煤基固廢高值化利用研究

竹 濤 韓一偉

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)大氣環(huán)境管理與污染控制研究所，北京市海淀區(qū)，100083)

煤炭作為世界主要能源之一，占有極其重要的地位，且每年的消費量還在不斷增長，2018年世界煤炭消費量同比增長了1.2%[1]，在我國能源結(jié)構(gòu)中，煤炭更是國民經(jīng)濟中最主要的能量來源，我國是世界最大的煤炭生產(chǎn)國和消費國，在煤炭的生產(chǎn)和使用過程中會產(chǎn)生諸如煤矸石和粉煤灰等的大宗固體廢物，其中煤矸石的存量在10～50億t[2]，2017年的粉煤灰產(chǎn)量高達6.8億t[3]，居世界第一，且產(chǎn)量還在逐年增加。國家發(fā)改委發(fā)布《中國資源綜合利用年度報告(2014)》指出工業(yè)固體廢物的綜合利用率有所提高，達到62.3%[4]，但是提升的空間還很大。煤基固廢對大氣、水體和土壤等環(huán)境都造成了嚴重的污染[5-7]，如何合理地處置和高效利用煤基固廢成為當(dāng)前嚴峻的問題。

國家相繼出臺和實施的《國民經(jīng)濟和社會發(fā)展第十二個五年規(guī)劃綱要》《“十二五”資源綜合利用指導(dǎo)意見》等政策都明確指出要大力發(fā)展工業(yè)固廢的處理和利用研究，提高工業(yè)固廢的利用率；工信部發(fā)布的《工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》，對工業(yè)固廢相關(guān)源頭管理和治理效率提出了新的目標(biāo)和規(guī)劃。相關(guān)研究專家在煤基固廢發(fā)電[8]，制作免燒磚[9]、水泥[10]等建筑材料、基建材料[11-12]以及礦區(qū)采空區(qū)回填方面[13]做了很多的研究工作。但是，固廢的利用率仍有待提高，在高值化利用方面也需要投入更多的研究。利用煤基固廢制備高附加值的產(chǎn)品不僅可以拓寬大宗固廢的利用途徑，同時大幅降低產(chǎn)品的成本，達到“變廢為寶”的效果。

筆者在介紹目前煤基固廢利用情況的基礎(chǔ)上，綜述了煤基固廢高值化利用技術(shù)及面臨的問題，并展望了煤基固廢高值化利用的發(fā)展趨勢。

1 煤基固廢的產(chǎn)生、特性及利用現(xiàn)狀

1.1 煤基固廢的產(chǎn)生

煤矸石是在采煤或礦井的新建及改建等過程中，隨煤一起被運出的矸石，或者在選煤過程中被揀出的矸石，每生產(chǎn)1 t煤炭約產(chǎn)生0.1～0.3 t的煤矸石；粉煤灰是從煙道氣中捕獲并通過靜電或機械沉淀收集的顆粒物質(zhì)，粉煤灰占燃煤5%～20%的重量，通常以粗粉煤灰和細粉煤灰的形式存在，分別占所產(chǎn)生灰分的5%～15%和85%～95%。

1.2 煤基固廢的特性

煤矸石的主要礦物包括高嶺土、石英、蒙脫石、長石、伊利石、石灰石、硫化鐵和氧化鋁等。煤矸石中SiO2含量為55%、Al2O3含量為32%、Fe2O3含量為5.2%、CaO含量為0.8%、MgO含量為1.86%、TiO2含量為2.85%、K2O+Na2O含量為2.13%、V2O5含量為0.01%、P2O5含量為0.15%[11]。

