提升高铝粉煤灰、煤矸石附加值刻不容缓-北极星固废网

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“煤都”朔州，煤储量500亿吨，名不虚传。更其可贵的是，朔州煤属高铝煤。煤灰中氧化铝含量高达40--50%，为国内外罕见，专家、业者自不难分析核算出其潜在价值。

资料显示，朔州地区所产煤的灰份中，氧化铝含量普遍较高，高于高岭土，而含氧化铁却相对较低。经对平鲁一矿、二矿及怀仁吴家窑煤矿等三矿煤灰的化学成分进行化验分析，结果氧化铝含量依次为:45.73%，41.24%，54.22%。氧化铁含量分别为:2.4%，0.44%，0.80%。对电厂排放的粉煤灰进行化学成分验证，结果类似。灰中氧化铝含量为42%，氧化铁含量为3.41%。但电厂所用煤并非取自上述三矿，而是来自附近煤矿。这足以证明朔州煤灰份中含氧化铝高的特点，具有相当广泛性、普遍性。经验证煤矸石中氧化铝含量同样很高，也在40%以上。这是朔州煤的天赐优势，如能合理开发，综合利用，其经济效益、生态效益、社会效益一目了然。

粉煤灰、煤石干石中氧化铝含量，标示着原煤灰份和煤矸石的矿物成分。氧化铝含量28%以上，显示矿物成分主要是以高岭石为主的铝硅酸盐，含量越高其矿物成分份额越大，开发利用价值也越大。含氧化铝40%以上的粉煤灰、煤矸石，其原煤灰份的矿物成分，以铝硅酸盐为主及小量一水铝石，铝硅盐酸含量可达80%以上，可视同高硅铝矿，运用预脱硅方法将氧化铝、氧化硅分别提取。粉煤灰因经高温煅烧，大部分氧化硅活性消失，常温常压情况下活性硅提出率仅为12%上下。以托克托电厂排放粉煤灰为例，灰中氧化铝含量为54.77%,氧化硅含量为36.5%，铝硅比为1.51,经常温常压预脱硅后，铝硅比上升为2.2,提取活性硅约为11.6%,约占氧化硅总量的32%。山西国能神州高科技公司，在加工处理含氧化铝42%的高铝粉煤灰时，氧化硅脱取率高达50%。至于煤矸石，倘煅烧温度适宜，采用新方法，氧化铝、氧化硅提取率均可达到90%以上。如上所述，经对朔州粉煤灰、煤矸石及原煤灰份的化验分析证实:氧化铝含量都在40%以上，铝硅酸盐中主要成分是高岭石，可按高岭石预脱硅方式进行资源化加工处理。

高岭石受热时会发生如下相变:

A1203.2Si02.H20(550…700℃)→A1z03.2Si02+H20

A1203.2Si02(860—950℃)→A120+.2Si02

在700℃时脱去结晶水，晶格破坏，由晶体转化为无定形非晶体，具有一定活性，随温度上升，活性增强，950℃时活性最高，高于950℃时重新结晶，活性消失。由于矿物理化性能不同，受热方法不同，世界各国试验结果也不同，匈牙利试验结果为1050--1100℃，德国试验结果为900--1000℃，美国则为970℃。我国国内也曾进行过类似试验，认为900--950℃氧化硅活性最高。但也有例外，山西柳林某企业，在煅烧煤矸石时，认定860℃较为适宜，氧化硅活性率最高，高于900℃时活性反降。由此可见，选用最佳煅烧温度、时间必须经试验确定。

由于活性硅可在常压常温条件下溶于氢氧化纳溶液，生成硅酸纳，

而氧化铝受热后，虽其比表面增大，具有一定活性，但不能在常压常温条件下溶于氢氧化纳溶液，从而就可以预脱硅方式将其分别提取。

(二)

