煤气化灰渣——精选推荐

煤⽓化灰渣
1 煤化⼯固废来源及性质
1.1 固废分类及来源
1.1.1 ⽓化炉渣
根据渣的组成和⽣成原因，炉渣可以分为以下四类。

（1）灰渣
灰渣为直径0.5～5.0 mm的渣粒，主要是⽓化炉内煤浆颗粒雾化燃烧过程产⽣的，微粒进⾏碰撞烧结后，随着⽓流夹带进⼊激冷⽔浴，经过激冷破碎⽽成。

其灰渣的主要成分如表所⽰：
灰渣的主要成分
（2）块渣
直径在5.0 mm以上的为块渣，质地较为疏松，主要来源于沿炉壁下流的熔渣。

当温度低时，炉壁积累了厚厚的渣层；当温度突然升⾼时，⼤⽚的熔渣被烧下来，进⼊激冷室，未被完全激冷破碎，其主要成分和灰渣相同。

（3）疤渣
疤渣为块渣但质地较为坚硬细密。

形成原因是熔渣渗透熔解在耐⽕砖中，形成低熔点化合物，当熔渣的侵蚀作⽤加强，⽣成的低熔点化合物较多时，炉温⼀旦波动，⼤量的低熔点化合物进⼊激冷室，这种熔渣⼀般难以被激冷破碎，其主要组成包括Ca2SiO4、Ca2SiO5、CaAl2Fe2O7、CaO·A12O3·SiO2、CaCrO3、CaZrO4等低熔点化合物，质地较为坚硬，⼤都呈熔融玻璃状。

（4）砖渣
砖渣主要是⼀些损蚀剥落的耐⽕砖碎块。

熔渣沿着耐⽕砖的⽓孔或裂纹侵⼊砖内，形成共熔物，⼀旦遇到开停车，压⼒、温度骤变时，共熔物发⽣热应⼒膨胀，沿着⽓孔或裂纹，将砖剥落，进⼊激冷室成为砖渣。

主要成分与耐⽕砖略为不同。

砖渣和耐⽕砖本体成分如表所⽰
砖渣及砖本体的主要组成
1.1.2 锅炉灰渣
⼤容量发电锅炉与热电锅炉由于⽤煤量⼤，结灰渣的量远⼤于⼯业锅炉。

其灰渣随着燃烧时间的增加与煤种的变化（含硫量⾼灰熔点低）⽽增厚；造成结⼤焦⾃动脱落⽽引发灭⽕、停炉事故，甚⾄发⽣⼈⾝伤亡事故。

结焦、积灰、结垢对锅炉⽣产造成极⼤危害。

除灰系统：烟⽓除尘装置收集的除尘灰；
除渣系统：从锅炉底部排出的炉渣。

锅炉灰渣容重⼀般按1000 kg/m3计。

1.1.3 盐泥碱渣
盐化⼯中，以⾷盐为主要原料⽤电解⽅法制取氯、氢、烧碱过程中排出的泥浆称为盐泥，其主要成分为Mg(OH)2、CaCO3、BaSO4和泥砂。

采⽤汞法⽣产(⽤汞为电极)的盐泥含有汞的化合物，含汞盐泥排放到环境中，污染⼟壤和⽔体，⽽且毒性较⼩的⽆机汞在⾃然环境中会转化为毒性很强的甲基汞。

碱渣中的环烷酸盐是强乳化剂，如不妥善处理回收，将影响到后续处理。

⽽更严重的是其中含有的有害物质酚、硫化物，通过渗透作⽤会对地下⽔造成危害，⽽游离碱则对碱渣存放设备具有很强的腐蚀作⽤，因此碱渣必须妥善处理。

1.1.4 脱硫⽯膏
据调查，我国⽬前采⽤的烟⽓脱硫技术，主要是湿式⽯灰⽯⽯膏法⼯艺的设备。

这⼀技术虽然对减轻烟⽓中的⼆氧化硫污染起到了⼀定的作⽤，但是同时⼜产⽣了硫化⽯膏副产品。

被抛弃的脱硫⽯膏长久散发着余毒，经太阳爆晒后，蒸发出刺⿐的酸味，挥发后的酸性物质⼜加重了酸⾬的危害，经⾬⽔冲刷后的脱硫⽯膏渗⼊⼟地、农⽥，污染地下和地表⽔，从⽽进⼊⾷物链，如果不采取积极有效的措施，它释放的有害物质将诱发对⼈体造成极⼤伤害的新病情。