粉煤灰顆粒的形狀主要為球形，由實心球、空心球、不規(guī)則形狀的碎屑和未燃燒的多孔碳組成。粉煤灰主要包括非晶態(tài)礦物和晶態(tài)礦物，如石英、莫來石、云母、長石、磁鐵礦、赤鐵礦、游離石灰等。粉煤灰中的SiO2含量為44%、Al2O3含量為42%、Fe2O3含量為4.3%、CaO含量為4.2%、TiO2含量為2.05%、P2O5含量為0.7%、K2O+Na2O含量為0.42%、SrO含量為0.27%、MgO含量為0.18%。

1.3 煤基固廢的利用現(xiàn)狀

煤基固廢的化學(xué)組成以SiO2和Al2O3為主，并占80%以上，可以充分利用硅鋁等資源。煤矸石屬于低熱值煤資源，用于發(fā)電可以降低供電成本，具有良好的經(jīng)濟效益和社會效益[8]。煤基固廢可用作生產(chǎn)水泥[14]、燒結(jié)磚瓦[15]和陶粒等建筑材料，用作地基[16]、井下回填等，回收的鎵鍺鋰稀土元素[17]可以生產(chǎn)分子篩[18]、白炭黑等化工產(chǎn)品。但是，目前煤基固廢的綜合利用率還有待提高，低值化利用研究占有很大比例，需要研發(fā)煤基固廢的高值化利用技術(shù)，提高產(chǎn)品的附加值。

2 煤基固廢高值化利用

2.1 合成沸石分子篩

沸石分子篩是具有均勻微孔，主要由硅、鋁、氧及其它一些金屬離子構(gòu)成的多孔材料。因其具有優(yōu)良的離子交換、催化和吸附性能，常用作吸附劑、干燥劑、洗滌劑和催化劑，廣泛應(yīng)用于石油化工、精細化工、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護等領(lǐng)域。煤基固廢主要物相成分為SiO2和Al2O3，與沸石分子篩相似的成分為其合成沸石分子篩提供可能。經(jīng)過多年的研究，目前利用煤基固廢合成了13X、Y、P、ZSM-5等多種種類的沸石分子篩，廣泛應(yīng)用到吸附、催化和醫(yī)療等領(lǐng)域。

2.1.1 A型沸石分子篩

4A沸石分子篩因具有均勻的約4?大小孔道而得名，在吸附和分離過程中均表現(xiàn)出優(yōu)異的性能[19]，水熱合成是制備分子篩產(chǎn)品最常用的方法。

微波可以加速粉煤灰的溶解及合成過程，高亞華等研究人員[20]以粉煤灰為原料經(jīng)過酸化、堿融等過程，在微波輔助的情況下水熱合成NaA沸石分子篩，微波輔助堿熔-水熱合成法合成NaA型沸石分子篩如圖1所示[20]。

圖1 微波輔助堿熔-水熱合成法合成NaA型沸石分子篩

將合成的Na分子篩用于吸附放射性廢水中的銫離子，其去除率高達98.45%。由于微波輔助使得合成體系混合和受熱均勻，形成的產(chǎn)物更細致和均一。最重要的是，在微波輔助下只需30 min即可完成晶化過程，如果沒有微波輔助則需要晶化8～10 h[21-22]，這對于用粉煤灰大規(guī)模制備沸石分子篩具有重大意義。Hidekazu等研究人員[23]在微波輔助下，通過兩步法將粉煤灰合成單相NaA分子篩。其中，在合成原料SiO2/Al2O3為0.8時，分子篩的離子交換量為508 cmol/kg，接近市售分子篩550 cmol/kg的離子交換量。

不同地質(zhì)、不同燃燒爐產(chǎn)生的粉煤灰成分差異很大，對于含有大量莫來石的粉煤灰來說，酸堿溶液難以將硅鋁資源完全提取，焙燒可以活化莫來石、高嶺石等惰性成分。譚宏斌[24]將Na2CO3與粉煤灰在800℃共融1 h，發(fā)現(xiàn)粉煤灰中的莫來石相消失，轉(zhuǎn)化成易溶于水的霞石和硅鋁酸鈉成分；李平等研究人員[25]以850℃的溫度焙燒煤矸石和氯化銨，把煤矸石中的晶相高嶺土轉(zhuǎn)變成具有活性的非晶相，他們還在合成體系中加入6%的檸檬酸鈉作為合成助劑，研究結(jié)果顯示，在助劑的存在下，更有助于合成結(jié)晶度高、雜晶少且形貌規(guī)則的4A型分子篩。

