐng)域中的應(yīng)用
1.1制磚
粉煤灰化學(xué)性質(zhì)與紅黏土和高嶺土基本接近，但其所含Al2O3較高，耐火性能更加優(yōu)良，能有效避免燒結(jié)過(guò)程中坯體開(kāi)裂，從而增加燒結(jié)成功率。因此，粉煤灰可代替部分紅黏土和高嶺土作為制磚原料。粉煤灰磚有拱殼空心磚、樓板空心磚、檁條空心磚、空心磚梁、花格空心磚、磚墻板和吸聲磚等10余種。燒結(jié)粉煤灰磚具有成本低、質(zhì)量輕和質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
1.2制混凝土
粉煤灰具有活性、形態(tài)和微集料效應(yīng)，能改善新攪拌的水泥砂漿與再生粗骨料間的薄弱界面，從而提高再生骨料混凝土的力學(xué)性能。此外，粉煤灰含有的玻璃微珠具有勻質(zhì)和減水作用，可改善混凝土流變性和硬化后的抗?jié)B�；炷翐饺敕勖夯液罂梢杂行б种茐A－骨料反應(yīng)，減少混凝土的開(kāi)裂風(fēng)險(xiǎn)，再就是粉煤灰在混凝土中的二次水化作用，可提升混凝土的密實(shí)度以提高混凝土的抗?jié)B性和抗硫酸鹽的侵蝕性。
1.3制水泥
粉煤灰主要化學(xué)成分SiO2、Al2O3和Fe2O3等能與水泥水化過(guò)程中析出的氫氧化鈣緩慢進(jìn)行“二次反應(yīng)”，逐漸發(fā)生火山灰反應(yīng)，生成類似水泥水化的C－S－H凝膠，替代黏土用作水泥生料配料。粉煤灰固有的火山灰質(zhì)特性，能與水泥中析出的Ca(OH)2緩慢反應(yīng)，火山灰質(zhì)生成物與水泥硬化體晶格結(jié)合，增強(qiáng)了水泥的后期強(qiáng)度、抗?jié)B性和耐久性。
1.4鋪路
粉煤灰含有骨料，容易結(jié)成堅(jiān)硬的板塊，可代替黏土應(yīng)用于鋪路。它是良好的鋪路材料，其結(jié)成硬板塊作為地基不易下沉，施工方便，且節(jié)約黏土資源，工程成本低，并有利于環(huán)境保護(hù)。
1.5制陶瓷
粉煤灰含有莫來(lái)石、鋁硅礦物和漂珠，其中漂珠密度低，隔熱性良好。它與陶瓷化學(xué)成分接近，具有空心特質(zhì)，是制備陶瓷的良好材料。粉煤灰中的莫來(lái)石成分，可提高陶瓷的抗壓能力和韌性，進(jìn)而有效改善陶瓷制品的脆性，不易損壞。在現(xiàn)代的室內(nèi)墻體及地面裝修中，應(yīng)用粉煤灰陶瓷不僅美觀，還可以起到隔音隔熱作用。
二、環(huán)保領(lǐng)域的應(yīng)用
2.1處理廢水
由于粉煤灰質(zhì)地疏松、內(nèi)部多孔、比表面積大、含有大量微珠和吸附性能良好，使其在重金屬污染、水污染和煙氣處理等方面應(yīng)用前景廣闊。利用粉煤灰處理污水具有原料廉價(jià)、工序簡(jiǎn)單和變廢為寶等優(yōu)勢(shì)，在工廠重金屬?gòu)U水處理領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，在生活污水處理中較少。
2.2改性粉煤灰處理煙氣
煤不充分燃燒時(shí)生成的粉煤灰含有大量多孔碳粒，充分燃燒后煤粉顆粒變成多孔性玻璃體，碳粒和玻璃體的比表面積大。因此，粉煤灰具有較強(qiáng)的吸附性能，可應(yīng)用于對(duì)煙氣的處理。
三、農(nóng)業(yè)領(lǐng)域其它應(yīng)用
3.1磁化肥
粉煤灰中除含有一定量的氮、磷和鉀元素外，還含有錳、鐵和鈉等金屬元素，可作為磁性載體負(fù)載一定量的氮肥、磷肥和鉀肥等，經(jīng)一定處理后可制成磁化肥。利用粉煤灰生產(chǎn)的磁化肥，可以補(bǔ)充土壤中的微量元素，促進(jìn)有效成分的生成，有助于疏松土壤，促進(jìn)農(nóng)作物的生長(zhǎng)。
3.2覆土造田
粉煤灰覆土造田就是將粉煤灰作為填充料引入山谷、洼地、低坑，覆土后進(jìn)行種植農(nóng)作物。在摻入粉煤灰的土壤上種植小麥、黃豆、蔬菜類、藥材類植物都比在土壤上種植要增產(chǎn)。
四、化工領(lǐng)域的應(yīng)用
粉煤灰中含有大量的Si和Al元素，是合成分子篩的主要原料，而且粉煤灰中無(wú)定形硅鋁酸鹽玻璃含量高，與沸石分子篩形成中涉及的主要反應(yīng)相同，因此，利用粉煤灰制備沸石分子篩效率更高，性能更加優(yōu)越。
五、冶金領(lǐng)域的應(yīng)用
從粉煤灰中提取其中含有的金屬元素是粉煤灰回收利用的重要方面之一。近年來(lái)，粉煤灰中鋁、鎵的回收研究的比較多，方法比較成熟。粉煤灰中還含有鐵、鍺、銀、鎘和鋅等金屬，綜合回收利用潛力較大。
小結(jié)：
粉煤灰的綜合利用已經(jīng)引起學(xué)者們的高度關(guān)注，但是，由于我國(guó)特殊國(guó)情，粉煤灰產(chǎn)量巨大，地區(qū)分布不均衡且有季節(jié)性差異，導(dǎo)致粉煤灰利用率低，且地區(qū)性差異大。中國(guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所和北方民族大學(xué)聯(lián)合研發(fā)團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)首次提出粉煤灰無(wú)害化和定向選擇性活化后用于鹽堿化土壤改良的新思路。實(shí)現(xiàn)以廢制廢、變廢為寶之目的，為加快我國(guó)粉煤灰資源可持續(xù)健康發(fā)展和支撐生態(tài)文明建設(shè)提供科技保障。
參考來(lái)源：
科技日?qǐng)?bào)：粉煤灰“轉(zhuǎn)行”改良土壤，鹽堿地里稻花香
徐碩，楊金林等. 粉煤灰綜合利用研究進(jìn)展
王迪，喬亮等. 粉煤灰資源化綜合利用研究現(xiàn)狀
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/青黎）
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