中国煤气化渣建筑材料资源化利用现状综述

2021-07-12 04:36武立波宋牧原马英杰
科学技术与工程 2021年16期
关键词:煤气化资源化建筑材料

武立波, 宋牧原, 谢 鑫, 马英杰

(宁夏大学土木与水利工程学院, 银川 750021)

中国已探明的能源储备中,煤炭、石油和天然气分别占94%、4%和2%[1],富煤贫油少气的特点使得煤炭在未来相当长段的时期内仍将是中国的主要能源,粉煤灰和煤气化渣是中国煤炭能源利用过程中产生的两种典型燃煤固体废物。煤气化是指煤通过与气化剂作用发生各种化学反应,从而将煤炭转化为合成气和少量残渣的过程。随着煤气化技术在中国的蓬勃发展,在煤气化过程中不可避免地产生大量气化残渣,2019年中国年生产气化渣超过 3 300万t[2]。作为国家规划建设的六大煤化工基地之一的宁夏宁东能源化工基地,仅2018年的煤气化渣排放量就达710万t[3],占当年该基地工业固废产生总量1 725.2万t的41.2%。但由于受各种因素限制,目前中国煤气化渣的处理方式主要为堆存和填埋,这样的处理方式不仅严重地污染环境,而且造成巨大的土地资源浪费,因此,如何消除煤化工产业发展带来的废渣污染,实现煤化工废弃物科学处置、变废为宝,是煤气化产业可持续发展需要突破的重要课题[4]。

与此同时,随着中国基建行业的飞速发展,当前中国土木工程建设所需的天然原材料十分紧缺,工业固体废物在大宗土木工程材料中的资源化利用,是消耗大量固体废物的重要途径[5]。鉴于工业固废资源化利用的重要性,众多学者已开展诸多的研究[6-10],其中,关于粉煤灰的资源化利用已取得了诸多重要研究成果,且工艺技术相对成熟[11-14]。

对于产量逐年增多的煤气化渣,许多单位对其化学成分、具体性能及回收利用进行了研究,取得了不少有益的成果。曲江山等[2]对煤气化渣的综合利用进展进行了综述,研究表明煤气化渣的主要化学成分是硅、铝、钙的氧化物以及残碳,分为粗渣与细渣,粗渣产生于气化炉的排渣口,占60%~80%;细渣产生于合成气的除尘装置,占20%~40%。近年来煤气化渣的建筑材料资源化利用也已引起较广泛的关注,但和粉煤灰的资源化利用程度相比,仍处在起步的研究阶段,尚有诸多方面需进行更深入和广泛的研究,尤其是专门针对煤气化渣的建筑材料资源化利用的综述研究还鲜见报道。对已有研究成果进行综合评述是进一步深入研究的基础和前提。因此,通过梳理总结中国目前煤气化渣建筑材料资源化利用的已有研究,分析出目前的主要利用方向,对相应的研究现状、利用方法,利用方式与利用效果进行系统的分析和总结,并探讨了煤气化渣建筑材料资源化利用目前存在的问题与研究的不足,同时提出进一步研究的建议与展望,为深化煤气化渣建筑材料资源化利用研究提供借鉴和参考。

1 煤气化渣建筑材料资源化利用的研 究现状与研究方法

1.1 煤气化渣制备砌体材料

1.1.1 研究现状

尹维新等[15]将煤气化渣与粉煤灰等胶凝材料混合,研究得出当低质粉煤灰和煤渣的掺量分别为 30%和40% 时采用常压蒸汽养护可制备出MU10等级的墙体砖;焦淑侠[16]将80%的煤气化渣加入石膏和复合外加剂压制成石膏煤渣空心砖,在自然状态下养护该空心砖抗压强度较好,并且其隔热保温性能明显增强;张成等[17]将煤气化渣作为主材料,当煤气化渣、水泥、粉煤灰比例为6∶3∶1时,以石膏作为激发剂在温度为100 ℃的条件下蒸养18 h制备出满足要求的免烧砖,并指出煤气化渣的颗粒粒径会影响这种蒸压砖的强度,制备时需要破碎较大颗粒的气化渣;云正等[18]在温度为950 ℃的条件下向尾矿中添加部分煤气化渣和少量黏土进行烧结后挤压制备出抗压强度超过30 MPa的墙体材料;李国友等[19]用气化炉渣取代粉煤灰和水泥,制备出轻质隔墙板,探究了其最佳原料配比,并指出在最佳原料配比(水泥∶0~3 mm气化炉渣∶气化炉渣粉∶低品质矿渣=0.8∶0.2∶0.5∶2)条件下制备的轻质隔墙板能满足国家相关标准;章丽萍等[20]为制备免烧砖,采用各原辅材料的质量配比为:气化渣35.6%、锅炉渣32.4%、除尘灰14%、石灰8%、石膏4%、水泥6%,这样制备的免烧砖其吸水率、抗压强度、冻融后抗压强度等均符合国家标准要求;彭红涛等[21]发明了一种含有煤气化炉渣的日光温室墙体,分为室外地坪以下墙体(14~15份水,12~13份复合硅酸盐水泥、17~18份电石渣、54~58份煤气化炉渣)和室外地坪以上墙体(13~14份水,10~12份复合硅酸盐水泥、15~17份电石渣、50~53份煤气化炉渣、0~8份添加剂)。