由此看，脱硫⽯膏可以导致对周围及地下⽔环境的污染，根据《⼀般⼯业固体废物贮存、处
置场污染控制标准》（GB 18599-2001），应对基底进⾏防渗处理。

⼀般⽯膏容重按1800 kg/m3计。

1.1.5 危险固废
根据《国家危险废物名录》确认废物类别，⾏业来源，废物代码，危险特性等，凡属于名录中的废物，均属于危险废物。

蒸发塘⼲盐、废旧催化剂和焦油等有机⾼沸物属于危险废物。

1.2 固废性质
以新疆伊犁某年产20亿⽴⽅⽶的煤制天然⽓为例：
⽓化炉灰渣成分（湿渣含⽔10-15%）：
灰成分含量
SiO254.20%
Al2O315.48%
Fe2O311.88%
TiO20.87%
CaO 3.34%
MgO 2.12%
K2O 0.34%
Na2O 6.26%
P2O50.44%
SO3 2.65%
锅炉灰渣成分（⼲渣）：
灰成分含量
SiO218.58%
Al2O310.27%
Fe2O319.54%
TiO20.85%
CaO 14.24%
MgO 6.64%
K2O 0.56%
Na2O 2.66%
MnO2 4.31%
SO322.35%
灰渣主要由⽓化炉粉煤灰和电⼚炉渣2部分组成，渣中的成分取决于煤中的
⽆机矿物质、有机物的成分，煤在燃烧过程中，煤中的有机质与⽆机质要发⽣迁
移变化：⼀部分挥发出来并随着煤烟以⽓体的形式进⼊空⽓；⼀部分存在于飞灰、
粉尘等微⼩颗粒物中，以固体颗粒的形式进⼊空⽓；另⼀部分物质仍保留在灰渣
中。

灰中部分⽆机物的化学组分来源于煤中的有机物，并作为⼀种新的相变和矿
物质存在于灰分。

其化学成分复杂，主要是由SiO2、Fe2O3、Al2O3、CaO、MgO
及少量的SO3、P2O5、Na2O、K2O和TiO2等组成（如上表），其化学元素除含有
⼤量的硅、铁、铝、钙、镁、碳外，还含有铜、铅、镉、汞、砷、铬、镍、锰、
铍、钴、钡、锶等少量及微量的有害元素，其中的有害物质会随降⽔渗⼊地下，
污染地下⽔。

灰渣滤液主要含有硫化物、氰化物、氟化物、P、Ni、Cu 、Zn 、
以及重⾦属元素As、Pb、Hg、Cd、Cr 等，据有关资料研究，⼀般滤液的PH⽐
较⾼都超过排放标准，这可能是灰渣中含有少量⽔溶性的碱性物质所致，其它
物质含量均不⾼，⽽酸性⽔中重⾦属溶出量随pH 降低⽽上升，因此，酸⾬可能
使灰渣中的重⾦属成分较多地转移⾄⽔中，产⽣污染。

⼊炉煤中灰分含量的变化及灰渣组分的变化，也会影响到灰渣的熔融特性。

灰熔点过⾼或过低，均会使⽓化炉温度发⽣变化，影响⽓化炉排渣。

煤灰渣的组分⼜是灰渣粘温特性的主要影响因素之⼀，其中Al2O3、SiO2的含量过⾼均会使灰渣熔点升⾼，黏度变差，⽽灰渣中Fe2O3、CaO的含量也会影响灰渣的熔点和黏度。

12. 煤⽓化炉渣特性概述
12.1 炉渣的形态特征
灰渣是⽓流床煤⽓化过程中不可避免的副产物，煤在经历了⾼温⾼压等⼀系
列的⽓化过程后，其中的⽆机矿物质经过不同的物理化学转变伴随煤中残留的碳
颗粒，形成了固态残渣。