2.1.2 X型沸石分子篩

X型沸石分子篩具有八面骨架結(jié)構(gòu)，在廢水重金屬處理[26-27]、廢氣處理[28]、作為催化劑載體[29]等方面應(yīng)用廣泛。

堿熔法是煤矸石制備X型分子篩的主要方法，梁止水等研究人員[30]以煤矸石為原料，通過堿熔法制備NaX型沸石分子篩。陳化6 h后，在100℃的溫度下晶化12 h，得到具有較大比表面積(406.7 m2/g)和孔容為0.242 m3/g的X型分子篩。將得到的分子篩用于廢水中Cd2+的處理，實驗結(jié)果顯示，在25℃下，該X型分子篩對Cd2+的去除率達到90%以上，且符合Langmuir等溫吸附模型。王茜等研究人員[31]研究了堿度對煤矸石合成X型分子篩的純度的影響。堿既作為分子篩的組成成分，也發(fā)揮著調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH的作用，n(Na2O)/n(SiO2)=2時，產(chǎn)物為純凈的X型沸石分子篩，當(dāng)鈉硅比過高或過低時都會有P型分子篩的生成。

燃煤電廠在產(chǎn)生固廢粉煤灰的同時還產(chǎn)生氮氧化物污染物，以粉煤灰為原料制備分子篩用于處理氮氧化物等大氣污染物，可達到“以廢治廢”的環(huán)保理念。肖立峰[29]用鹽酸預(yù)處理粉煤灰后采用堿熔處理活化粉煤灰，通過水熱合成X型分子篩。采用浸漬法將Mn和Ce活性組分負載到該分子篩上，研究發(fā)現(xiàn)，在分子篩上MnOx和CeO2存在較強的相互作用，這種作用提高了低溫催化氮氧化物的活性。

2.1.3 ZSM-5型沸石分子篩

ZSM-5型沸石分子篩具有高的硅鋁比、大的比表面積和特殊的三維交叉孔道，廣泛應(yīng)用在吸附[32]和催化[33]等方面。

ZSM-5型沸石分子篩的合成，往往需要模板劑的輔助，侯芹芹等研究人員[34]以粉煤灰為原料，在四丙基氫氧化銨(TPAOH)模板劑的輔助下，成功制備了ZSM-5分子篩。用該分子篩振蕩吸附工業(yè)廢水中Cr3+和亞甲基藍，單一因素實驗的去除率分別為73.10%和98.20%。陳彥廣等研究人員[35]以處理粉煤灰得到的Al(OH)3作為鋁源，研究了在動態(tài)水熱下合成ZSM-5分子篩，粉煤灰合成ZSM-5分子篩流程[35]如圖2所示。

圖2 粉煤灰合成ZSM-5分子篩流程

結(jié)果顯示，ZSM-5的合成過程呈“S”形曲線生長，隨著晶化時間的增加，分子篩結(jié)晶度不斷提高，5 h后保持不變，并推測ZSM-5的晶化機理為固相成分在液相不斷溶解和沉積的過程。

