粉煤灰綜合利用的環(huán)境影響及可行性分析
——以陜西渭河發(fā)電有限公司為例

陜西正元粉煤灰綜合利用有限公司 王聯(lián)盟

粉煤灰綜合利用的環(huán)境影響及可行性分析
——以陜西渭河發(fā)電有限公司為例

陜西正元粉煤灰綜合利用有限公司 王聯(lián)盟

20世紀90年代中期，粉煤灰的大量產(chǎn)生，嚴重影響到正常的發(fā)電工作。為存儲這些灰渣，陜西渭河發(fā)電有限公司不得不先后投入億元購買了133 hm2地用作貯灰場。每年處理粉煤灰的費用也相當大。正當粉煤灰令渭河發(fā)電有限公司的決策者們陷入了困境的時候，陜西正元公司開始著手研究粉煤灰的加工及專業(yè)處理技術(shù)。經(jīng)過多年對粉煤灰在科學(xué)研究的基礎(chǔ)上進行綜合利用的探索實踐，不僅改善了當?shù)氐纳a(chǎn)、生活環(huán)境，而且實現(xiàn)了變廢為寶，將粉煤灰轉(zhuǎn)化為建筑市場上不可缺少的摻合物。取得了較好的社會效益和經(jīng)濟效益。

一、粉煤灰綜合利用的社會效益和經(jīng)濟效益

1. 節(jié)約了大量的土地資源。截至目前，通過對粉煤灰綜合利用及灰場的治理，累計處理粉煤灰超過500萬t，基本實現(xiàn)了粉煤灰的“零堆放”。節(jié)約土地100 hm2（每1 500 t灰要占用土地0.07 hm2），使灰場使用壽命至少延長5年。

2. 改善了電廠周邊人居環(huán)境。約有20%的粉煤灰是很容易被吹到空氣中的空心微珠，而且富含重金屬，在空氣中停留可達100d，對環(huán)境污染嚴重。每到大風(fēng)天氣，灰場周邊地區(qū)就會形成小型風(fēng)暴，莊稼也被白色的粉煤灰所湮沒，農(nóng)戶們怨聲載道，糾紛頻起，使得渭河發(fā)電有限公司十分頭疼。

為此，我們利用自主生產(chǎn)的粉煤灰空心磚代替黏土磚作為灰場護坡，將灰渣進行機械碾壓后覆土5 m。又通過近5年的努力，種草復(fù)墾土地33.3 hm2、植樹10萬多棵，使周邊環(huán)境得到了本質(zhì)的改善，環(huán)境污染逐年減輕，環(huán)保水平逐年提高。粉煤灰管理由被動的“治標”過渡到主動的“治本”上來，成為西北地區(qū)唯一的粉煤灰全面資源化再利用單位。

公司的環(huán)境保護工作一直受到省、市領(lǐng)導(dǎo)的關(guān)注。2001年，潘連生副省長帶領(lǐng)省、市環(huán)保部門及有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)親臨渭河發(fā)電有限公司，檢查灰場治理工作，對所取得的成績給予了高度評價。2003年公司被陜西省經(jīng)貿(mào)委評為“資源綜合利用先進企業(yè)”。

3. 減少了天然礦山資源的開采。由于粉煤灰引入水泥企業(yè)、公路建設(shè)行業(yè)，有效減少了對天然礦山資源的使用，間接為陜西整體自然環(huán)境的保護做出了應(yīng)有的貢獻。僅陜西渭河發(fā)電有限公司一家，因粉煤灰綜合利用便使水泥企業(yè)減少天然礦石使用500多萬t。計算到全省的情況，對環(huán)境保護的潛在作用及意義更為巨大。

4. 節(jié)約了大量的水資源。據(jù)統(tǒng)計，粉煤灰不進行綜合利用，每處理1噸灰，綜合需要使用水近10 t。按此計算，粉煤灰綜合利用共計節(jié)約水資源約5 000萬m3。

5. 為水泥企業(yè)節(jié)約了燃煤消耗，減少了二氧化碳排放。以前粉煤灰未得到綜合利用，水泥廠采用礦產(chǎn)石材、混合材等原料，通過磨細、燒結(jié)生產(chǎn)水泥?，F(xiàn)在，粉煤灰超細粉、爐底渣、原狀灰均可替代部分熟料及混合材，而且在后處理階段可以直接與其他原料摻和、磨細成水泥成品。摻和的這部分粉煤灰無需燒結(jié)，這樣一來，便可以節(jié)約部分燃煤。

