新疆维吾尔自治区产品质量监督检验研究院 新疆乌鲁木齐 830013
摘要：随着新疆工业化大发展的不断推进，工业固废带来的环境问题迫在眉睫。本文对新疆火电厂产生的工业固废进行分析研究，并提出其综合利用的相应对策，希望能对新疆工业固废的综合利用起到一定的参考或借鉴作用。
关键词：工业固废；粉煤灰；炉渣；脱硫石膏；综合利用
0前言
近年来，随着国家“一带一路”战略的持续推进和大力实施，新疆以其独特的区位优势，迎来了各行各业大力发展的新机遇和新定位。众所周知，经济要发展，电力要先行。新疆丰富的煤炭资源为火电行业的迅速发展提供了优厚的先决条件，有名的“西电东输”就是新疆火力发电的丰功伟绩。然而，随之而来的环境问题，尤其是火电厂工业固废的污染问题，已成为不可逾越的鸿沟，丞待解决。
火电厂的工业固废主要由除尘产生的粉煤灰、燃煤锅炉产生的炉渣，环保脱硫产生的脱硫石膏和半干法脱硫灰、环保脱硝产生的废弃脱硝催化剂以及废旧布袋，这六种固体废弃物组成。其中数量较大的就是粉煤灰、炉渣和脱硫石膏，倘若不能对这些堆积如山的固体废弃物进行合理的处置或利用，将给我们的环境造成极大的污染。因此，本文将着重对粉煤灰、炉渣和脱硫石膏进行分析研究，并提出其综合利用的相应对策，希望能对新疆工业固废的综合利用起到一定的参考或借鉴作用。
1粉煤灰综合利用分析与对策
粉煤灰是指从燃煤锅炉排放出的烟气中收集而来的细灰，其主要成分为SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO以及未充分燃烧的炭等。粉煤灰的颜色也是一项重要的质量指标，可以直观地反映出含碳量的多少和差异。在一定程度上也可以反映粉煤灰的细度，颜色越深粉煤灰粒度越细，含碳量越高。根据粉煤灰中CaO的含量高低，可将其分为高钙灰（20%以上）和低钙灰，高钙灰的颜色偏黄，低钙灰的颜色偏灰。粉煤灰颗粒的粒径范围在0.5-300μm之间，颗粒呈多孔型蜂窝状组织，孔隙率高达50%-80%，有很强的吸水性，比表面积较大，具有较高的吸附活性。所谓的活性是指粉煤灰在与石灰和水混合后表现出的凝结硬化性能。具有化学活性的粉煤灰本身没有水硬性，但在潮湿的条件下，却能与Ca（OH）2等发生反应，表现出水硬性。
目前对粉煤灰的综合利用主要可以从以下五个方面进行考虑：①提高在建材领域的利用率。随着国家对新旧基建的持续发力，建材行业又是我国的基础产业，其基数大、产量高、用途广，给粉煤灰的综合利用提供了更加广阔的应用空间。如粉煤灰在水泥、混凝土、蒸压加气块、免烧砖和砌块以及预拌砂浆等建材产品中的应用。②加大粉煤灰在农业领域作为改良土壤，生产肥料等的研究应用。③拓宽粉煤灰在道路和水利工程建设中的应用领域，如道路的垫层、基层、边坡、护坡和沥青拌合料的改性等；以及水利大坝、护堤、护坡的水工碾压混凝土、填料等。④ 探索粉煤灰的深加工技术和工艺，生产高附加值的粉煤灰产品，如高性能混凝土用的K粉；从粉煤灰中提取漂珠、微珠等矿物成分作为橡胶、塑料的填充料或轻质保温材料的原料等。⑤合理地应用于特殊领域的回填工程中，消耗量大、污染小且有一定的水硬性强度，如矿井、涵洞、塌陷区的回填等。
2炉渣综合利用分析与对策
炉渣又称为熔渣，就是燃煤在经过工业或民用锅炉及其他设备燃烧之后所产生的废渣。其化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3和CaO等，矿物组成主要有莫来石、石英、含硅玻璃体、具有活性的SiO2和Al2O3以及没有完全燃烧的煤等。由于炉渣出炉时的温度都很高，需要经过水冷却和破碎之后才会被排放出来，因此炉渣的含水量都比较高。近年来，随着基建和房建项目的大幅缩水，炉渣的排出量远大于利用量。加之环保督查的力度加大，以往对炉渣的填埋和堆放方式也因污染问题而不可为之，给本已不堪重负的火电企业带来了极大的处置压力。
