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北京大學工學院科研團隊通過多年的研究，開發了具有自主知識產權的粉煤灰等工業固廢制備生態透水磚新技術。此技術旨在以粉煤灰等固廢作為粘結劑粉料，以煤矸石、陶瓷渣等作為骨料進行級配，級配后的原料進行陳腐、壓摸成型，丕體燒結，制備出結構、性能優良的新型生態透水磚。目前，該項目正在進行中試示范。

我國是世界最大的鋁生產國和消費國，鋁產量占世界總產量的40%多，而且仍處于高速增 長中。但我國鋁土礦儲量僅占世界2.3%，按現有鋁工業發展速度靜態計算，我國鋁土礦資源 將只能用10年。煤炭是我國最主要的能源資源，不僅是重要的燃料，還是重要的化工原料。煤 炭開采的副產物煤矸石，其排放量約占煤炭開采量的10%-25%，目前我國煤矸石堆積量約40億 噸；煤燃燒利用的必然產物粉煤灰，占原煤質量的15%-40%。目前我國粉煤灰堆貯量已超過30 億噸，而且每年以超過3億噸的量繼續產生。煤氣化、液化等產生的煤化工灰渣在我國年排放 約4000萬噸，未來40年我國將產生煤化工灰渣100-250億噸。由于地質構造原因，我國的煤系固 廢中氧化鋁含量較高，具有回收利用鋁資源的巨大潛力。 本項目采用界面活化方法誘導產生鋁硅酸鹽結構缺陷，在少量助劑協同作用下激發配位體 大量重組而最終提高煤系固廢的反應活性，并以工業大量副產稀鹽酸或硫酸為浸取劑，獲取多 種高附加值化工產品；對于提鋁殘渣，課題組有成熟技術生產保溫建筑材料,導熱系數小于0.1 W/m.K，防火等級達到A級，成本低于泡沫混凝土；另外還可用于生產其它高性能建材產品。 伴隨我國勞動力成本持續上升與環境保護日趨嚴峻，加大環境保護力度、緩解資源供給 瓶頸、推動循環經濟形成較大規模、促進資源循環利用產業轉型升級是廢物資源化科技創新的 準則。本項目的開發成功可有效地解決煤化工灰渣的規模化處置和資源化難題，提供新型鋁資 源，并將形成能源、資源、化工、冶金、環保新型循環產業鏈，帶動我國新型煤化工技術進步 和相關產業升級。

超高強彩色粉煤灰路面磚和路緣石由100～150Mpa彩色面層與35～100Mpa基層構成，面層可制成單色、多彩或仿花崗巖色彩，產品質感、外觀、耐磨性可與瓷質地磚和花崗巖地磚媲美，力學性能和抗凍性超過國內外路面磚標準要求和國內引進技術生產的高強混凝土路面磚，實際使用汽車壓不斷、嚴寒凍不爛，特別適于制作車行道、人行道路面和北方寒冷地區使用。該產品已申報國家發明鑒定情況和國家級新產品，并被國家市政專業委員會成員認定為市政高技術產品，推薦為灰色混凝土路緣石和彩色混凝土路面磚的理想換代產品。

西安科技大學自 2006 年開始對基于粉煤灰資源化的礦井防滅火成套技術及裝備進行研究。該技術經中國煤炭工業協會組織鑒定，認項目整體上達到國際先進水平。成果于 2012 年 9 月獲中國煤炭工業協會二等獎，該項目申請專利 6 項。該技術有效預防治煤自然發火事故，提高礦井防滅火能力。

本項目針對目前粉煤灰制取分子篩存在的粉煤灰中硅鋁溶出率不高、制得的分子篩純度低、粉煤灰中鋁利用率低等問題，提出粉煤灰首先經碳酸鈉焙燒活化，經活化后粉煤灰中硅鋁的溶出活性得到提高。活化后的粉煤灰經堿溶出過程中，溶液中的硅和鋁的容出速度不同，且存在過飽和現象。利用這一溶解性質的差異，可以先用少量水浸出硅酸鈉，過濾后得到硅酸鈉溶液。向硅酸鈉溶液中通入CO2，可通過沉淀法制備白炭黑產品。這樣既可以脫除粉煤灰中部分硅，生產白炭黑，又可以提高粉煤灰中鋁硅比，再用堿液來浸取脫硅后的粉煤灰，得到硅鋁酸鈉浸出液，經過濾，調節pH，可在不同pH條件下的過飽和期內分離反應混合物，解決粉煤灰中硅鋁的共溶出問題，利用溶出液中的硅鋁制備純沸石分子篩，實現粉煤灰中硅和鋁的回用。由于利用活化粉煤灰中的硅和鋁共溶出制備分子篩，與一般堿、硅酸鈉和鋁酸鈉混合反應制備分子篩的原料不同，在同樣的晶化條件下，老化時間顯著縮短，節省能耗。 隨著經濟的發展，對電力的需要會不斷增加，這意味著粉煤灰的排放會越來越大。所以，本項目可提供用于粉煤灰制備各類純沸石分子篩的基本原料，也為粉煤灰綜合利用提供一種新工藝。 應用范圍：涉及粉煤灰的綜合利用及生產白炭黑和分子篩材料的生產方法，適用于制備A型、X型、Y型、L型、絲光沸石及毛沸石等具有硅鋁酸鹽晶體骨架結構的各類分子篩。  