1.1.2 利用方法

综合上述煤气化渣应用于砌体材料的研究可得出,目前煤气化渣制备砌体材料的利用方法是将煤气化渣作为主要原料通过单掺或复掺水泥、粉煤灰、黏土、石膏、石灰等胶质的活性原料优化其孔隙结构使得制品更加密实。将各组分充分的混合、消化、养护后采用挤压、蒸压、烧结等物理方法制备建筑用砖、粉煤灰砖、烧结灰砖、煤灰水浸砖、免烧砖等性能良好的砌体材料。与传统的砌体材料制备相比,用煤气化渣制备砌体材料的过程更节能环保,因而具有良好的发展前景。

总之,煤气化渣的分选价值极高,若将细渣中大比例的残碳分离出以后,富集后得到的低碳粉煤灰可充分应用于建材化生产利用。但若煤气化渣的残碳含量高,会引起其孔隙结构疏松进而增强了其吸水能力,导致制品易干缩变形。因此,煤气化渣制备砌体材料时为避免砌体制品产生干缩变形,其适用条件是使用残碳含量低的煤气化渣。

1.2 煤气化渣掺制水泥和混凝土

1.2.1 研究现状

赵永彬等[22]对宁煤集团的煤气化渣的特性进行了详细的研究,表明SiO2含量为50.59%的煤气化渣可替代硅质原料制备水泥熟料,玻璃相含量为90%左右的煤气化渣可替代矿渣作为混凝土的矿物掺合料;邹定华等[23]用煤气化渣和陶粒作为集料掺制轻质泡沫混凝土,蒸压后抗压强度达7 MPa,并且煤渣的掺量对混凝土的流动性和强度的影响很大;鲁永明等[24]的研究发现用同样 20% 掺量的磨细灰渣的7 d和28 d 的抗压强度都高于 20% 掺量的Ⅱ级粉煤灰配制的泡沫混凝土;李志博等[25]研究发现石灰石与煤气化渣以1∶3的比例混合后制备的水泥抗压强度高达60 MPa;景国等[26]通过生产试验证明了煤气化渣等固体废渣可以生产出品质优良的水泥熟料。Li等[27]研究发现煤气化粗渣与水泥之间存在正相互作用,更有利于胶凝反应并提高砂浆强度,石灰能有效地活化粗渣中的SiO2和Al2O3矿物相形成水化产物,方解石的水化反应有利于提高煤气化矿渣混凝土的强度;Zhao等[28]将煤气化粗渣、水泥、石英按照最佳配比(煤气化粗渣73%,水泥15%,石英12%)制备的抗压强度达6.76 MPa和吸水率<20.12%的陶粒可作为混凝土骨料和掺合料;刘开平等[29]分别对煤气化粗、细渣的微观结构进行了研究(图1),研究表明在混凝土中掺入研磨后的煤气化粗渣,其抗压强度远高于基准混凝土,掺煤气化细渣混凝土强度低于普通混凝土,但掺粗渣、细渣分别使混凝土干缩率减小13%与8.4%,并推荐使用研磨后的粗渣部分替代天然砂作为混凝土的细集料;郭照恒等[30]研究了粉磨时间对山西煤气化渣理化性能、活性、力学性能的影响,发现随着粉磨时间的增加,煤气化渣粒径减小(图2),但粒度分布基本保持一致;并得出煤气化渣的掺加能够显著提升水泥砂浆的后期强度,最大可提高47.2%,提升作用明显优于S95矿粉和Ⅰ级粉煤灰。

图1 煤气化渣扫描电镜图[29]Fig.1 The scanning electron microscope photographs of coal gasification slag[29]

