(一)

“煤都”朔州，煤儲量500億噸，名不虛傳。更其可貴的是，朔州煤屬高鋁煤。煤灰中氧化鋁含量高達40--50%，為國內(nèi)外罕見，專家、業(yè)者自不難分析核算出其潛在價值。

 資料顯示，朔州地區(qū)所產(chǎn)煤的灰份中，氧化鋁含量普遍較高，高于高嶺土，而含氧化鐵卻相對較低。經(jīng)對平魯一礦、二礦及懷仁吳家窯煤礦等三礦煤灰的化學成分進行化驗分析，結果氧化鋁含量依次為:45.73%，41.24%，54.22%。氧化鐵含量分別為:2.4%，0.44%，0.80%。對電廠排放的粉煤灰進行化學成分驗證，結果類似?；抑醒趸X含量為42%，氧化鐵含量為3.41%。但電廠所用煤并非取自上述三礦，而是來自附近煤礦。這足以證明朔州煤灰份中含氧化鋁高的特點，具有相當廣泛性、普遍性。經(jīng)驗證煤矸石中氧化鋁含量同樣很高，也在40%以上。這是朔州煤的天賜優(yōu)勢，如能合理開發(fā)，綜合利用，其經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益一目了然。

  粉煤灰、煤石干石中氧化鋁含量，標示著原煤灰份和煤矸石的礦物成分。氧化鋁含量28%以上，顯示礦物成分主要是以高嶺石為主的鋁硅酸鹽，含量越高其礦物成分份額越大，開發(fā)利用價值也越大。含氧化鋁40%以上的粉煤灰、煤矸石，其原煤灰份的礦物成分，以鋁硅酸鹽為主及小量一水鋁石，鋁硅鹽酸含量可達80%以上，可視同高硅鋁礦，運用預脫硅方法將氧化鋁、氧化硅分別提取。粉煤灰因經(jīng)高溫煅燒，大部分氧化硅活性消失，常溫常壓情況下活性硅提出率僅為12%上下。以托克托電廠排放粉煤灰為例，灰中氧化鋁含量為54.77%,氧化硅含量為36.5%，鋁硅比為1.51,經(jīng)常溫常壓預脫硅后，鋁硅比上升為2.2,提取活性硅約為11.6%,約占氧化硅總量的32%。山西國能神州高科技公司，在加工處理含氧化鋁42%的高鋁粉煤灰時，氧化硅脫取率高達50%。至于煤矸石，倘煅燒溫度適宜，采用新方法，氧化鋁、氧化硅提取率均可達到90%以上。如上所述，經(jīng)對朔州粉煤灰、煤矸石及原煤灰份的化驗分析證實:氧化鋁含量都在40%以上，鋁硅酸鹽中主要成分是高嶺石，可按高嶺石預脫硅方式進行資源化加工處理。

高嶺石受熱時會發(fā)生如下相變:

A1₂0₃.2Si0₂.H₂0(550…700℃)→A1_z0₃.2Si0₂+H₂0

A1₂0₃.2Si0_2（860—950℃）→A1₂0₊.2Si02

  在700℃時脫去結晶水，晶格破壞，由晶體轉化為無定形非晶體，具有一定活性，隨溫度上升，活性增強，950℃時活性最高，高于950℃時重新結晶，活性消失。由于礦物理化性能不同，受熱方法不同，世界各國試驗結果也不同，匈牙利試驗結果為1050--1100℃，德國試驗結果為900--1000℃，美國則為970℃。我國國內(nèi)也曾進行過類似試驗，認為900--950℃氧化硅活性最高。但也有例外，山西柳林某企業(yè)，在煅燒煤矸石時，認定860℃較為適宜，氧化硅活性率最高，高于900℃時活性反降。由此可見，選用最佳煅燒溫度、時間必須經(jīng)試驗確定。

 由于活性硅可在常壓常溫條件下溶于氫氧化納溶液，生成硅酸納，

    而氧化鋁受熱后，雖其比表面增大，具有一定活性，但不能在常壓常溫條件下溶于氫氧化納溶液，從而就可以預脫硅方式將其分別提取。

(二)