本發明屬于燃燒煙氣凈化處理技術領域，并公開了一種利用粉煤灰降低燃燒源顆粒物的方法，包括以下步驟：(1)將粉煤灰加入酸溶液中形成固液混合物；(2)將固液混合物在微波爐內加熱；(3)將上述微波處理過的固液混合物在濾網上進行過濾；(4)將濾渣烘干；(5)將上述樣品中加入鈦酸酯溶液中改性；(6)將上述改性樣品烘干，然后磨碎篩分；(7)將吸附劑粉末加入燃燒室并與燃料混合燃燒；(8)反應后的一部分吸附劑粉末隨煙氣排出燃燒室后經過除塵器分離和捕集。本方法通過向燃燒室內添加適量以粉煤灰為主要原料制備的吸附劑，有效減少燃燒過程中細顆粒物、氣態重金屬以及 SOx、HCl 等酸性氣態污染物的生成和排放。

1 成果簡介我國內蒙古中西部和山西北部等地區的煤炭資源賦存豐富的含鋁礦物（主要是伯姆石），用于燃燒發電后產生的粉煤灰中氧化鋁含量高達 40-50%，是一種十分寶貴的具有較高經濟開發價值的潛在含鋁資源，尤其在我國現今面臨日益匱乏的鋁土礦資源情勢下， 甚至具有作為鋁土礦替代資源生產氧化鋁以保障鋁產業安全的重要意義。然而， 現今對內蒙古和山西兩地的高鋁粉煤灰的鋁資源開發利用十分有限， 截至目前， 歷史堆存量已經超過兩億噸，成為當地排放量最大的工業廢渣。其中極少部分通過建設粉煤灰貯存庫進行較規范的貯存， 如山西朔州建成貯存能力 1 億噸高鋁粉煤灰貯存庫，絕大部分高鋁粉煤灰露天堆積于曠野、平地，不僅占用寶貴的土地資源， 而且給周邊生態和居民健康帶來較大的環境安全隱患，如大氣粉塵污染、水體污染、土壤鹽堿化等。因而高鋁粉煤灰的消納和處理，尤其是高鋁粉煤灰的高附加值資源化利用， 已經成為山西、內蒙古兩地亟待解決的社會和環境問題。 針對上述高鋁粉煤灰資源化潛力和現狀，國家發展改革委組織有關方面于 2011 年編制并印發了《 關于加強高鋁粉煤灰資源開發利用的指導意見》，提出積極開拓高鋁粉煤灰生產氧化鋁這一新領域，促使資源最大化，對于增加國內鋁資源供給、保障鋁產業安全，發展循環經濟、保護生態環境、節約寶貴的土地資源，促進區域經濟發展具有重要意義，同時也對減少或者消除因粉煤灰而產生的中國東部地區嚴重的霧霾等環境問題具有積極的意義。 在上述背景下， 我們研發并提出了該技術，旨在以低于傳統鋁土礦生產氧化鋁的平均行業成本， 高效回收高鋁粉煤灰中的鋁資源，以生產市場需求量很大的冶金級氧化鋁（僅國內每年的市場容量就超過 1200 億人民幣）及高經濟附加值的特種氧化鋁，同時不造成資源的二次大量消耗，不帶來環境的二次污染， 提取氧化鋁以后產生的尾渣為純度高于 99% 的二氧化硅，為市場價格很高的白炭黑，最終實現高鋁粉煤灰的全部高附加值利用。 該技術的特點如下：流程簡單，不需要添加石灰石等，避免了相關開采帶來的生態和環境破壞；成本低，氧化鋁單位生產成本不超過 1000 元/噸，是目前鋁土礦生產氧化鋁成本的1/3 到 1/2；尾渣量少，且中氧化硅含量超過 99%， 經過篩分，就可以得到價格為高于 3000 元/噸的白炭黑。2 應用說明該技術主要適用于高鋁粉煤灰高附加值資源化，但原料可以擴展至低品位鋁土礦、霞石礦等。采用低能耗、低成本的方式，回收其中蘊含的資源。3 效益分析目前我國高鋁粉煤灰的堆存量超過 3 億噸，僅內蒙古托克托電廠每年新產生的高鋁粉煤灰就達到 500 萬噸。假設高鋁粉煤灰中氧化鋁平均含量 40%，總體回收率 90%，氧化鋁市場價格 2600 元/噸，若建成處理能力為 150 萬噸/年的高鋁粉煤灰回收氧化鋁生產冶金級氧化鋁生產線，年產量為 51 萬噸，僅冶金級氧化鋁產品產值即可達到 14 億元，而副產品白炭黑的產值亦可達到約 15 億元。經過前期設備考察，總投資預計不超過 10 億元，投資額度僅為以鋁土礦為原料的產能相同的生產氧化鋁工藝的投資額的 1/3。該技術的開發和推廣，可以大大加速我國高鋁粉煤灰高附加值資源化利用的進程，顯著降低高鋁粉煤灰帶來的大氣和地下水污染。此外，由該新技術推廣而衍生的試劑回收成套設備生產也將帶來可觀的經濟和社會效益。 綜上所述， 該技術的全面推廣，將有助于整體提升我國高鋁粉煤灰資源化利用水平，一定程度上擺脫我國對國外進口鋁土礦的依賴，保障鋁產業安全，發展循環經濟，促進區域經濟與環境的可持續協調發展。

北京大學工學院科研團隊通過多年的研究，開發了具有自主知識產權的利用粉煤灰等工業固廢制備莫來石耐火材料新技術。此技術的核心發明是通過研究粉煤灰、煤矸石、鋁礬土等高溫燒結過程中莫來石化的機理和莫來石化過程中晶粒的生長、聚集及網狀結構的發展等顯微結構變化，獲得了粉煤灰等固廢耦合制備莫來石復相耐火材料新技術。目前，該技術已進行工業示范。