通常情况下，⽓化渣样是惰性的玻璃体，渣样的物理特
征和化学组成与煤燃烧的副产物炉渣和底灰相似，在很⼤程度上取决于煤⽓化的
⼯艺配置，原煤的种类以及进料形式。

在同⼀⽓化炉内，不同的煤粉颗粒经历不同的过程，形成的残渣也会表现出不同的形态，有国内学者对⽓化渣样的表观形态进⾏了研究，如图14所⽰，煤粉在Shell⽓化炉中⽓化后，⽣成了3种不同类型的残渣分别为粗渣，细渣和飞灰。

图14 Shell煤⽓化灰渣的表观形态
对⽓流床⽔煤浆⽓化的粗渣和细渣两种灰渣的形态特征进⾏考察发现：⽓化灰渣中存在有碳颗粒和玻璃态的颗粒。

其中，粗渣含碳量较低，不可再燃烧，细渣含碳量较⾼，⼀般能达到30%~40%，有的甚⾄⾼达50%。

煤⽓化的残渣是由煤中的⽆机组分⽣成，渣样的使⽤和存放不会产⽣环境污染问题。

粗渣中含碳量少，只有⽤在建材上，可⽤来⽣产玻璃和玻璃陶瓷等，也可作为⽔泥原料或添加剂都⾏，⽽且⽤量⼤，可以完全消化掉，也可作为建材原料来铺路等等。

但是，⽬前⼤多数的⼯业残渣仅⽤在道路和矿井的填埋等⽅⾯，浪费了⼤量的资源。

细渣含碳量较⾼，使得细渣不能在⽔泥等⼯业中的应⽤；如果细渣中含碳量在20%以上时，许多⼚家都⽤于锅炉回烧，不过要有⼀定的管理制度。

国外学者对鲁奇固定床⽓化粗渣的中未燃碳的特征进⾏了研究，将未燃碳颗粒分为致密碳颗粒，分层碳颗粒，多孔未燃碳颗粒和似煤未燃碳颗粒。

未燃碳颗粒主要集中于4~13mm的⽓化灰渣中，其灰分的含量⼩于等于原煤中的灰分含量，⽽且挥发份低，固定碳含量⾼。

未燃碳的分层碳颗粒和多孔未燃碳颗粒的BET表⾯和微孔⾯积很⼤，可以⽤于活性炭以及其他碳副产物的前体。

他还提出了⽓化过程中残碳形成的三个可能的原因，⼀是残碳颗粒和⽓化剂氧⽓间的放热反应导致⽓化炉底部的⾼温。

但是低于冷却效应下的⽓化剂的爆破温度(340°C)。

在这个温度下燃烧不能进⾏，⼀定⽐例的焦就被保留在灰分中。

⼆是未燃碳颗粒可能被⽓化炉内的温度低的区域捕获所以没有完全转化。

三是煤粉颗
粒进⼊⽓化炉内没有经过⾜够的停留时间，颗粒的内部未来得及⽓化就被排出⽓化炉。

粗渣样品的粒度分布受氧煤⽐的影响很⼤，随着氧煤⽐的增⼤，粗渣占的⽐例越来越⼤。

煤化⼯项⽬的固体废弃物主要包括两类：1.危险废物，主要来⾃废催化剂、吸附剂等；2.⼀般固体废物，主要是灰渣、脱硫⽯膏等，其中灰渣主要来⾃动⼒中⼼及煤⽓化。

煤⽓化灰渣占据固体废物的重要⽐例，对其进⾏综合利⽤是整个煤化⼯项⽬实现循环经济的重要因素。

煤⽓化灰渣包括粗渣（⽓化炉渣）和细渣（⿊⽔滤饼）两部分，灰渣成分与⽓化原料煤灰分含量、组成及⽓化⼯艺等相关，主要为SiO2、Al2O3、CaO和残余碳等。

粗渣的成分与锅炉灰渣相似，可以同锅炉灰渣⼀并利⽤，作为建材、建⼯、道路及回填⼯程等掺混原料。

根据《⽤于⽔泥和混凝⼟中的粉煤灰(GBT1596-2005)》国家标准，可⽤于⽔泥和混凝⼟中的粉煤灰的烧失量不得⾼于15%。

⽽细渣由于含碳量较⾼，烧失量往往超过20%，不能直接⽤于上述领域。

流化床锅炉由于其独特的燃烧⽅式，可⽤于富碳煤灰的燃烧。

业主⼀般会选择将细渣掺混到流化床锅炉中进⾏燃烧，这样既有利于减少细渣的烧失量，也有利于节约燃料煤。

细渣燃烧后的低碳灰可以⽤于⽔泥、混
凝⼟等建材、建⼯原料。