資料表明，水泥中多用1 t粉煤灰，就可以節(jié)約1 t礦石，減少排放1 t二氧化碳廢氣，至少節(jié)約50 kW·h電耗。

按摻和率10%左右，依照新型干法水泥生產(chǎn)標準，噸水泥生產(chǎn)煤耗142 kg計算，若累計摻入350萬t粉煤灰混合材，直接節(jié)約標煤350×0.142=49.7（萬t），減少二氧化碳排放量350萬t。

二、粉煤灰應(yīng)用分析及展望

1. 粉煤灰應(yīng)用及分析。粉煤灰綜合利用的途徑主要有以下幾個方面：路基填方、水泥生產(chǎn)輔材、混凝土摻和劑等。這些應(yīng)用已經(jīng)十分成熟，并且出臺了相關(guān)國家標準。更高端的是利用粉煤灰作為原料提取稀有金屬如鋁、鎂等。

2. 粉煤灰的主要成分。粉煤灰的主要成分為二氧化硅、三氧化二鋁、三氧化二鐵以及硅酸鈣等，另外是未燃盡的碳。這些成分正是水泥的主要成分，所以粉煤灰具有水泥的基本特性。

3. 使用粉煤灰的優(yōu)點。在混凝土中摻入粉煤灰，不但可以節(jié)約水泥的使用量，改善混凝土拌和物的和易性，還可以減少摩擦、增加混凝土的可泵性。另外，因摻入粉煤灰，會減少混凝土在凝固時的水化熱及膨脹系數(shù)，從而增加了混凝土的質(zhì)量。

4. 粉煤灰加工技術(shù)。目前，國內(nèi)加工粉煤灰較為成熟的技術(shù)有：離心分選、粉煤灰磨細、粉煤灰超細粉等。另外粉煤灰蒸壓砌塊也是近幾年來市場形勢比較看好的項目。這些技術(shù)是將粉煤灰的顆粒變細，不但能提高其利用率，同時也使得粉煤灰的質(zhì)量更加穩(wěn)定。

（1）分選設(shè)備及機理。分級原理是采用了空氣動力的基本知識，在立式導(dǎo)向葉片外圍加裝直籠形轉(zhuǎn)子， 內(nèi)置渦流整流器，轉(zhuǎn)子內(nèi)氣流上升與旋轉(zhuǎn)，利用高速氣流形成渦流，使粒徑不同的粉狀物料得到分級。一般而言，該設(shè)備的二級灰分級率可達到60%左右。

（2）粉煤灰磨細工藝及機理。粉煤灰磨細系統(tǒng)主要設(shè)備是磨機，其原理是通過機械擠壓、碰撞、研磨使較大的粉煤灰顆粒變小，以達到成品灰細度。另外，通過改變磨機級配，還可以生產(chǎn)出超細灰。這樣一來，分選的細灰可以直接銷售，留下的粗灰可以通過磨細系統(tǒng)再進一步加工，從而使粉煤灰最大限度地得到加工應(yīng)用。

5. 本地粉煤灰市場淺析。近年來，陜西省的大型基礎(chǔ)設(shè)施項目較多，例如西康高速公路、西漢高速公路、西包高速公路、陜西南水北調(diào)工程、西安繞城高速公路、西安三環(huán)公路、西咸新區(qū)等。這些項目給建筑材料企業(yè)，特別是粉煤灰加工企業(yè)提供了巨大的市場。據(jù)初步統(tǒng)計，僅西安周邊80 km范圍內(nèi)，每年的粉煤灰、渣的需求量大約為150萬t。如此巨大的需求為粉煤灰加工提供了得天獨厚的條件。

粉煤灰的使用，不但使水泥質(zhì)量和數(shù)量得到了一定程度的提高，使得生產(chǎn)成本降低，環(huán)境污染減少，而且還具有明顯的經(jīng)濟效益和顯著的社會效益，因此，得到了普遍的認可及應(yīng)用。隨著陜西水泥結(jié)構(gòu)的不斷調(diào)整，大型先進水泥生產(chǎn)線的不斷建成，對輔材質(zhì)量和環(huán)境保護的要求也越來越高，粉煤灰因其自身的優(yōu)越性和其資源分布的廣泛性最終必將全部替代日漸枯竭的地域性強的煤矸石等其他混合材料。同時，由于筆者所在公司具有緊靠水泥銷售中心——西安的優(yōu)越的地理位置，使得各水泥廠家銷售后的空返罐車捎運粉煤灰成為可能。因此，粉煤灰的市場前景非常廣闊。

三、結(jié)論

總而言之，粉煤灰市場需求巨大，加工技術(shù)成熟。只要科學(xué)地組織生產(chǎn)及銷售，一定會取得好的效益。綜上所述，粉煤灰的綜合利用利在當代，功在千秋，是一項利國利民的好項目。