多級孔沸石分子篩由于同時存在微孔、介孔或者大孔孔道，傳質(zhì)效率得到很大提高。李海鵬[36]利用煤矸石中提取的硅鋁源，通過水熱法成功合成了ZSM-5分子篩，并在表面活性劑十六烷基三甲基溴化銨(CTAB)模板劑的輔助下，合成多級孔ZSM-5分子篩。進一步將銅銀負載到分子篩上，制備了Cu-Ag/ZSM-5催化劑，催化結(jié)果顯示，該催化劑對抗生素鹽酸四環(huán)素具有優(yōu)異的催化性能。劉曉艷等研究人員[37]將煤矸石經(jīng)過活化、酸浸、堿溶等過程，在表面活性劑TPABr的輔助下合成ZSM-5分子篩，用堿處理得到多級孔分子篩。N2吸附-脫附測試顯示，多級孔分子篩的比表面積高達452.32 m2/g，遠高于未處理分子篩的比表面積。

2.1.4 其他類型沸石分子篩

煤基固廢合成P、Y等常用類型的沸石分子篩也是研究的熱點。

P型分子篩具有較強的離子交換能力，孔德順等研究人員[38-39]通過堿熔-水熱法利用粉煤灰和煤矸石制備出純凈的P型分子篩，用X射線多晶衍射儀對原料和產(chǎn)物進行表征，探究不同實驗條件下粉煤灰合成分子篩過程中的物相變化規(guī)律。研究結(jié)果表明，在800℃的溫度下焙燒2 h是充分活化粉煤灰的最佳條件，莫來石等惰性相轉(zhuǎn)變成以NaAlSiO4為主的高活性物質(zhì)。陳彥廣等研究人員[40]以處理粉煤灰獲得的硅鋁資源為原料，通過水熱法制備了NaP型分子篩。探究有機空間位阻劑和陰離子對合成分子篩的影響，最佳實驗條件在120℃的溫度下晶化8 h；三乙醇胺的存在使得合成的分子篩粒徑較小且孔容較大，這也是該分子篩處理水中Ni2+時，去除率高達96.2%的原因；陰離子Br-的存在，使得P型分子篩的產(chǎn)率和純度都有所提高。

Y型分子篩具有很好的熱穩(wěn)定性，常常被用作氣體吸附劑和催化劑的載體。超聲波具有空化效應(yīng)，可以加快反應(yīng)進行，降低苛刻的反應(yīng)條件，蘭鵬[41]在超聲輔助下，通過堿熔-水熱法將粉煤灰合成Y型分子篩；王璐等研究人員[42]通過粉煤灰的煅燒、酸浸、水熱合成等步驟，在不額外添加硅鋁源及模板劑的情況下，成功合成Y型分子篩。該分子篩的比表面積達389.44 m2/g，并具有優(yōu)異的水熱穩(wěn)定性。

馬子然等研究人員[43]采用酸堿聯(lián)合法制備了SAPO-34型分子篩，并在該分子篩上負載金屬Cu作為低溫催化氮氧化合物的催化劑。實驗結(jié)果顯示，制備的Cu-SAPO-34催化劑具有比較寬的脫硝溫度窗口，且具有較高的活性和抗燒結(jié)能力。柳向陽等研究人員[44]在EO20PO70EO20模板劑輔助下，利用粉煤灰合成介孔分子篩SBA-15分子篩。

2.2 提取氧化鋁

雖然煤基固廢作為廢物會對生態(tài)環(huán)境造成危害，但是“垃圾只是放錯位置的資源”，煤基固廢的主要成分為SiO2和Al2O3，特別是中國北方產(chǎn)生的煤基固廢中含有很大比重的Al2O3。充分開發(fā)固廢中的鋁資源，既拓寬了煤基固廢的利用途徑，又彌補了因鋁土礦逐漸減少造成的空缺，同時還提高了固廢利用的附加值。目前，煤基固廢提取氧化鋁的方法主要有酸法、堿法和酸堿聯(lián)合法。