由于⽬前煤⽓化炉渣的利⽤⽅式还⽐较单⼀，主要⽤来⽣产建筑材料，因此煤化⼯⾏业也在积极探讨炉渣的多元化利⽤，例如⽤⽓化炉炉渣处理⽓化废⽔。

研究表明，固定床⼲排灰⽓化炉的炉渣，具有和活性炭相类似的性能，⽤于处理⽓化废⽔时，对煤⽓废⽔中的COD和酚有明显的去除效果，可以减轻废⽔⽣化处理的负担。

吸附有机物后炉渣作为循环流化床锅炉的原料，避免了⼆次污染问题。

Texaco⽓化炉炉渣是煤炭中灰分和添加剂在⾼温条件下形成的熔融液相和残留碳经⽔淬所形成的固体废弃物。

⽓化炉渣是在煤炭部分氧化以还原为主的⾼温反应下形成的，与普通电⼚粉煤灰的形成过程差异较⼤，导致其组成和结构与粉煤灰不同。

Texaco⽓化炉炉渣主要化学成分为SiO2，Al2O3，CaO和残余碳，其中⼤多为玻璃相和⽆定形物质，以⽓化炉渣为原料，在⼀定的氮化温度下碳热还原氮化，制备Ca-α-sialon-SiC复相陶瓷。

4 固废资源化
4.1 固体废物资源化建议
为响应“⼗⼆五规划”要求，积极开展综合利⽤，“化害为利，变废为宝”已成为废物处理的主流⽅向。

为了⿎励企业综合利⽤⼯业固体废物，国家制订了（达到规定⽤量）减免税赋的优惠政策。

解决好粉煤灰等⼀般⼯业固体废弃物处理问题，对我国今后合理开发利⽤资源、保护⽣态环境、建设资源节约、环境友好型社会具有重要意义。

另外，粉煤灰已成为⼀种可以替代黏⼟的建材⽣产原料，锅炉渣可以⽤作硅酸盐制品的⾻料，这些都得到越来越⼴泛的应⽤。

4.1.1 脱碳
⽓化炉渣是在煤炭部分氧化、部分还原为主的⾼温反应下形成的，与普通电⼚粉煤灰的形成过程差异较⼤，导致其组成和结构与电⼚灰渣不同，其显著差异之⼀是残余碳含量较⾼。

以德⼠古⽓化炉在鄂尔多斯的运⾏为例，其残余碳含量在17-36%之间。

这部分碳以分散细颗粒形式分散在⽓化炉渣中。

碳颗粒的存在，严重影响⽓化炉渣与其它（⽔泥、沥青等）材料的结合强度；分离出来的碳粉可以⽤于⾼岭⼟改性、精密铸造、吸附剂、民⽤碳等。

脱碳可采⽤浮选或电选⽅式。

4.1.2 氧化铝
粉煤灰中三氧化⼆铝含量不低于35%时，可⽤于⽣产提取三氧化⼆铝，经查明，鄂尔多斯煤中氧化铝含量⾼。

传统氧化铝⽣产⽅式，除⾼耗能之外⼤量⽣产⾚泥，除占⽤⼟地外，⾚泥库溃坝已经在欧洲、我国⼴西等地造成⾮常严重的环境突发事件。

粉煤灰⽤于⽣产氧化铝的技术路线主要有酸浸法、纯碱烧锻法、混合法，副产品为活性硅酸钙，终端渣为⽔泥⼚熟料，这种熟料细且疏松多孔。

该⼯艺在我国已有成功运营先例，2008年9⽉年产3000吨氧化铝⽰范⽣产线建成试车，氧化铝的平均溶出率为93.7%，2012年7⽉20万吨⽣产线成功试运⾏。

晋西北、内蒙、陕北、准东古中西部地区煤炭资源丰富，每年产⽣⼤量的粉煤灰，这些粉煤灰富含氧化铝。

因此，实现⾼铝粉煤灰的资源化利⽤对我国铝⼯业的可持续发展具有重要的战略意义。

4.1.3 漂珠
漂珠是从粉煤灰中提取的空⼼微珠，其尺⼨通常为20-100⽬，漂珠壁薄中空，空腔内为半真空，只有极微量的⽓体（N2、H2及CO2等），它具有颗粒细、质轻、绝缘、耐⽕、隔⾳、强度⾼等特性，主要⽤于塑料、合成橡胶的填料，油漆、⾼级隔热材料、绝缘材料、耐磨器件、潜艇材料及航天飞船的隔热材料等，漂珠的⽤途决定了它⼴阔的市场空间和较⾼的利⽤价值。