 朔州市規(guī)劃在"十二五"未，所產(chǎn)煤全部經(jīng)過洗選，洗選率達

100%。這是一個科學、合理、明智的舉措。經(jīng)洗選的中、低等級動力煤上升為優(yōu)質動力煤，售價上升、物流量減少同時，電廠的單耗降低，二氧化碳、二氧化硫排放降低，灰霾排放減少，而朔州市自身又可在洗選矸上做文章下功夫。初略估算年可創(chuàng)產(chǎn)值上千億元，可以圓滿實現(xiàn)“走出一條發(fā)展煤、依托煤、延伸煤、超越煤的循環(huán)經(jīng)濟之路”的雄心壯志，完美圓滿“十二五”全市煤炭產(chǎn)業(yè)振興發(fā)展和建設“兩宜城市”的朔州夢。

    資料顯示全市地方煤礦產(chǎn)能“十二五”末達上億噸，經(jīng)重組整合50座礦，平均每座產(chǎn)能200萬噸/年，平朔煤礦2010年產(chǎn)量突破1億噸，“十二五”末產(chǎn)能將達1.4億噸，加同煤集團、其他企業(yè)所辦礦，“十二五”末總產(chǎn)能約2億噸。受各地禁煤、減煤大環(huán)境影響，產(chǎn)量、銷量均將下降，預計洗選矸為2500萬噸以上?？蓜?chuàng)產(chǎn)值大致如下：                                               

平朔煤礦矸石化學成分:

A1_z0₃:33.67%，  Si0₂:41.45%，燒失:19%，其它:5.88%。

    采用煤矸石發(fā)電同時熱激活矸中礦物方式，發(fā)電選用循環(huán)流化床鍋爐，溫度控制在850—950℃之間，矸石中氧化鋁、氧化硅實收率均按90%計，噸矸可產(chǎn)氧化鋁300公斤，氧化硅370公斤，發(fā)電參照全國平均數(shù)計(80%用于發(fā)電，每噸矸平均發(fā)電800度);2500萬噸矸石年可產(chǎn)氧化鋁750萬噸，活性硅900萬噸，發(fā)電160億度，此外還可利用懷仁鋁硅比1.5以上的矸石和高鋁煤，煉制鋁硅鈦中間合金20萬噸，鋁硅鐵、煤--瀝青焦適量，另加余碴、脫硫石膏粉，消納高鋁粉煤灰500萬噸，合計創(chuàng)產(chǎn)值上千億元。由于高嶺土儲量、消費量均未查清，未計算在內(nèi)?？傊?，按物盡其用，最大限度資源產(chǎn)出價值理念，加工處理煤孿生固體廢棄物，使其經(jīng)濟效益、生態(tài)效益、社會效益與煤并肩而立，那將是循環(huán)經(jīng)濟開拓創(chuàng)新、結構調整、轉型升級的重大創(chuàng)舉，也將成為行業(yè)典范。

（三）

  自然，這里所說不過是一種設想。紙上談兵。要真正把設想轉化為現(xiàn)實，還必須有付出。付出的難度不在財力方面，也不在技術方面，而在觀念轉變。多年來人們以粉煤灰、煤矸石制取水泥、建材己習與性成，根深蒂固，要棄舊開新，沒有攻堅克難、開拓創(chuàng)新的勇氣，轉型升級的意愿、理念，是做不到的。前幾年，筆者曾兩次試圖向一家生產(chǎn)建材的大企業(yè)，推薦以微波--拜耳法加工處理朔州高鋁粉煤灰，從中提出高附加值有價成分，兩次都被拒絕。因而筆者建議，最好由地方政府以財政出資予以支持。以頂層設計，樣板示范，予以推廣。有報道稱:朔州市每年財政專項補貼資金上億元，而微波一拜耳法試驗費用，50萬元己足夠。自然有勢力、有意向的企業(yè)也不妨一試。

  微波—拜耳法，雖有專利可用，但由于各地粉煤灰、煤矸石理化性能不同，最好是自己試驗。朔州地區(qū)完全有此能力。

 資料顯示，以微波--拜耳法加工處理普通粉煤灰制取氧化鋁時，在常壓低溫(<100℃)條件下，氧化鋁溶出率可達85%以上，在處理煤矸石時，由于選用循環(huán)流化床鍋爐，煅燒溫度低，煅燒時間長，灰碴可二次溶出，氧化鋁溶出率可達90%以上。小型試驗，筆者曾與國內(nèi)從事粉煤灰開發(fā)利用試驗多年的專家進行過交談，所需50萬元，其中試驗費20萬、微波加速器購置費20多萬。倘試驗成功，就可不走石灰石燒結法、酸法的老路，克服其造成的負面影響，大幅度減少投資，降低成本，避免二次污染，實行清潔生產(chǎn)，真正實現(xiàn)資源化、無害化、減量化，為高鋁粉煤灰、煤矸石合理定位，區(qū)別對待，做到物盡其用，求取資源價值最大化，消除有價資源浪費、流失現(xiàn)象，走上科學可持續(xù)發(fā)展的康壯大道，造福一方!