1.2.2 利用方法

煤气化渣中SiO2、Al2O3等物质与混凝土中胶凝材料相似,经高温高压的熔融重塑后其中游离的CaO和SO3含量低[31]。由于煤气化细渣中的玻璃相含量高,在火山灰活性作用下易发生反应而形成新物相,因而,可用煤气化渣掺制水泥和混凝土,目前其利用方法主要包括掺制煤气化渣的细渣、粗渣,或是细渣、粗渣的混合掺制。

煤气化渣在水泥窑中经二次燃烧后残碳含量低,热值极高,所以用细渣来替代矿渣、硅质原料、作为集料可以提高材料的预烧性从而提升水泥熟料的产量与质量,从而达到节约能耗和燃料的目的。并且煤气化细渣经研磨后比表面积大、黏附性强有利于减小制品干缩性[32]。因此,煤气化细渣是优良的水泥原料。同时煤气化渣具有一定的颗粒级配,可作为混凝土的骨料或掺合料,而且上述研究表明混凝土中掺入煤气化粗渣后其抗压强度能明显地得到提高,尤其是掺入研磨后的煤气化粗渣既能提高抗压强度又能更好地降低干缩率。

煤气化渣掺制水泥和混凝土的适用条件主要有:煤气化细渣更适合制备水泥或特殊的混凝土(如泡沫混凝土),而煤气化粗渣更适用于制备混凝土。但是,目前受工艺限制等因素的影响,煤气化细渣的高热值特性还未得到充分的开发应用,同时煤气化细渣的利用程序相比于粗渣而言过于繁杂,尚需进一步的研究和简化,这些都影响了煤气化细渣的利用率。

1.3 煤气化渣作为道路材料

1.3.1 研究现状

赵永彬等[22]发现宁煤集团气化残渣中粒径大于1 mm的小甲醇气化渣和烯烃气化渣分别占67.03%和48.39%,这种煤气化渣用作路基材料可满足道路的基本性能要求;张向东等[33]在路基材料中掺入15%左右的煤气化渣,发现养护60 d后路基材料具有较好的抗冻性;李冠杰等[34]用煤气化渣对环氧树脂砂浆道路进行修补时发现,掺入环氧树脂质量的40% 煤气化渣制备的改性砂浆,1 d 抗压强度提高74%,28 d 抗压强度提高33.3%,并且有利于缩短道路修补的时间,而煤气化渣的最佳掺入量应控制在环氧树脂质量的40%~60%;雷彤[35]探讨了煤气化渣在悬浮密实结构与骨架密实结构半刚性基层中的应用,研究发现煤气化细渣不适合应用于半刚性基层材料中,而煤气化粗渣则可以应用,并确定出悬浮密实与骨架密实结构的最佳水泥、石灰和煤气化粗渣的掺量分别为 4%、3%和 25%、20%;盛燕萍等[36]发现掺20%煤气化渣的煤气化渣水泥稳定碎石抗收缩性能明显提高,标准养护条件下其 7 d和28 d 收缩应变比 PC32.5水泥分别低约9%和10%,虽然煤气化渣水泥基层材料的抗压强度和劈裂强度略低于 PC32.5水泥基层材料的强度,但仍满足道路基层的性能要求;高鹏等[37]通过依托实体公路修筑了200 m水泥稳定煤气化渣路面底基层试验段,钻芯取样结果表明煤气化渣路面基层材料7 d无侧限抗压强度达 2.2~6.8 MPa(图3),并且经历冬季-15 ℃的冰冻,春季消融后未见冻融破坏现象,而90 d 强度增长至11.9 MPa,表明煤气化渣路面基层材料不仅可满足各等级公路基层材料强度要求而且抗冻性良好。

图3 煤气化炉渣路面基层7 d钻芯样[37]Fig.3 The 7-day core drilling sample of coal gasification slag pavement base[37]

1.3.2 利用方法

结合上述文献可知,煤气化渣作为道路材料的利用方法目前主要包括煤气化渣作为路基材料和煤气化渣作为路面基层材料两种,并且研究表明路基材料掺入煤气化渣不仅强度满足标准要求,且抗冻性良好。