较⾼的燃烧温度可以产⽣较多的漂珠、煤中较⾼的⼆氧化硅+三氧化⼆铝含量是形成较多漂珠的前提条件，煤制⽓或者煤化⼯领域，漂珠的⽣成率可能较低。

漂珠提取普遍采⽤湿选法，⽽国内外燃煤电⼚粉煤灰多采⽤⼲排放⽅式，因此⾼质量漂珠的销售⽬前出现供不应求的局⾯，国内市场前景看好，国外市场需求量较⼤。

按照⽐重不同，漂珠分为轻质漂珠和重质漂珠，其⽐重从250-720公⽄/⽴⽅⽶。

浮选⼯艺是⽣产漂珠的常⽤⽅法。

4.1.4 ⼯业与民⽤陶瓷
在较⾼的⼆氧化硅+三氧化⼆铝含量条件下，经过磨制的煤灰、渣可以作为烧制⼯业和民⽤地⾯瓷砖（不含釉料）的原材料，在九⼗年代⼭东、河北的⽣产⼚家已经将符合要求的粉煤灰在瓷砖原料中的含量提⾼到60%-70%。

与传统陶⼟原料相⽐，粉煤灰中⼆氧化硅+三氧化⼆铝含量较⾼，可以提⾼瓷砖强度和适当降低⼯艺温度，降低能耗。

4.1.5 粉煤灰提取⽩⽔泥
⽤该种原料⽣产出的⽩⽔泥（腻⼦）不仅烧成温度低，⽽且⽩度⾼，⽩度达90度以上，强度均在525以上，明显优越于传统⼯艺配⽅的⽩⽔泥，各项指标均达到GB2015中优等品要求，质量指标达到了国际先进⽔平。

本成果于九⼗年代通过国家鉴定。

该项⽬⼯艺流程特点为整个流程中碱液循环使⽤，流程畅通，产品质量稳定。

⽤此⼯艺⼀般烧成温度可降低100℃，熟料易磨，容易制成⾼⽩度、⾼强度的⽩⽔泥熟料，具有明显的技术和经济优势。

该项⽬适宜于煤灰中较⾼的⼆氧化硅含量和电⼒、煤碳资源丰富地区。

4.1.6 粉煤灰提取⽩炭⿊
在粉煤灰中含有⼆氧化硅(SiO2)较⾼的条件下，以粉煤灰为原料可以制取⽩炭⿊，主要有⽓相法、沉淀法、浸出法、熔出法、煅烧法等。

该项⽬的规模化⽣产已经于2007年在⼭西塑州建成投产。

在普通轮胎内添加⼀定量的⽩炭⿊能提⾼轮胎的使⽤寿命、若能增配10～20份⽩炭⿊就可以改善胶接性和抗撕裂性，使轮胎⾏驶⾥程提⾼，增强轮胎对路⾯的抓着⼒；在塑料薄膜⽣产中⽩炭⿊作为开⼝剂；在⾼压电缆包⽪中添加⽩炭⿊可明显增加其绝缘性能；做纸张的上胶剂；在铜板纸中可代替钛⽩；特别是⽤于新闻纸，加⼊1～2%的⽩炭⿊，可使纸的重量减轻10%，不仅纸薄，⽽且能提⾼强度，除能防⽌油墨渗透，使印刷⽂字清晰外，还可增加不透明度。