                            （四）

    除了朔州外，蒙西鄂爾多斯、準格爾也是髙鋁煤產(chǎn)地，而且儲量、產(chǎn)量大于朔州，資料顯示：鄂爾多斯煤儲量1496億噸，雖其煤灰份化學成分未作全面勘察、分析，但依其髙鋁粉煤灰，髙鋁煤矸石產(chǎn)出范圍之大，可見其量不在小數(shù)，準格爾煤儲量544億噸，己查明全部為髙鋁煤，現(xiàn)兩地髙鋁煤年產(chǎn)量超為朔州產(chǎn)量的兩倍以上。為提質增效、杜絕原煤輸出，兩地規(guī)劃于2017年洗選率達95%以上。兩地洗選矸、粉煤灰年產(chǎn)量、產(chǎn)值為朔州的兩倍達2000億以上。三地合計每年可產(chǎn)氧化鋁2200萬噸，活性硅2600萬噸。準格爾煤灰份鋁硅比1.51，與朔州懷仁煤接近，如用其所產(chǎn)洗選矸作電熱法煉制鋁硅鈦合金原料，不需要添加氧化鋁或含鋁礦物，矸中殘存煤是優(yōu)質還原劑，取代精選煤、石油焦，使合金成本相應降低，球團質量改善、加工工藝簡化。在利用地區(qū)鐵合金閑置礦熱爐時，只須少量投資加以改造，盤活大量固定資產(chǎn)，使企業(yè)轉型升級，化害為利、變廢為寶，利國利民。

  除了上述三地外，與三地接壤的地區(qū)，如原平、寧武、神池、偏關、河曲、府谷等地，也可能有髙鋁煤產(chǎn)出。經(jīng)對原平電廠排放的粉煤灰，進行化驗分析驗證，其灰份中氧化鋁含量達40%，而原平電廠所用煤產(chǎn)自當?shù)?。上述地區(qū)，尤其是與平魯煤礦同屬寧武煤田的地區(qū)所產(chǎn)煤，屬髙鋁煤的可能性更大。應進行化驗分析。倘其所產(chǎn)煤為髙鋁煤，將身價倍增成為拉動地方經(jīng)濟的強力引擎，為綠色經(jīng)濟、生態(tài)建設錦上添花！                       

（五）

   前些時，《中國環(huán)境報》曾刊出以《提高資源產(chǎn)出率是綠色轉型突破口》為題的專家論文，論文精辟闡述了提高資源產(chǎn)出率的重要意義，及其與資源利用率的原則區(qū)別，列舉大量事實佐證其對綠色經(jīng)濟、生態(tài)建設的體戚關聯(lián)。指出循環(huán)經(jīng)濟就是要求更大經(jīng)濟效益，更少資源浪費，最小損害生態(tài)環(huán)境的經(jīng)濟模式。論文還以粉煤灰開發(fā)利用為例，闡明提高資源產(chǎn)出率與資源利用率對綠色經(jīng)濟的不同作用及經(jīng)濟效益差異，例如以粉煤灰生產(chǎn)水泥、建材，每噸灰產(chǎn)品的產(chǎn)值不過幾百元，而如果利用粉煤灰以新技術深加工制取超細粉煤灰，每噸灰的產(chǎn)值可達4000元，且可用于三峽大壩、機場、核電站等超強混凝土建筑方面，產(chǎn)值、用途完全是另一翻天地。兩者的市場、經(jīng)濟、社會、生態(tài)定位差異，天壤之別。

    對高鋁粉煤灰而言，更應重視其資源產(chǎn)出率，資源產(chǎn)出價值，以此衡量其加工績效。高鋁粉煤灰有價成分，遠非普通粉煤灰可比，兩者軒輊分明不能相提并論。對此媒體報刊多有報道，國家領導人，也曾做出指示，李克強總理還曾親自到托克托進行視察。

