一.导言

目前，我国粉煤灰年排放量为1.07亿吨。随着新建和扩建电厂数量的增加，预计到2000年飞灰排放量将达到1 . 6亿吨。虽然粉煤灰的利用率在“六五”和“七五”期间从20%提高到30%，技术水平不断提高，但目前我国粉煤灰的利用技术和设备还比较落后，综合利用工作也很不平衡。因此，多年未利用的粉煤灰累积存量已达5亿多吨。因此，开展粉煤灰的综合利用，“化害为利，变废为宝”，保护环境已成为我国一项长期的技术经济政策。

二、粉煤灰的基本特性

(一)粉煤灰的形态特征

飞灰是高度分散的细小颗粒集合体，主要由粒径为1 ~ 50微米的硅质玻璃球组成。按颗粒形状可分为球形颗粒和不规则颗粒。球形颗粒可分为低铁玻璃珠和高铁玻璃珠。根据它们在水中沉降性能的不同，可分为浮珠、轻珠和沉珠。不规则颗粒包括多孔玻璃体、多孔碳颗粒和其他碎片以及复合颗粒。上述颗粒非常细小，它们的形态特征只能通过SEM(扫描电子显微镜)来详细观察。

(2)飞灰的化学成分

粉煤灰是一种火山灰物质，来源于煤中的无机成分，煤中的无机成分主要是粘土矿物，还有少量的黄铁矿、方解石、应时等矿物。因此，粉煤灰的化学成分主要是二氧化硅和氧化铝(二氧化硅含量约为48%，氧化铝含量约为27%)，其他成分有氧化铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化钠、三氧化硫和未燃烧的有机物(烧失量)。不同来源的煤和不同燃烧条件下产生的飞灰的化学成分有很大差异。

表1中国31个代表性火电厂飞灰的化学成分

分

1.矿物成分

粉煤灰主要由玻璃珠组成，其次是晶相，如莫来石、磁铁矿、赤铁矿、应时和方解石。

玻璃是粉煤灰的主晶相，粉煤灰的玻化微珠和多孔体以玻璃态为主，玻璃态含量占50% ~ 80%，在高温煅烧过程中储存了较高的化学内能，是粉煤灰活性的来源。

它是由电站锅炉燃烧过程中莫来石飞灰中存在的二氧化硅和氧化铝形成的。扫描电镜下，偶见莫来石针状自生骨料，莫来石含量在3.6% ~ 11.3%之间。它的变化与许多因素有关，如煤粉中Al2O3的含量和煤粉燃烧时的炉膛温度。

磁铁矿和赤铁矿是粉煤灰中铁的主要赋存状态，磁铁矿含量普遍较高。

它是应时粉煤灰中的原生矿物，呈不变的棱角状，粒度不规则，在20 ~ 150之间，含量不高。

2.粉煤灰的其他特性

1)活动

也称为火山灰活性，这意味着粉煤灰和石灰可以形成具有胶凝性质的水合物。粉煤灰本身没有或只有轻微的水硬性，但在有水的情况下，特别是在水热处理(蒸压养护)的条件下，能与氢氧化钙等碱性物质反应生成水硬性化合物。

粉煤灰的活性与粉煤灰的化学成分、玻璃含量、细度、燃烧条件和收集方法有关。一般含水量高、燃烧温度高、玻璃含量高、曲率大、含碳量低的粉煤灰活性高。

(2)物理特性

粉煤灰的物理性质包括容重、比重、曲率和比表面积等。这些性质对粉煤灰非常重要，是化学成分和矿物成分的宏观反映。一般来说，飞灰的平均物理性质如表2所示。

表2飞灰的平均物理性质

比重

三。目前我国粉煤灰的主要应用途径及评价

目前，我国粉煤灰综合利用技术有近200项，其中已实施应用的有近70项，主要有以下几类:

(一)建材产品的应用

这类粉煤灰的量约占粉煤灰总量的35%。主要技术有:粉煤灰水泥(30%以上)、代替粘土的水泥原料、普通水泥(30%以下)、硅酸盐承重砌块和小型空芯砌块、加气混凝土砌块和板、烧结陶粒、烧结砖、蒸压砖、蒸养砖。