4.1.7 粉煤灰制纤维
2006-2007年，天津⼤学、华东理⼯⼤学等相继研发成功⽤粉煤灰制纤维的⽣产技术。

随后厦门等地企业⽤此技术先后投产粉煤灰纤维，⽤于代替岩棉制造墙体、板材等各种保温材料。

随后此项技术被继续研发，可以制成代替玻璃纤维的粉煤灰纤维、可以⽤于造过滤纸、装修⽤墙纸、玻璃钢增强布、专⽤育苗纸等。

此项技术主要基于岩棉和玻璃纤维制造原理，对粉煤灰中氧化硅含量有⼀定要求，同时需要⽤化学⽅法分离杂质。

4.1.8 ⼯业耐⽕原料
赛隆是由硅(Si)、铝(Al)、氧(O)、氮(N)组成的变组成化合物，制备⼯艺主要为反应烧结、热等静压烧结和常压烧结，其优势为常温及⾼温强度⼤，化学稳定性优异，耐磨性强，密度低，应⽤领域为⾼温炉衬、铸造模具内表⾯、⾦属切削⼑具等，2007年我国陆续成功从某些煤渣和粉煤灰中提取赛隆粉料，根据不同要求烧结成不同产品。

4.1.9 ⽔泥熟料
利⽤粉煤灰作为⽔泥孰料使⽤可以降低能耗、降低对⽯灰⽯的依赖，降低成本。

在全国各地⽔泥⼚，粉煤灰已经被普遍接受。

4.1.10 混凝⼟填料
⽤粉煤灰制成的陶粒和粉煤灰是优质混凝⼟⾻料，可被⽤于混凝⼟外加剂来增强混凝⼟性能。

普通硅酸盐⽔泥包含65%的⽯灰，这些⽯灰中的⼀部分在⽔化过程中变成游离态。

当粉煤灰和游离氧化钙相结合，两者发⽣化学反应⽣成额外的胶凝材料，从⽽改善混凝⼟的很多性能。

将粉煤灰加⼊到普通硅酸盐⽔泥中具有很多好处，这⼀点已经通过⼴泛的研究和⼤量的⾼速公路和桥梁建设⼯程得以证明。

混凝⼟中添加粉煤灰的⼀些优
点：更⾼的极限强度、改善和易性、减少离析、减少⽔化热、降低渗透率、增强抗硫酸盐腐蚀性、增强抗碱硅反应性、低成本、减少收缩、增加耐久性等。

4.1.11 沥青混凝⼟填料
粉煤灰可作为⽆机填料应⽤于热拌沥青混凝⼟路⾯⼯程。

⽆机填料可以提⾼沥青砂浆基质的刚度，提⾼路⾯的抗车辙能⼒和混合物的耐久性。

粉煤灰⼀般均满⾜⽆机填料的规格要求，包括级配、有机杂质含量、可塑性等⽅⾯。

另外，由于粉煤灰的疏⽔性和粉煤灰中的⽯灰，可降低沥青离析的可能性。

且与其他⽆机填料相⽐，成本更低。

4.1.12 道路施⼯与修复
（1）道路施⼯
粉煤灰中含有⼤量⼆氧化硅、三氧化⼆铝等能反应产⽣凝胶的活性物质，它们在粉煤灰中以球形玻璃体的形式存在，这种球形玻璃体⽐较稳定，表⾯⼜相当致密，不易⽔化，⽔泥粉煤灰早期反应主要是⽔泥遇⽔后产⽣⽔解与⽔化反应，⽔泥⽔化⽣成硅酸钙晶体，这些晶体产⽣部分强度，同时⽔泥⽔化⽣成氢氧化钙通过液相扩散到粉煤灰球形玻璃体表⾯，发⽣化学吸附和侵蚀，⽣成⽔化硅酸钙与⽔化铝酸钙，⼤部分⽔化产物开始以凝胶体出现，随着凝期的增长，逐步转化为纤维状晶体，并随着数量的不断增加，晶体相互交叉，形成连锁结构，填充混合物的孔隙，形成较⾼的强度，随着粉煤灰活性的不断调动，使⽔泥粉煤灰不仅有较⾼的早期强度，⽽且其后期强度也有较⼤提⾼。

交通部早已颁布《公路路⾯基层施⼯技术规范》JTJ034-2000。

（2）道路修复
在我国东北和西北地区，经常会因为冻融和盐渍导致路⾯翻浆，针对这种路⾯病害，我国从九⼗年代起已经开始这⽅⾯的⼯程研究，2004年起已经开始⼤规模实施。