2.2.1 酸法提鋁

酸法主要利用氧化鋁可溶解于酸的特性，將氧化鋁轉(zhuǎn)化成可溶性鹽，再通過添加劑把溶液中的鋁分離出來，常用的有鹽酸法和硫酸法等。

董玲[45]分別采用鹽酸和硫酸處理煤矸石，進行酸法提鋁。通過正交實驗得到酸法工藝的優(yōu)化參數(shù)，浸取時間、溫度、固液比等都會對鋁的浸出率產(chǎn)生影響。其中，反應(yīng)溫度在80～120℃時，浸出率隨溫度升高明顯增大，但是當(dāng)溫度升高到120～140℃時，浸出率幾乎不再變化。對比不同酸的浸出效果，由于鹽酸易揮發(fā)，難以提高浸出溫度，對設(shè)備的要求較高。趙俊梅等研究人員[46]將粉煤灰和硫酸一起焙燒，經(jīng)過蒸發(fā)、結(jié)晶等步驟得到硫酸鋁產(chǎn)品，此方法鋁提取率高，操作簡單。

郭昭華[47]團隊通過工藝路線的優(yōu)化，經(jīng)過實驗室和工業(yè)化論證，自主研發(fā)了“一步酸溶法”提取氧化鋁工藝，“一步酸溶法”工藝流程示意圖[47]如圖3所示。此工藝技術(shù)具有流程短、成本低等的優(yōu)點，工藝過程中使用的酸可循環(huán)使用，大大提高了資源利用率的同時減少酸逸散對環(huán)境造成的污染。

2.2.2 堿法提鋁

用碳酸鈉、堿石灰等和煤基固廢一起煅燒，達到固廢中莫來石、高嶺石等惰性成分活化的目的，實現(xiàn)硅鋁資源的分離。

黃前等研究人員[48]將粉煤灰和碳酸鈉一起焙燒活化，當(dāng)焙燒溫度為700℃，焙燒2 h后在用4 mol/L的硫酸浸取3 h，最后得到片狀氧化鋁，鋁提取率高達95%，此方法對設(shè)備要求低，解決了強酸強堿對設(shè)備的苛刻條件問題；高鋁煤基固廢是提鋁的首選物料，陳延信等研究人員[49]采用堿石灰低鈣燒結(jié)法提取高鋁粉煤灰中的氧化鋁，探索了工藝條件對浸出率的影響，并初步分析了低鈣燒結(jié)的機制。實驗結(jié)果表明，燒結(jié)溫度在1150℃左右燒結(jié)1 h后，粉煤灰中的鋁資源以Na2O·Al2O3的形式存在，硅資源轉(zhuǎn)化成Na2O·CaO·SiO2，實現(xiàn)硅鋁的分離，最后粉煤灰中鋁的溶出率可達到96%以上；耿學(xué)文等研究人員[50]選用堿石灰和高鋁煤矸石進行燒結(jié)制備氫氧化鋁，考察了燒結(jié)溫度、Na2O/Al2O3、CaO/SiO2摩爾比等因素對燒結(jié)質(zhì)量的影響，結(jié)果顯示其最佳條件為溫度1200℃、Na2O/Al2O3和CaO/SiO2的摩爾比分別為1.0和2.1，氧化鋁的溶出率達到94%，在溶出液中加入一水鋁石晶種，生成片狀鋁氧水合物。

圖3 “一步酸溶法”工藝流程示意圖

2.2.3 酸堿聯(lián)合法提鋁

酸堿聯(lián)合法將酸法和堿法提鋁相結(jié)合，不僅可以提取煤基固廢中的氧化鋁資源，同時還能實現(xiàn)氧化硅的提取。但是，酸堿聯(lián)合法存在堿消耗量大的缺點。