作为道路材料的煤气化渣主要是粗渣,因为经筛分、磁选[13]后可得到粒径较大的煤气化粗渣,其结构密实、稳定性高,与骨料、砂浆等材料混合后可确保工程的质量,粗渣的残碳含量相对较低,在一定程度上抑制了硅酸盐等矿物在粗渣中的聚合[38],并且粗渣不具有水硬性,从而提高制品的强度和耐久性。总的来说,煤气化渣颗粒较稳定且基本无毒无害,与路石材料相比粒径更小,在拌合过程中可以填充孔隙从而增大密实度,其外形呈球状[30],表面光滑,在外力作用下起到缓冲作用,能降低和延缓材料裂纹的产生与发展,从而可以改善路面的抗裂性、耐久性,并且能增强混合料的强度和密实性。同时煤气化粗渣可以作为填料改性特殊的道路材料、用作石油沥青铺面混合物或者取代水泥中的矿物成分制备道路材料。

总之,上述煤气化渣作为道路材料的研究表明,由于煤气化粗渣的残碳含量比细渣的低,且具有一定的级配,很适宜于作为路基材料,并且诸多研究表明煤气化粗渣经过简单的处理即可达到道路材料的应用标准,本身不存在明显的缺陷,因此,煤气化粗渣作为路基材料具有很好的发展前景。但细渣由于烧失率较大一般不能用于路基材料,但从粉煤灰的研究角度出发,细渣分选后得到的低碳粉煤灰可充分应用于路基材料,但目前尚无类似的研究。

1.4 煤气化渣作为其他建筑材料

1.4.1 研究现状

煤气化渣的铝含量高,通过简单流程即可实现铝矿物[39]的高度富集,可用于铝再生技术;煤气化渣易成浆[40]、风险低,虽含有大量的微量元素,但重金属浸出率极低,属于Ⅰ类固体废物,按照一定比例与水、砂、石混合后经含碳量鉴定符合标准后即可用于工程回填。刘娟红等[41]研究激发剂对煤气化渣活性的影响,并研究出单掺与复掺激发剂的最优掺量,试验表明经激发剂改性后的煤气化渣充填体强度可满足矿山充填强度要求;徐阳等[42]研究表明,当煤气化渣粉的添加量为4份时,制备的高水充填材料的单轴抗压强度和残余强度分别可达0.57 MPa和0.41 MPa,35 d的收缩率为10.5%。煤气化渣玻璃相高,可用于制作微晶玻璃、玻璃陶瓷等材料[4],胡晓霞等[43]利用煤气化渣合成的玻化微珠(vitrified microspheres synthesized from coal gasification slag, VM-CGS) 作为保温骨料制备保温砂浆,发现由 3~5 mm 粒径的 VM-CGS 制备的保温砂浆性能最优,即利用 VM-CGS 可制备出满足《建筑保温砂浆》(GB/T 20473—2006)的Ⅰ型保温砂浆;盛燕萍等[44]将煤气化渣粉磨后以20%的掺量配制煤气化渣复合胶凝材料,其强度可达到PC32.5水泥的强度标准,干缩特性也低于PC32.5水泥砂浆;康健[45]研究也表明,复合胶凝材料的细度、标准稠度用水量、凝结时间以及力学特性均随煤气化渣掺量的变化而有明显变化,但综合起来煤气化渣最佳掺量为20%;地质聚合物是一种新型胶凝材料,其同时兼具有机物、水泥、陶瓷的特点,并且具备耐腐蚀、耐高温、硬化快等显著优点,因而有望在未来替代水泥。Chen等[46]以气化渣和钢渣为原料合成了一种新型地质聚合物复合材料,发现在最佳原料配比条件下该地质聚合物具有较高的无侧限抗压强度;煤气化渣加水研磨浮选后孔隙结构优越,吸碘值高[47]、具备活性炭的性质,可作为吸附剂;煤气化渣表面多孔呈蜂窝状[48-50]是一种很好的介孔材料,可以制备吸附材料或泡沫陶瓷。

1.4.2 利用方法

结合上面的研究现状,目前煤气化渣作为其他建筑材料的利用方法主要包括制备铝、制备胶凝材料、制备玻璃、陶粒与陶瓷、制备地质聚合物、用于工程回填、作为吸附剂等等。煤气化渣通过酸溶法并严格控制反应条件和时间等因素即可实现铝再生[51];煤气化渣燃烧时热值高、加热加压后具备绝缘性且与蛭石性质相近,在特定条件下反应可产生特殊材料[52-53]。尤其是用于工程回填、制备胶凝材料和制备地质聚合物受到了较广泛的关注,并且各种应用都具有广泛的应用前景,但有待于更多与更深入的研究。