鉴于火电企业面临的现实问题，笔者建议对炉渣的处置可以重点从三个方面进行综合利用：首先，由于炉渣的化学成分和矿物活性与粉煤灰有较多相似之处，因此加大炉渣在建筑建材领域的消耗力度和应用广度，仍然是目前大量消耗炉渣的有效途径。炉渣是高温熔融后经水冷却处理的产物，自身含有一定量的玻璃体和活性相对较高的矿物组成，强度也不高易于破碎后使用，可以把炉渣作为混合材与熟料等材料一起配置研磨制成水泥，或者作为商品混凝土的掺合料使用。同时，炉渣轻质多孔的结构，具有较低的导热性能，很适合作为骨料来生产具有保温性能的建筑材料，如建筑隔墙用轻质条板、轻质保温砌块、小型空心砌块和多孔砖等。其次，在炉渣通常被当作填充物来使用的同时，更要加大其在建筑、道路、水利等工程领域作为保温隔热、垫层隔声材料等的广泛应用，如屋面的垫层、道路的路基或水库大坝的护堤等。最后，要加强与大专院校和科研院所等的技术交流与合作，努力拓宽炉渣在农业、养殖、污水处理等各个领域的应用范围，比如土壤的改性、对虾的养殖和污水过滤等。
3脱硫石膏综合利用分析与对策
脱硫石膏又称烟气脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要是电厂烟气通过脱硫装置中的石灰(石)水洗分离之后，产生的工业副产石膏，属于湿法脱硫而产生的一种副产品，主要成分为二水硫酸钙（CaSO4.2H2O），含量在93%以上，与天然石膏的成分基本一样，但纯度却更高，细度更细。二者的区别主要体现在三个方面：首先，二者的原始物理状态不一样。天然石膏是粘合在一起的块状，而脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在，导致二者之间的易磨性相差较大。天然石膏经过粉磨后的粗颗粒多为杂质，细颗粒为石膏，而脱硫石膏却正好相反，其粗颗粒多为石膏，细颗粒为杂质。其次，二者的颗粒大小与级配不同。脱硫石膏普遍具有200目以上的高细度，其颗粒的大小比较均匀且粒径分布的带宽很窄，主要集中在30-60μm之间，导致脱硫石膏的颗粒级配较差，远不如天然石膏研磨后的石膏粉的颗粒级配。再次，二者的含水率差别较大。天然石膏的含水率很低，一般不会超过1%；而脱硫石膏的含水率通常在10%-30%之间，有的甚至更高，因此脱硫石膏的流动性较差，较适合用带式输送机进行输送使用。
脱硫石膏是火电厂的又一大固体废弃物，对其进行综合利用的意义非常重大，不仅有利于促进工业环保和循环经济的进一步发展，而且还能大大降低对天然石膏矿的开采量，达到节约资源，保护环境的目的。脱硫石膏的品味高、价格低，无须破碎粉磨且运输半径较小，易于应用，是建材工业的一种宝贵资源。在国外特别是欧洲，几乎所有的脱硫石膏都已被广泛应用于建材行业。而国内对脱硫石膏的综合处理技术和应用水平也已经取得了一定的发展。为了更快更好地解决和利用好脱硫石膏带来的一系列问题，笔者提出以下三点意见或建议以供参考。
第一，建议相关政府管理部门出台或完善相关政策文件，通过提高天然石膏的开采成本来限制开采量，鼓励用脱硫石膏来代替天然石膏。并根据新疆火电厂和建材企业的地域分布和需求利用情况，做好统一规划并制定相应的综合利用管理和奖励办法等。
第二，建议以火电企业为主产生脱硫石膏的相关企业，应重视对环保副产物品质的管理，优先采用先进技术方案，升级工艺设备，优化工艺流程，尽可能地使产生的脱硫石膏质量符合下游相关行业的技术标准，努力为综合利用提供方便。
第三，建议综合利用脱硫石膏的相关企业，要持续不断地强化与科研机构的交流与合作，不仅要深耕脱硫石膏在建材领域的广泛应用，还要积极开拓其在农业领域的规模化应用。由于大部分的脱硫石膏不含对土壤有害的物质成分，通过对脱硫石膏进行严格的无害化评估后，将其作为生产土壤调整剂的大宗原料，突破土壤改良的关键技术，实现批量应用。同时，还应加大脱硫石膏在医学、艺术和建筑装饰等领域的研发和应用力度，努力实现变废为宝的美好愿望。
4结语
新疆的火电厂数量众多，工业固废的产生量也较大，给企业和社会带来严重经济负担和环境问题的同时，不可否认工业固废也是一种资源。如何减少工业固废的产生，提高其利用的效率，需要政府、企业和用户联合起来，“力出一孔，利出一孔”，整个行业从政策和经济上持续加大对工业固废综合利用的重视和支持，积极引导产业发展在绿色可持续高质量发展的道路上阔步向前。