馮永安等研究人員[50]從理論和實驗2個方面分析了酸堿聯(lián)合法從煤矸石中提取硅鋁資源的可行性。宗燕兵等研究人員[52]為了進一步提高粉煤灰中氧化鋁的浸出率，把造塊焙燒引入到酸堿聯(lián)合提鋁工藝中。動力學(xué)研究表明造塊建立了介孔尺寸的多孔結(jié)構(gòu)，起到骨架的作用，不僅縮小了固液距離，還有效改進了氣液相的傳質(zhì)，從而使鋁的浸出率得到提高。充分提取煤基固廢中的有價資源是研究者努力的方向和目標(biāo)，蔣訓(xùn)雄等研究人員[53]采用酸堿聯(lián)合法高鋁粉煤灰中提取氧化鋁和氧化硅。首先用硫酸從高鋁粉煤灰中提取氫氧化鋁或者粗氧化鋁，此時鋁資源的浸出率可以達到94.97%，同時得到含二氧化硅約70%的高硅渣；然后經(jīng)過氫氧化鈉浸出得到冶金級氧化鋁，粗氧化鋁中的鋁溶出率為97.36%。為了解決酸堿聯(lián)合法消耗堿量大的問題，丁宏婭[54]將種分分解法與酸堿聯(lián)合法結(jié)合實現(xiàn)傳統(tǒng)酸堿聯(lián)合法的改良，此方法使鋁酸鈉溶液進行循環(huán)使用，提高了堿的利用率，減少廢物的排放。

2.3 提取微珠

煤基固廢中蘊藏著超細粉體材料，通過精選、加工等程序制得，粉煤灰微珠的制備過程[65]如圖4所示。

圖4 粉煤灰微珠的制備過程

有些微珠具有較強的磁性，含有特殊的微孔結(jié)構(gòu)，具有活性高、質(zhì)輕、熱穩(wěn)定性高和抗壓等優(yōu)點。在污水處理[55]、替代水泥熟料[56]、制作復(fù)合材料[57]和催化[58]等方面應(yīng)用廣泛。

李宇容等研究人員[59]研究了粉煤灰微珠對超高性能混凝土的堆積密度和抗壓強度的影響。研究表明，微珠添加量為20%時制備出28 d抗壓強度為140 MPa的效果。粉煤灰微珠還可以降低活性粉末混凝土的收縮值，提高混凝土的耐久性[60]。摻入適量的微珠可代替部分水泥熟料，可有效降低標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，還可以降低混凝土成本[56]。

張曉民等研究人員[61]使用硫酸改性粉煤灰空心微珠用于廢水處理。微珠經(jīng)弱酸活化，靜電吸附能力明顯增強，對廢水中的COD具有較好的去除效果，對低濃度的Zn2+、Pb2+等重金屬離子也有一定的去除效果。為了提高粉煤灰微珠的吸附能力，嚴博文[62]利用白泥對粉煤灰微珠進行改性處理，白泥破壞了微珠的空心結(jié)構(gòu)，降低其結(jié)晶度，增加礦物活性，從而提高微珠在廢水中吸附氟的能力。模型研究發(fā)現(xiàn)，微珠主要通過表面絡(luò)合和配體交換作用去除水中的氟離子。鋁改性的粉煤灰微珠在污水處理方面也表現(xiàn)出優(yōu)異的效果[63-64]。

2.4 提取有價元素

煤基固廢中除了硅鋁資源，還有鋰鎵稀土元素等具有高附加值的資源。隨著科技的發(fā)展，對稀散有價元素的需求越來越大。對固廢中有價元素的利用，不僅減少對生態(tài)環(huán)境的污染，還緩解資源短缺的問題。目前，提取有價元素的方法主要有吸附法[66]、萃取法[67]和絡(luò)合沉降法[68]等。

2.4.1 提取鎵

金屬鎵在航天、醫(yī)療、軍事、電子等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

李銀等研究人員[69]用擬合模型和響應(yīng)曲面法對煤矸石酸浸物中和液萃取金屬鎵進行研究。以體積分數(shù)為20.5%的2-乙基己基膦酸酯為萃取劑，萃取5 min，鎵的萃取率高達98.92%。直接浸取法得到的鎵浸出率很低，為了提高金屬鎵的浸出率，李婷等研究人員[70]首先以Na2CO3和NaCl作為助劑活化粉煤灰成分，再用酸浸法處理活化后的粉煤灰，得到含鎵的溶液。實驗得到最佳提取條件是在800℃的溫度下煅燒120 min，氯化鈉質(zhì)量為粉煤灰碳酸鈉質(zhì)量的8%時，浸取出的鎵的質(zhì)量分數(shù)為56.10 g/t，說明此時粉煤灰的活化效果較好。 李金海等研究人員[68]設(shè)計正交實驗研究了單寧絡(luò)合沉降法提取粉煤灰中鎵的影響因素，最后得到鎵的提取率可以達到85%。