总的来说,目前通过对煤气化渣添加激发剂、粉磨、加热加压等方法来制备其他建筑材料,并且煤气化渣作为其他建筑材料具有应用广泛的特点,但是绝大多数应用尤其是一些高附加值开发应用仍处于实验室研究的阶段,并且由于技术相对复杂,投资大,风险高,尚不能生产化开发利用。

2 煤气化渣建筑材料资源化利用的方 式、方法及效果

基于上述中国目前煤气化渣建筑材料资源化利用的研究现状与利用方法的分析,进一步概括出煤气化渣制备砌体材料、掺制水泥和混凝土、作为路基材料以及作为其他建筑材料4个方面的利用方式、利用方法、利用效果进行了梳理和总结,如表1、表2所示。总结表1、表2可得,煤气化渣是通过掺入活性材料制备砌体材料的,但制备技术与工艺有待进一步深入研究;煤气化渣掺制水泥和混凝土,细渣由于残碳含量高,会阻碍气化渣与水泥或石灰之间的胶凝反应,而粗渣中丰富的活性矿物相有利于胶凝反应,能提高砂浆强度[27];煤气化渣作为道路材料具有较多的优势,尤其是粗渣,需开展针对性的更广泛与更深入的研究;煤气化渣作为其他建筑材料具有应用广泛的特点。

表1 煤气化渣制备砌体材料、掺制水泥和混凝土以及作为道路材料的利用方式、方法及效果Table 1 Utilization mode, method and effect of masonry materials, mixing cement and concrete and road materials prepared by coal gasification slag

表2 煤气化渣作为其他建筑材料的分析Table 2 Utilization routes and effect of other building materials from coal gasification slag

3 煤气化渣建筑材料资源化利用目前 存在的问题与研究的不足

3.1 存在的问题

3.1.1 利用成本高

工艺条件的不同导致煤气化渣中的残碳含量各不相同,并且煤气化渣残碳含量普遍较高,使其烧失率变高,进而影响其综合利用效果。在实际生产中由于分选富集过程受温差、设备稳定性、仪器精密程度、含氧量高低等因素的影响,很难保证煤气化渣的残碳含量,目前通常通过提高反应温度、压力、含氧量[25]来保证低残碳量的要求,但由于生产过程中投资高、效率一般、人工成本高等因素的影响,煤气化渣中的残碳含量较高的问题目前尚未得到较好的解决。同时,由于工艺复杂,现有的利废企业投资大,效益低,致使利废项目难以生存,综合利用产业发展缓慢,循环经济产业链的规模还远未形成。

3.1.2 综合利用率低

目前,中国对工业固体废物的综合利用技术总体上不成熟,综合利用的产业规模小、利用量少进而导致较低的综合利用率。以宁东能源化工基地为例,工业固体废物的综合利用率不到35%[8],并且固废的主要利用项目有水泥粉磨站、商品混凝土搅拌站和粉煤灰蒸压砖生产线,炉渣(包括镁渣、气化炉渣、锅炉渣)的综合利用率不到30%,其中气化渣的利用率更低。因煤气化灰渣内部含有大量的未燃碳,限制了其在建工建材等领域的规模化利用。而鉴于当前的中外碳、灰分选方法虽有发展且取得了一定的效果,但仍处于实验室研究和半工业试验阶段,即因分选技术和分选工艺存在成本高、分选效率低等问题,未能实现大规模工业化应用[54]。这也进一步限制和制约了煤气化渣的分选利用。因此,现有的废弃物综合利用率远低于2019年国家发改委、工业和信息化部的《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业聚集发展的通知》中指出的基地废弃物综合利用率达到 75% 以上的标准。而不断扩大的煤化工项目规模使得煤气化渣的产生量日益增多,较低的资源化利用率更加剧了气化渣的排存矛盾,使基地废弃物资源化利用与生态环境保护成为急需解决的突出问题。

3.2 研究的不足

3.2.1 处在实验室研究的起步阶段

煤气化渣建筑材料资源化利用是煤气化渣规模化消纳的重要途径。但综合上述研究可知,目前中国煤气化渣建筑材料资源化利用的4个方面基本处在实验室研究的起步阶段,即使是研究相对较多的用煤气化渣制备砌体材料、掺制水泥与混凝土两个方面,也与实现规模化利用的目标还有很大的差距。因此,煤气化渣建筑材料的资源化利用尚有诸多方面需进一步的深入研究,尤其缺乏在实验室研究基础上的基于实体工程的研究与验证。

