粉煤灰杂志

我国是全球第一煤炭消费大国，2004 年全国煤炭消耗量为 45 ×108t ( 不包括出口 87 × 108t) ，其中电煤消耗量超过 86 × 108t，比 2003 年增加 36 × 108t 左右，或增长16% 左右，电煤的需求量已经占到了煤炭总耗量的 53% ，由此产生的粉煤灰排放量高达2 × 108t。目前粉煤灰的利用领域主要是交通、建材、矿山、水利、冶金等行业，粉煤灰的平均利用率在 45% ～50%，所以每年尚有未利用的粉煤灰大量堆积。截至 2000 年底，我国粉煤灰的累计堆存量高达 5 × 108t，根据统计数据，每万吨粉煤灰需堆灰场 4 ～ 5亩，共需堆灰场 50 万 ～ 5 万亩，以灰场储灰每吨灰渣需综合处理费 20 ～ 40 元计，则每年的综合处理费就需 30 亿 ～60 亿元 ( 林介东等，2002) 。此外，粉煤灰的排放与堆积还会造成严重的环境和生态污染，如何快速、高效地利用或处置粉煤灰，特别是高附加值利用粉煤灰，是摆在我们面前的一项十分紧迫而艰巨的任务。我国粉煤灰的综合利用一直受到国家的高度重视。早在 20 世纪 50 年代，粉煤灰已在建筑工程中用作混凝土、砂浆的掺和料，在建材工业中用来生产砖，在道路工程中用作道路基础材料等。从 60 年代开始，粉煤灰利用重点转向墙体材料，研制生产了粉煤灰密实砌块、墙板，粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰黏土烧结砖等。70 年代，国家为建材工业中粉煤灰的利用投资了 7 亿元，总设计用灰量为 89 ×104t，设计生产线 261 条。80 年代以来，随着我国改革开放的不断深入，国家把资源综合利用列为经济建设中的一项重大决策。对粉煤灰的处置和利用在指导思想上不断深化，从 “以储为主”改为 “储用结合，积极利用”，再进一步明确为 “以用为主”，使粉煤灰综合利用得到蓬勃发展。我国在1987 年创办了 《粉煤灰综合利用》 专业杂志，其后又有 《粉煤灰》、《粉煤灰人》 等杂志陆续创办，并建立了粉煤灰综合利用网站 com，类似于美国的粉煤灰网站 com 和煤灰协会网站 acaa- org，刊载粉煤灰理论研究与应用方面的大量信息，为粉煤灰的研究和资源化利用提供了信息平台。我国粉煤灰在不同领域的应用情况如表 3 所示 ( 奚新国和许钟梓，2003) 。尽管表中的应用分类不甚严密，但我们仍然可以看出，我国粉煤灰的利用领域也主要集中于水泥、混凝土和填筑材料等方面，高附加值利用水平依然很低。表 2 美国粉煤灰应用领域及其所占比例( 据ACAA，2003; EPA，2005)表 3 我国粉煤灰应用情况( 据奚新国和许钟梓，2003)粉煤灰在水泥、混凝土以及公路建设中应用的主要技术论著，可以参见美国 ACAA协会 2003 年出版的 《Fly Ash Facts for Highway Engineers》技术报告，该报告自 1986 年出版以来经过多次修改，并以 10 个章节的内容系统地描述了粉煤灰在公路建设中应用的技术信息。我国在这一领域比较著名的技术论著有 1989 年沈旦申编写的 《粉煤灰混凝土》和2002 年钱觉时所著的 《粉煤灰特性与粉煤灰混凝土》，后者参阅了大量国内、外粉煤灰研究文献和技术成果，特别是美国方面的最新研究成果，全面系统地论述了粉煤灰的形成与分类，粉煤灰的物理、化学性质、矿物组成、环境特性，以及粉煤灰在混凝土中应用等方面的内容。从国内、外粉煤灰利用研究情况看，有 3 个方面值得关注。( 1) 大灰量直接利用粉煤灰作为填筑材料 ( 如修路、筑坝、回填等) 在工程中的使用，是粉煤灰大用量、直接利用的一种重要途径。粉煤灰填筑工程的特点，首先是投资少、上马快，不像粉煤灰在建材产品中的利用那样，要花费较多的投资兴建工厂。填筑路堤或工程回填，只要提供运灰工具和摊铺、碾压机械，就可以进行施工。