主要⼿段是注⼊或者填⼊由煤灰渣和⽔泥组成的浆体材料，必要时还需加⼊部分⽔玻璃。

4.1.13 ⼟壤污染修复
粉煤灰⽤于⼟壤污染修复主要有以下⼏种⽅式：
（1）在⽤微⽣物⽅法修复污染⼟壤时，利⽤煤渣、灰的⽐表⾯积⼤且多孔特性，⽤⽔洗过的煤渣、灰作为微⽣物的载体，将其与污染⼟壤搅拌，经过⼀定时间后特定微⽣物将⼟壤转化为⽆毒或低毒。

（2）作为反应墙渗透材料。

（3）作为某些污染⼟壤的固化/稳定化材料。

4.1.14 煤渣、灰回填
在煤炭开采过程中，地⾯会因为地下的煤炭被运出⽽产⽣塌陷，⼏乎所有矿区都不可避免的⾯临此类问题。

⽬前对矿⼭地下开采空区的处理⽅法通常有封闭、崩落、加固和充填四种⽅案，但由于地质等特殊原因，只有充填是最有效的解决⽅法。

煤矿充填站作为近年新兴的产品，是“三下”采煤时充填过程中不可或缺的重要设备，填充料主要由⽓化炉渣、粉煤灰、胶结料、⽔四部分组成。

该应⽤能有效地解决地⾯塌陷问题，并消耗了炉渣和粉煤灰，⼤⼤减少了对环境的破坏。

⽬前已经实施的回填⼯程包括：井下回填；采空区回填；桥头台背回填，管廊回填，这是⼀种有效解决桥头跳车的⽅法；公路/铁路路基回填。

在回填之前，需要对⽤作回填原料的粉煤灰和炉渣进⾏实验室检测，确认其中的重⾦属等有害物质含量符合标准，不会对地下⽔产⽣影
响，才可回填。

4.1.15 粉煤灰应⽤于流动性填充物
流动性填物是由粉煤灰、⽔以及普通⽔泥组成像液体⼀样流动的混合物，能够像固体⼀样竖⽴，并且能够⾃稳，⽆需压实或者振动就能获得最⼤密度。

流动性填充通常也被认为是可控的低强度材料，可流动的砂浆，或者可控密度的填充。

流动性填充被⽤来取代传统回填材料⽐如⼟、砂或者砾⽯，它可以缓解因这些材料放置⽽引起的有关难题与限制问题，经合理设计后可进⾏更简易的开挖。

4.1.16 粉煤灰应⽤于结构物填⽅或者路堤
粉煤灰可以被⽤作外借材料进⾏结构物填⽅或者路堤⼯程。

当粉煤灰被分层压实，可⽤于结构物填⽅来⽀撑⾼速公路或者其他结构物。

粉煤灰可以应⽤于结构物填⽅或者路堤的建造，应⽤范围⼩到路肩的⼩填⽅，⼤到州际⾼速公路的路堤。

当被⽤于结构物填⽅或者路堤⼯程，粉煤灰与⼟壤和岩⽯相⽐具有许多优点：在具有粉煤灰的地⽅成本效益好；⽆需购买、⽆需获得许可以及⽆需开挖⼀个取⼟坑；可以放置在低承载⼒⼟层之上；处理和压实更简易，减少施⼯时间和设备费。

4.1.17 粉煤灰应⽤于路⾯封底灌浆
将粉煤灰、⽔、以及其他材料成⽐例地混合成浆液，可在不提升板的情况下，⽤浆液来填充路⾯系统下的孔隙。

或者在特定的路⾯区域下，通过钻井和灌浆来在指定的等级公差内提⾼和⽀撑混凝⼟路⾯。

4.1.18 地基⼟改良和稳定
（1）粉煤灰应⽤于⼟质改良
粉煤灰是⼀种有效的添加剂，影响⼟的化学以及⼒学稳定性、⼟体密度、含⽔量、塑性以及⼟体的强度特性。

通常的应⽤包括：⼟体加固、⼟体⼲化、控制⼟的收缩膨胀。

采⽤粉煤灰作为添加剂，就⽆需其他昂贵材料；⽽且，通过改良过湿或者不稳定的路基，可以加快施⼯，也可以降低设计要求的路⾯厚度从⽽节约成本；另外，对于路⾯横断⾯施⼯，可以减少或者⽆需使⽤更昂贵的天然⾻料。