2.4.2 提取鋰

鋰被譽為“金屬味精”，在新能源領(lǐng)域起著重要的作用。煤中鋰的平均含量為14 mg/kg，燃燒后，富集的鋰可達到400～600 mg/kg，具有可觀的利用價值。

成俊偉[71]以富鋰的煤矸石為原料，利用H型離子篩對Li+的吸附作用，提取煤矸石中的鋰元素?？疾炝颂妓徕c活化煤矸石的工藝條件及離子篩提取Li+的實驗條件，回收率高達99%以上，實現(xiàn)了煤矸石中鋰離子的高效回收。侯永茹等研究人員[72]研究了二氧化錳離子篩吸附粉煤灰堿性溶液中的Li+，收到的提取率為80%～85%，但是，離子篩不易成型且無法循環(huán)使用。為了克服粉煤灰酸性體系難以選擇性提取鋰的問題，馮明[67]選用磷酸三丁酯為萃取劑、二氯甲烷為稀釋劑對從粉煤灰中提取鋰的影響因素進行研究。研究結(jié)果表明，AlCl3在萃取過程中發(fā)揮了重要的鹽析作用，鋰的萃取率可達約90%。

2.4.3 提取稀土元素

稀土資源的過度開采和高新技術(shù)對稀土元素不斷提升的需求，稀土資源面臨短缺的困境。

選擇性提取煤基固廢中的稀土元素是研究的難點，吉萬順等研究人員[73]通過萃取法提取粉煤灰中的稀土元素釔。研究發(fā)現(xiàn)，二磷酸酯和2-乙基己基磷酸單2-乙基己基酯這2種萃取劑在混合使用時，具有明顯的協(xié)同作用。在2種萃取劑比例為3∶7時，釔的萃取率可以達到89%。辜芳等研究人員[74]使用混合萃取劑萃取煤矸石酸溶液中的稀土元素，調(diào)整實驗條件和混合萃取劑配比可實現(xiàn)混合稀土與硅鋁的分離。

3 小結(jié)

煤基固廢中煤矸石和粉煤灰屬于大宗固體廢物，體量巨大，不僅占用稀缺的土地，還對生態(tài)環(huán)境造成極大的污染，進而危害人們的身心健康，亟須找到合適的處置和利用方式。能源回收、制作建筑材料、回填采空區(qū)等利用途徑可以在一定程度提高煤基固廢的綜合利用率，也可取得不錯的經(jīng)濟和社會效益。但目前還存在以下問題。

(1)目前我國煤基固廢的利用率可以達到60%～70%，但是和發(fā)達國家相比差距還較大，需要研發(fā)煤基固廢利用的新技術(shù)，進一步提高綜合利用率。

(2)煤基固廢作為制作建筑材料等的原料是低值化的利用，固廢中的鋁硅和有價元素等的寶貴資源被浪費。鑒于資源的不斷枯竭，需要大力發(fā)展煤基固廢的高值化利用，充分回收、利用固廢中的資源，如制備分子篩、回收微珠和有價元素等。

(3)在高值化利用過程中，存在原料和添加劑利用率低、對環(huán)境造成污染等不良現(xiàn)象，在優(yōu)化現(xiàn)有技術(shù)工藝、多資源協(xié)同提取和利用、研發(fā)具有開創(chuàng)性技術(shù)等方面還有巨大潛力。