(2)建筑工程

粉煤灰的用量占总利用量的10%。主要技术有:粉煤灰用于大体积混凝土、泵送混凝土、高、低标号混凝土、粉煤灰用作灌浆材料等。

(3)道路工程

这部分灰渣的利用量占总利用量的20%。主要技术有:粉煤灰、石灰石砂稳定路面基层、粉煤灰沥青混凝土、粉煤灰用于护坡和提升工程、正义粉煤灰修建水库大坝等。

(4)农业应用

部分灰渣利用量占总利用量的15%，主要技术有:改良土壤、制作磁肥、微生物复合肥、农药等。

(5)作为填充材料

填灰量占总利用量的15%，主要包括:粉煤灰综合回填、矿山回填、小水坝和码头填筑等。

(6)粉煤灰中矿物质的提取及高值化利用

这部分灰渣约占总利用量的5%，如:从粉煤灰中提取微珠、碳、铁、铝，洗煤重介质，冶炼三元合金，高强轻质耐火砖和耐火泥，作为塑料、橡胶的填料等。、制作隔热材料和涂料等。

其中，国家政策要求的关键推广应用技术有:

1、粉煤灰粘土烧结砖

2.粉煤灰被用作筑路材料。

3.粉煤灰在工程中的应用

4、粉煤灰混凝土和砂浆材料

5、粉煤灰生产水泥

6、选择漂珠及漂珠产品。

7、粉煤灰加气混凝土

8.粉煤灰可以改良土壤。

9.用纯灰种树

这些技术都比较成熟，大量使用灰渣，不仅便于推广使用，而且在不久的将来可以带来明显的经济效益和环境效益。

四。当前粉煤灰综合利用中存在的问题

我国幅员辽阔，各地电厂的煤质和锅炉燃烧情况不尽相同，地方政府和群众的认识和重视程度也不一样。因此，我国粉煤灰综合利用还存在一些问题，如:煤电产业发展迅速，粉煤灰综合利用相对落后，供需双方利益分配和政策调控不够，技术研发力量薄弱分散，宣传和群众意识不够等。，其中需要进一步改进的技术有:

(1)粉煤灰空芯烧结砖

(2)粉煤灰混凝土空小砌块

(3)特殊用途回填用粉煤灰

(4)粉煤灰高强混凝土

动词 （verb的缩写）未来发展重点

(一)灰渣量大的项目的研究、开发和推广

这样可以快速有效的解决粉煤灰带来的环境问题，是目前最有效的减少粉煤灰污染占地的方法。有必要进一步扩大粉煤灰在公路建设中的利用。继续提高免烧砖等粉煤灰建材的比例和技术。

(2)粉煤灰在混凝土技术中的优化作用

继续研究粉煤灰在混凝土工程中的应用机理。引用国际上正在发展的“高标号水泥+高产粉煤灰+高效减水剂”的方法。同时，积极开展高钙粉煤灰中F-Cao的控制研究，开发高钙粉煤灰作为混凝土掺合料的应用技术。

(3)粉煤灰硅铝铁合金冶炼技术

该方法利用碳在高温下脱除飞灰中SO2、Al2O3、Fe2O3等氧化物中的氧，并除去杂质，制得硅、铝、铁三元合金或硅、铝、铁、钡四元合金，可用作热镁冶炼的还原剂和炼钢的脱氧剂。这样粉煤灰利用率高，成本低，市场大，能显著提高金属镁的纯度和钢材质量。

(4)粉煤灰在塑料、橡胶等方面的应用。

粉煤灰在这里主要作为一种添加剂，可以不断拓展粉煤灰的高值化利用领域。

(5)高技术粉煤灰研究

如:粉煤灰复合高温陶瓷涂层技术、粉煤灰微球复合材料、粉煤灰微球细粉分离技术等。

(六)粉煤灰利用专用设备的研发和粉煤灰利用管理体系的研究。

重点发展自动化程度高的粉煤灰利用专用设备，提高粉煤灰利用技术装备水平。

开展粉煤灰综合利用的技术、经济和系统理论研究，制定合理的粉煤灰综合利用产品标准、技术法规、质量管理体系和评价体系。

粉煤灰科学技术是一门综合性、边缘性的科学技术，其可持续发展依赖于其他学科的最新进展。如果能够合理利用，不仅可以解决粉煤灰带来的环境问题，还可以作为一种新资源开发多种实用产品，前景十分光明。