其次是用灰量大，如上海沪嘉高速公路，按路堤高 27 m，路幅 26 m 计，每千米可用湿灰约 10 ×104t。这个用量相当于一个年产加气混凝土 10 ×104t 工厂的用灰量，或相当于年产 15 亿块粉煤灰黏土烧结砖的用灰量。再次，对灰的质量不像使用在水泥、混凝土中那样严格，干灰、湿灰都可使用。( 2) 中级别利用主要指粉煤灰在水泥、混凝土及其建筑制品方面的应用。此类应用通常需要对粉煤灰进行加工处理，如需要分选和细磨等。粉煤灰在混凝土中的应用技术开发始于 20 世纪 50年代初期，至今一直都是很活跃的研究课题。通过粉煤灰在混凝土中的应用基础研究、性能研究、工程研究等，进一步认识到对粉煤灰的 “形态效应”、 “活性效应”、 “微集效应”等必须在应用技术中充分注意才能控制和保证粉煤灰混凝土的质量，同时也证实了粉煤灰在混凝土的应用中存在着一定的 “负因素”和 “变易性”。只有开发粉煤灰产品和选用符合质量要求的粉煤灰，并在混凝土中合理使用，才能符合各种类别和不同等级的混凝土的质量要求。粉煤灰建筑制品可分为非烧制型和烧制型两种，非烧制型粉煤灰建筑制品的诸多产品中，最先得到开发的是蒸养制品，如硅酸盐砌块、蒸养粉煤灰砖、大型硅酸盐墙板等。20世纪 80 年代后期，随着各种外加剂技术的发展，自然养护的产品得以发展。粉煤灰烧制型建筑制品，主要是利用粉煤灰代替部分黏土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等，掺加粉煤灰生产陶质制品，是很有发展前途的新型建筑材料。近年来，粉煤灰在农业方面的利用快速增加。根据卡庆斯基土壤质地分类制标准，按照颗粒组成，粉煤灰相当于紫砂土、砂壤土和轻壤土，持水特性与类似质地土壤相一致。保持水分除靠颗粒之间的毛细管孔隙外，还在颗粒破碎球体的洞穴和蜂窝状孔隙内蓄水。粉煤灰的颗粒结构决定了与土壤水分相比，粉煤灰水分更易被植物利用。这一特性在农业中得到了充分肯定。此外，粉煤灰在改良土壤、育秧、覆盖越冬作物，用粉煤灰制作硅钙肥、磁化粉煤灰、与腐殖酸混合的堆积肥，灰场覆土造田，用粉煤灰回填坑洼地和矿区塌陷区复垦造地等方面收效显著。( 3) 高级别利用粉煤灰是空心玻璃体等组分的混合物，其中玻璃微珠系硅铝质玻璃体，碳以多孔状炭粒和碎屑状炭粒出现在富铁玻璃珠中。颗粒的形态、密度和成分均有差异，利用途径和经济价值也不尽相同。因此，通过一定的化学或物理方法将它们从粉煤灰中分选或提取出来，做到物尽其用，如分选出的空心微珠可以作为塑料、橡胶、金属的填充剂等。这一方面，虽然粉煤灰消耗量不大，但粉煤灰的利用价值较高，故称为高级别利用，或称之为精细利用。粉煤灰是包含多种元素的重要资源。因此，粉煤灰高级别利用项目甚多，国外研制的项目也不少，但真正能够形成生产力，又能坚持下来的不多。我国已研究开发的项目有:粉煤灰漂珠、沉珠的分选和利用，粉煤灰中炭粒的分选和利用，粉煤灰中富铁玻璃微珠的分选和利用，以及粉煤灰中铝、铁、镓的提取等等。

《煤化工》期刊系经国家科委及新闻出版署批准出版的国家级大型行业性综合期刊，由赛鼎工程有限公司（原化学工业第二设计院）、全国煤化工信息站、全国煤化工设计技术中心主办，并邀请天脊煤化工集团公司、陕西煤业化工集团、阳煤丰喜肥业（集团）股份有限公司、山西焦化集团有限公司、临汾市煤炭气化集团公司、华东理工大学洁净煤技术研究所等全国知名的煤化工产、学、研单位联合办刊。《煤化工》期刊1973年创刊，双月刊，国内外公开发行。国内统一刊号为CN：14-1142/TQ；国际标准刊号为ISSN：1005-9598；在国家工商总局的商标注册号：3175989；国内邮发代号：22-176；国外发行代号：BM8241。“十五”、“十一五”期间，我国的煤化工产业得到了长足发展；与之相应，《煤化工》期刊也受到了业界的广泛关注，知名度和影响力逐渐提升，发行量持续快速增长。