3.2.2 煤气化渣的分类利用研究不足,尤其是专门针对粗渣的利用研究明显不足

分析可知,煤气化渣的残碳含量直接影响综合利用的效果。诸多研究表明煤气化粗渣与细渣的性质差别较大,例如,相比与细渣,粗渣中的残碳含量不仅更低,而且粗渣中的残碳具有较低的孔表面积和孔容积,石墨化程度也比细渣的低,使得粗渣残碳气化反应活性高于细渣[48]。此外,煤气化粗渣的强度高、稳定性高,获取方式简单,本身不存在明显的不足,更适宜于在较低成本条件下实现规模化生产化的开发利用。煤气化细渣含碳量高、灰分中硅铝含量高、比表面积大、孔隙结构发达,并且具有火山灰活性,细渣的热值高,但其热值高的特点也未被充分开发利用。

鉴于煤气化粗渣、细渣的性质差异,对这二者展开专门的分类研究十分有必要,并且将煤气化粗渣与细渣分开研究与利用已成为目前及以后的趋势,但目前的研究大多以煤气化细渣的相关研究为主[55-61],而对于占煤气化渣总量70%左右的煤气化粗渣的研究十分不足。因此,根据煤气化粗渣与细渣的不同特点与性质,开展针对性的专门的分类利用研究,将更有利于加快煤气化渣的资源化利用进程[62-65]。

4 结论与展望

煤气化渣作为建筑材料资源化利用既有利于保护环境,又能解决基建行业原材料紧缺的难题,有望同时实现环境效益、社会效益和经济效益的共赢。为加快煤气化渣建筑材料资源化利用的进程,通过文献综述梳理总结了中国目前煤气化渣建筑材料资源化利用的研究现状,利用方法以及目前存在的问题与不足,得出如下结论。

(1)目前中国煤气化渣作为建筑材料的资源化利用主要包括煤气化渣制备砌体材料、煤气化渣掺制水泥和混凝土、煤气化渣作为道路材料和煤气化渣作为其他建筑材料4个利用方向。

(2)目前有关煤气化渣制备砌体材料与掺制水泥和混凝土方面的研究相对较多,但总体上煤气化渣作为建筑材料的资源化利用的4个方向均处在实验室研究的起步阶段,综合利用率低于30%,远达不到国家提出的综合利用率标准75%以上,因此,目前煤气化渣作为建筑材料的资源化利用与实现规模化利用的目标还有很大的差距,尤其缺乏在实验室研究基础上的基于实体工程的研究与验证。

(3)中国煤气化渣建筑材料资源化利用尚有诸多方面需要更广泛和更深入的研究,将煤气化粗渣与细渣分类研究与利用已成为目前及以后的发展趋势,但是对于占煤气化渣总量70%左右的煤气化粗渣的研究不足。

(4)煤气化渣建筑材料资源化利用的4个方向都具有很好的应用前景,但由于资源化利用的工艺大多偏复杂,利用成本高,导致利废企业投资高,环保压力大却收益低,这会直接影响煤气化渣的资源化利用率与利用进程,建议国家与政府加强这方面的政策与资金扶持,同时工程与科研人员也要加强煤气化渣资源化利用的工艺研究与成本控制研究。

(5)含碳量高、碳-灰难以分离、利用成本高等难题是实现煤气化渣绿色、清洁、高值化资源利用的瓶颈问题,是制约煤气化渣实现规模化工业化利用的主要因素。同样地,煤气化渣作为建筑材料资源化利用这一领域的难点也集中在煤气化渣的碳-灰分离、脱碳技术上。随着中国“固废资源化”战略目标的逐步实施,以及煤基固废治理研究的深入开展,上述瓶颈问题已日益引起各界的重视,未来煤气化渣作为建筑材料资源化利用的研究方向有:在基础研究方面,煤气化粗渣与细渣的分类研究与利用不足。包括煤气化粗渣占比大,用来掺制混凝土、作为道路材料以及作为其他建筑材料都有良好的应用前景,尤其是煤气化粗渣作为道路材料具有成本低、工艺相对简单等诸多优势,对其开展进一步的研究既紧迫又重要;煤气化细渣热值高的特点也需进一步深入地进行开发利用。在利用工艺方面,由于碳-灰分离是煤气化渣分质综合利用的前提与基础[53],因而基于建材应用的碳-灰分离技术、碳-灰分选效果需加大研究的力度,以提高煤气化渣的综合利用率。

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