朔州市规划在"十二五"未，所产煤全部经过洗选，洗选率达

100%。这是一个科学、合理、明智的举措。经洗选的中、低等级动力煤上升为优质动力煤，售价上升、物流量减少同时，电厂的单耗降低，二氧化碳、二氧化硫排放降低，灰霾排放减少，而朔州市自身又可在洗选矸上做文章下功夫。初略估算年可创产值上千亿元，可以圆满实现“走出一条发展煤、依托煤、延伸煤、超越煤的循环经济之路”的雄心壮志，完美圆满“十二五”全市煤炭产业振兴发展和建设“两宜城市”的朔州梦。

资料显示全市地方煤矿产能“十二五”末达上亿吨，经重组整合50座矿，平均每座产能200万吨/年，平朔煤矿2010年产量突破1亿吨，“十二五”末产能将达1.4亿吨，加同煤集团、其他企业所办矿，“十二五”末总产能约2亿吨。受各地禁煤、减煤大环境影响，产量、销量均将下降，预计洗选矸为2500万吨以上。可创产值大致如下：

平朔煤矿矸石化学成分:

A1z03:33.67%， Si02:41.45%，烧失:19%，其它:5.88%。

采用煤矸石发电同时热激活矸中矿物方式，发电选用循环流化床锅炉，温度控制在850—950℃之间，矸石中氧化铝、氧化硅实收率均按90%计，吨矸可产氧化铝300公斤，氧化硅370公斤，发电参照全国平均数计(80%用于发电，每吨矸平均发电800度);2500万吨矸石年可产氧化铝750万吨，活性硅900万吨，发电160亿度，此外还可利用怀仁铝硅比1.5以上的矸石和高铝煤，炼制铝硅钛中间合金20万吨，铝硅铁、煤--沥青焦适量，另加余碴、脱硫石膏粉，消纳高铝粉煤灰500万吨，合计创产值上千亿元。由于高岭土储量、消费量均未查清，未计算在内。总之，按物尽其用，最大限度资源产出价值理念，加工处理煤孪生固体废弃物，使其经济效益、生态效益、社会效益与煤并肩而立，那将是循环经济开拓创新、结构调整、转型升级的重大创举，也将成为行业典范。

(三)

自然，这里所说不过是一种设想。纸上谈兵。要真正把设想转化为现实，还必须有付出。付出的难度不在财力方面，也不在技术方面，而在观念转变。多年来人们以粉煤灰、煤矸石制取水泥、建材己习与性成，根深蒂固，要弃旧开新，没有攻坚克难、开拓创新的勇气，转型升级的意愿、理念，是做不到的。前几年，笔者曾两次试图向一家生产建材的大企业，推荐以微波--拜耳法加工处理朔州高铝粉煤灰，从中提出高附加值有价成分，两次都被拒绝。因而笔者建议，最好由地方政府以财政出资予以支持。以顶层设计，样板示范，予以推广。有报道称:朔州市每年财政专项补贴资金上亿元，而微波一拜耳法试验费用，50万元己足够。自然有势力、有意向的企业也不妨一试。

微波—拜耳法，虽有专利可用，但由于各地粉煤灰、煤矸石理化性能不同，最好是自己试验。朔州地区完全有此能力。

资料显示，以微波--拜耳法加工处理普通粉煤灰制取氧化铝时，在常压低温(<100℃)条件下，氧化铝溶出率可达85%以上，在处理煤矸石时，由于选用循环流化床锅炉，煅烧温度低，煅烧时间长，灰碴可二次溶出，氧化铝溶出率可达90%以上。小型试验，笔者曾与国内从事粉煤灰开发利用试验多年的专家进行过交谈，所需50万元，其中试验费20万、微波加速器购置费20多万。倘试验成功，就可不走石灰石烧结法、酸法的老路，克服其造成的负面影响，大幅度减少投资，降低成本，避免二次污染，实行清洁生产，真正实现资源化、无害化、减量化，为高铝粉煤灰、煤矸石合理定位，区别对待，做到物尽其用，求取资源价值最大化，消除有价资源浪费、流失现象，走上科学可持续发展的康壮大道，造福一方!

原标题：提升高铝粉煤灰、煤矸石附加值刻不容缓

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