2011年，在“第七届全国石油和化工报道范围行业优秀期刊评选”中荣获“全国石油和化工行业优秀期刊评选一等奖”、“全国石油和化工行业优秀期刊评选发行单项奖”等奖项。 《煤化工》期刊报道范围：煤化工行业政策、法规、信息动态及发展战略研讨；煤的开采及洗选加工、型煤、水煤浆；煤的气化、液化（包括直接液化和间接液化合成液体燃料）；煤炭高效洁净燃烧（流化床技术、粉煤燃烧、燃煤联合循环发电）；炼焦、煤焦油加工及城市煤气；化肥（合成氨、尿素等大、中小氮肥、复合肥、复混肥）；C1化学化工（甲醇及其下游产品等）；电石乙炔化工；化工环保（污水、废水处理，烟气净化，粉煤灰综合利用等）。具体报道内容：（1）煤化工基础理论研究、煤化工行业技术进展、边缘学科发展动态；（2）煤化工行业科研、设计、生产等领域的新工艺、新技术、新设备、新产品、新材料；（3）煤化工生产企业的生产操作经验、技改、环保、节能；（4）煤化工新建项目的可行性探讨、工艺技术路线选择与评价、新建项目的投资效益分析等。 从2003年开始连续举办十年举办煤化工产业论坛。

我国是全球第一煤炭消费大国，2004 年全国煤炭消耗量为 45 ×108t ( 不包括出口 87 × 108t) ，其中电煤消耗量超过 86 × 108t，比 2003 年增加 36 × 108t 左右，或增长16% 左右，电煤的需求量已经占到了煤炭总耗量的 53% ，由此产生的粉煤灰排放量高达2 × 108t。目前粉煤灰的利用领域主要是交通、建材、矿山、水利、冶金等行业，粉煤灰的平均利用率在 45% ～50%，所以每年尚有未利用的粉煤灰大量堆积。截至 2000 年底，我国粉煤灰的累计堆存量高达 5 × 108t，根据统计数据，每万吨粉煤灰需堆灰场 4 ～ 5亩，共需堆灰场 50 万 ～ 5 万亩，以灰场储灰每吨灰渣需综合处理费 20 ～ 40 元计，则每年的综合处理费就需 30 亿 ～60 亿元 ( 林介东等，2002) 。此外，粉煤灰的排放与堆积还会造成严重的环境和生态污染，如何快速、高效地利用或处置粉煤灰，特别是高附加值利用粉煤灰，是摆在我们面前的一项十分紧迫而艰巨的任务。我国粉煤灰的综合利用一直受到国家的高度重视。早在 20 世纪 50 年代，粉煤灰已在建筑工程中用作混凝土、砂浆的掺和料，在建材工业中用来生产砖，在道路工程中用作道路基础材料等。从 60 年代开始，粉煤灰利用重点转向墙体材料，研制生产了粉煤灰密实砌块、墙板，粉煤灰烧结陶粒和粉煤灰黏土烧结砖等。70 年代，国家为建材工业中粉煤灰的利用投资了 7 亿元，总设计用灰量为 89 ×104t，设计生产线 261 条。80 年代以来，随着我国改革开放的不断深入，国家把资源综合利用列为经济建设中的一项重大决策。对粉煤灰的处置和利用在指导思想上不断深化，从 “以储为主”改为 “储用结合，积极利用”，再进一步明确为 “以用为主”，使粉煤灰综合利用得到蓬勃发展。我国在1987 年创办了 《粉煤灰综合利用》 专业杂志，其后又有 《粉煤灰》、《粉煤灰人》 等杂志陆续创办，并建立了粉煤灰综合利用网站 com，类似于美国的粉煤灰网站 com 和煤灰协会网站 acaa- org，刊载粉煤灰理论研究与应用方面的大量信息，为粉煤灰的研究和资源化利用提供了信息平台。我国粉煤灰在不同领域的应用情况如表 3 所示 ( 奚新国和许钟梓，2003) 。尽管表中的应用分类不甚严密，但我们仍然可以看出，我国粉煤灰的利用领域也主要集中于水泥、混凝土和填筑材料等方面，高附加值利用水平依然很低。表 2 美国粉煤灰应用领域及其所占比例( 据ACAA，2003; EPA，2005)表 3 我国粉煤灰应用情况( 据奚新国和许钟梓，2003)粉煤灰在水泥、混凝土以及公路建设中应用的主要技术论著，可以参见美国 ACAA协会 2003 年出版的 《Fly Ash Facts for Highway Engineers》技术报告，该报告自 1986 年出版以来经过多次修改，并以 10 个章节的内容系统地描述了粉煤灰在公路建设中应用的技术信息。