（2）粉煤灰应⽤于稳固地基
粉煤灰和⽯灰能够和⾻料结合起来⽣成⼀个相当稳固的路基，这些路基通常被称为凝硬性稳定混合物(PSMs)。

通常粉煤灰的含量为12%～14%，相应的⽯灰含量为3%～5%，⽯灰有时会⽤硅酸盐⽔泥替代来增强早期强度。

凝硬性稳定混合物性质同⽔泥稳定材料类似。

4.1.19 ⽔⼟保持
为了降低⽔⼟保持坡改梯等⼯程的造价，可以采⽤粉煤灰条块代替条⽯。

粉煤灰条块是⽤⽔泥、煤渣、粉煤灰、⽔按⼀定⽐例混合，加压成型、⾼温养护制成。

与条⽯相⽐，粉煤灰条块具有质量轻、造价低、⼯效⾼、劳动强度⼩、施⼯⽅便、⼯期短、美观实⽤、废物利⽤等优点。

并且，使⽤粉煤灰条块代替条⽯可减少开⼭取⽯，本⾝就有减少⽔⼟流失的作⽤。

4.1.20 开发化肥
（1）制造硅钙肥
⾼温燃烧煤粉，使之达到熔融状态（炉膛温度1500～1600℃）并进⾏骤冷（⽔淬），可以提⾼其中可溶性硅的含量。

在煅烧温度、冷却⽅式和氧化钙含量三种因素中，影响粉煤灰中可溶性硅含量的主要因素是氧化钙含量。

粉煤灰硅钙肥中与作物⽣长有关的成分，主要是有效⼆氧化硅。

它能调节⼟壤酸碱度，改善作物环境，对于需硅作物可提供含硅养料；⼤麦、⼤⾖等作物，对⼟壤酸度较为敏感，使⽤粉煤灰硅钙肥后，提⾼了⼟壤的pH值，可促进作物的⽣长。

（2）磁化复合肥
对于粒度均匀、纯净的粉煤灰，其中有害物质不超过GB8137规定，调节其含⽔率在10%左右，含碳量不⼤于15%时，可根据不同品种要求掺⼊⼀定⽐例的营养元素和添加剂进⾏配⽐，⾃动输⼊机械进⾏复合处理。

然后进⼊磁化设备极化，使粉煤灰磁化肥的剩磁达到0.05～0.15mT，造粒成型后包装⼊库。

磁化复合肥不仅能够改善⼟壤结构、调节⼟壤酸碱度，还能影响微⽣物的活⼒并促进种⼦发芽。

它的推⼴可以缓解我国化肥紧缺的局⾯。

4.1.21 膨润⼟截渗墙的回填材料
压实的粉煤灰承载⼒⼀般为220～200 kPa，变形模量为13～20 MPa。

同时，粉煤灰压实后的堆积密度较⼩，⼲密度仅为882～127
4kg/m3，远低于⼟的⼲密度（1568～2038kg/m3）。

因此，作为回填材料的粉煤灰流动性佳，具有流态性能，能填充得更密实，且具有接缝质量易保证、墙体不易裂缝、抗渗性能好、造价低等优点。

⼀般来讲，⼟基粉煤灰膨润⼟截渗墙成分及含量为：膨润⼟占2～5%，粉煤灰占30～50%，⼟占45～68%，⼟基粉煤灰膨润⼟截渗墙的渗透系数：1.0×10-7cm/s。

4.1.22 透⽔性反应屏障中的污染物吸附材料
粉煤灰是由很多具有不同结构和形态的微粒组成，其中⼤多数是玻璃球体，单个粉煤灰颗粒的粒径约为25300 µm，平均⼏何粒径40 µm。

粉煤灰的真实密度是（2～23）×103 kg/m3，堆积密度为550～658 kg/m3，孔隙率⼀般为60%～75%。

表⾯疏松多孔，表⾯积⼤，⼀般在2500～5000 g/m2，具有较强的吸附能⼒，能吸附⽔中的杂质，对利⽤粉煤灰作为吸附剂处理废⽔和废⽓中污染物的研究有很多，如以粉煤灰和膨润⼟为原料，制备粉煤灰-膨润⼟复合吸附剂，⽤以处理含Pb废⽔和苯酚有机废⽔。

4.1.23 ⼟地治理。