    高鋁粉煤灰中氧化鋁含量高達40-50%，進口鋁土礦含氧化鋁平均40%上下，進口礦除了氧化鋁外，還有平均約27%氧化鐵，可以開發(fā)利用。高鋁粉煤灰除了氧化鋁，還有可提取的氧化硅30%以上。目前每3噸進口礦可產(chǎn)出氧化鋁1噸、鐵粉1噸、赤泥1噸，高鋁粉煤灰每3噸產(chǎn)出氧化鋁1噸、活性硅700公斤、碴1噸。鐵粉等產(chǎn)值不到1000元，而活性硅產(chǎn)值可達4000元，兩相比較高鋁粉煤灰優(yōu)勢明顯。除此而外，高鋁粉煤灰還可以用以電熱法煉制鋁硅鈦合金，每噸灰可創(chuàng)產(chǎn)值5000元。倘有適量鋁硅鈦合金產(chǎn)出，有部分活性硅再加工成水溶性硅酸鋁、速溶硅肥等高附加值產(chǎn)品，工信部制定的每噸髙鋁粉煤灰產(chǎn)值2600元的規(guī)劃，就可落地生根如期圓滿完成。如上所述，建議仍在以高鋁粉煤灰生產(chǎn)的企業(yè)，登高望遠，放眼大局，改弦更張，適時調整經(jīng)營方式，轉變生產(chǎn)結構。倘仍以髙鋁粉煤灰生產(chǎn)水泥、建材，不僅效益低微，還會造成大量資源二次浪費、流失，傷及社會，有損企業(yè)形象，成為企業(yè)發(fā)展壯大的阻力和障礙；仍在靠進口礦維持生產(chǎn)的企業(yè)也應適時轉變觀念，調整結構，擴大視野，重視國內(nèi)資源的巨大潛在價值和優(yōu)勢，立足國內(nèi)開發(fā)創(chuàng)新，以我為主，適時放棄進口礦，轉向國內(nèi)髙鋁煤投資，在髙鋁煤及其它含鋁資源開發(fā)利用上作文章。自然這無礙于在國外投資建廠，生產(chǎn)氧化鋁，電解鋁等，在全球經(jīng)濟一體化的大環(huán)境下展身手。為使髙鋁粉煤灰、煤矸石類巨量寶貴資源，按物盡其用，求取資源產(chǎn)出價值最大化，不再固步自封走老路，走資源多元化，產(chǎn)品多種，科學可持續(xù)發(fā)展之路，建議行政當局加大監(jiān)管力度，制定相應規(guī)則，愛護資源，保護資源，行業(yè)組織加強疏導，專家學者、業(yè)界人土齊心協(xié)力，千方百計杜絕資源二次浪費流失，科學合理開發(fā)利用髙鋁煤，化解鋁工業(yè)資源對外高度依存的困局。責有攸歸，不可推卸。 

  資料顯示 ：國內(nèi)普通粉煤灰堆存量高達60億噸，煤矸石40億噸，占用大量土地，嚴重危害生態(tài)環(huán)境，為加速化解其對經(jīng)濟社會、生態(tài)建設的危害，化害為利，變廢為寶，用以生產(chǎn)建材、水泥，情有可愿，有其一定合理性。而髙鋁粉煤灰堆存量不過3億噸，倘能以髙鋁粉煤灰取代進口礦，每年4500萬噸以上計，幾年內(nèi)就可全部消化。因而應對髙鋁粉煤灰與普通粉煤灰區(qū)別對待，不強求其利用率的高低，而應以高資源產(chǎn)出率要求，進行處理。

由于髙鋁煤產(chǎn)地都己規(guī)劃不再以原煤輸出，必須經(jīng)過洗選，粉煤灰排放量將減少，代之以洗選矸。而洗選矸開發(fā)利用枝術難度小，有價成分含量高，較易提取，資源產(chǎn)出價值更大。然而自上世紀90年代未蒙西鄂爾多斯、烏海一帶首次發(fā)現(xiàn)髙鋁粉煤灰后，2003年又在托克托發(fā)現(xiàn)髙鋁粉煤灰，繼而2004年又在山西朔州發(fā)現(xiàn)髙鋁粉煤灰，相去十余年，內(nèi)蒙高鋁粉煤灰開發(fā)利用進展加快，朔州仍然緩慢。不盡如人意。資料顯示、蒙西地區(qū)大唐集團、鄂爾多斯鋁業(yè)公司、中國鋁業(yè)公司、神華集團等多家企業(yè)，規(guī)劃利用髙鋁粉煤灰制取氧化鋁近千萬噸。朔州地區(qū)除了中煤集團年產(chǎn)40萬噸氧化鋁項目在建外，大部份企業(yè)仍在利用髙鋁粉煤灰生產(chǎn)水泥、建材。導致大量有價資源特別是氧化鋁資源浪費、流失，而與此同時，中國鋁工業(yè)資源對外依存度高達60%，嚴重扭曲了世界鋁第一生產(chǎn)、消費大國形象。