我国在这一领域比较著名的技术论著有 1989 年沈旦申编写的 《粉煤灰混凝土》和2002 年钱觉时所著的 《粉煤灰特性与粉煤灰混凝土》，后者参阅了大量国内、外粉煤灰研究文献和技术成果，特别是美国方面的最新研究成果，全面系统地论述了粉煤灰的形成与分类，粉煤灰的物理、化学性质、矿物组成、环境特性，以及粉煤灰在混凝土中应用等方面的内容。从国内、外粉煤灰利用研究情况看，有 3 个方面值得关注。( 1) 大灰量直接利用粉煤灰作为填筑材料 ( 如修路、筑坝、回填等) 在工程中的使用，是粉煤灰大用量、直接利用的一种重要途径。粉煤灰填筑工程的特点，首先是投资少、上马快，不像粉煤灰在建材产品中的利用那样，要花费较多的投资兴建工厂。填筑路堤或工程回填，只要提供运灰工具和摊铺、碾压机械，就可以进行施工。其次是用灰量大，如上海沪嘉高速公路，按路堤高 27 m，路幅 26 m 计，每千米可用湿灰约 10 ×104t。这个用量相当于一个年产加气混凝土 10 ×104t 工厂的用灰量，或相当于年产 15 亿块粉煤灰黏土烧结砖的用灰量。再次，对灰的质量不像使用在水泥、混凝土中那样严格，干灰、湿灰都可使用。( 2) 中级别利用主要指粉煤灰在水泥、混凝土及其建筑制品方面的应用。此类应用通常需要对粉煤灰进行加工处理，如需要分选和细磨等。粉煤灰在混凝土中的应用技术开发始于 20 世纪 50年代初期，至今一直都是很活跃的研究课题。通过粉煤灰在混凝土中的应用基础研究、性能研究、工程研究等，进一步认识到对粉煤灰的 “形态效应”、 “活性效应”、 “微集效应”等必须在应用技术中充分注意才能控制和保证粉煤灰混凝土的质量，同时也证实了粉煤灰在混凝土的应用中存在着一定的 “负因素”和 “变易性”。只有开发粉煤灰产品和选用符合质量要求的粉煤灰，并在混凝土中合理使用，才能符合各种类别和不同等级的混凝土的质量要求。粉煤灰建筑制品可分为非烧制型和烧制型两种，非烧制型粉煤灰建筑制品的诸多产品中，最先得到开发的是蒸养制品，如硅酸盐砌块、蒸养粉煤灰砖、大型硅酸盐墙板等。20世纪 80 年代后期，随着各种外加剂技术的发展，自然养护的产品得以发展。粉煤灰烧制型建筑制品，主要是利用粉煤灰代替部分黏土制作烧结砖、空心砖、墙地砖以及粉煤灰烧结陶粒等，掺加粉煤灰生产陶质制品，是很有发展前途的新型建筑材料。近年来，粉煤灰在农业方面的利用快速增加。根据卡庆斯基土壤质地分类制标准，按照颗粒组成，粉煤灰相当于紫砂土、砂壤土和轻壤土，持水特性与类似质地土壤相一致。保持水分除靠颗粒之间的毛细管孔隙外，还在颗粒破碎球体的洞穴和蜂窝状孔隙内蓄水。粉煤灰的颗粒结构决定了与土壤水分相比，粉煤灰水分更易被植物利用。这一特性在农业中得到了充分肯定。此外，粉煤灰在改良土壤、育秧、覆盖越冬作物，用粉煤灰制作硅钙肥、磁化粉煤灰、与腐殖酸混合的堆积肥，灰场覆土造田，用粉煤灰回填坑洼地和矿区塌陷区复垦造地等方面收效显著。( 3) 高级别利用粉煤灰是空心玻璃体等组分的混合物，其中玻璃微珠系硅铝质玻璃体，碳以多孔状炭粒和碎屑状炭粒出现在富铁玻璃珠中。颗粒的形态、密度和成分均有差异，利用途径和经济价值也不尽相同。因此，通过一定的化学或物理方法将它们从粉煤灰中分选或提取出来，做到物尽其用，如分选出的空心微珠可以作为塑料、橡胶、金属的填充剂等。这一方面，虽然粉煤灰消耗量不大，但粉煤灰的利用价值较高，故称为高级别利用，或称之为精细利用。粉煤灰是包含多种元素的重要资源。因此，粉煤灰高级别利用项目甚多，国外研制的项目也不少，但真正能够形成生产力，又能坚持下来的不多。我国已研究开发的项目有:粉煤灰漂珠、沉珠的分选和利用，粉煤灰中炭粒的分选和利用，粉煤灰中富铁玻璃微珠的分选和利用，以及粉煤灰中铝、铁、镓的提取等等。