  原因何在，其說不一。但有一種說法廣為流傳，就是“髙鋁粉煤灰生產(chǎn)氧化鋁成本高。”這種說活法實屬想當然，道聽途說。退一步講，就算成本高也應攻堅克難加大研發(fā)創(chuàng)新力度，千萬百計把它降下來。就目前己達到的枝術水平，加工處理髙鋁粉煤灰的成本，與進口礦相比并不高，以國能神州公司研發(fā)方式為例；在常壓下以40%氫氧化鈉溶液，在118-126℃溫度間，可分離出灰中二氧化硅48-56%，灰中鋁硅比由0.8提升至1.6-2,0,每噸灰可產(chǎn)出5水偏硅酸鈉0.82噸，成本為1350元，按該公司采用方式，可從灰中提取氧化鋁350公斤（提取率80%）,成本為630元，兩項相加合計1980元。將適量鋁酸鈉加入5水偏硅酸鈉溶液中，合成水溶性硅酸鋁，加工費按1000元計，合計成本3000元，但產(chǎn)出水溶性硅酸鋁700多公斤，售價4200元，剩余氧化鋁210公斤，價值500元，合計4700元以上。每噸髙鋁粉煤灰可創(chuàng)利潤1500元。更何況國能神州公司的生出方式，也還有進一步改善、創(chuàng)新的余地，例如氧化硅的提取率仍有多種方式提高的可能。氧化鋁制取也可采用其它方式，如鄭州大學曾成功試用的微波—拜耳法。至于深加工成水溶性硅酸鋁，國內(nèi)目前只少有兩家企業(yè)，在引進國外枝術生產(chǎn)含氧化硅40%、氧化鋁20%、的水溶性硅酸鋁，噸成本4000元，售價6000-8000元。廣東省生產(chǎn)速溶活性硅（58%）肥的廠家，產(chǎn)出的產(chǎn)品售價8000元/噸，山西省某廠生產(chǎn)出的含活性硅12%的硅、鈣、鎂、鉀復合肥售價2800-3000元/噸。多家生產(chǎn)含活性硅25%的硅肥，售價2000/噸。事在人為。

  總之，轉變觀念，調整結構，遵循十八大三中全會制定的方針、方向，與時俱進，不斷創(chuàng)新，使物盡其用，求取資源產(chǎn)出價值最大化，走資源多元化產(chǎn)品品種多樣化，科學可持續(xù)發(fā)展之路，讓髙鋁煤定位回歸常態(tài)，髙鋁煤產(chǎn)地煤炭業(yè)，特別是非煤產(chǎn)業(yè)，將如日中天，前景無限。我國鋁工業(yè)將在髙鋁煤、鋁土礦、其它含鋁資源，三大支柱三位一體助推下資源保障長久自給自足。

                           （六）

    從物盡其用，資源產(chǎn)出最大化著眼，不只是高鋁粉煤灰高鋁煤矸石，鋁硅酸鹽含量高的煤矸石，高附加值開發(fā)利用潛在價值，同樣應予重視，尤其是煤矸石由于加工難度小，活性硅提出率高，提取的活性硅售價高于氧化鋁，其產(chǎn)出價值不亞于高鋁粉煤灰、高鋁煤矸石。我國煤矸石堆存量達40億噸，其中大部分鋁硅酸鹽含量60%以上。倘能以高附加值綜合開發(fā)利用，可以創(chuàng)造出意想不到的經(jīng)濟效益、生態(tài)效益。以山西為例，目前堆存煤矸石12億噸，其中絕大部分其礦物成分主要是鋁硅酸鹽，平均在60%以上。呂梁地區(qū)某企業(yè)，以煤矸石發(fā)電，電廠排放灰碴經(jīng)加工，平均每噸矸石產(chǎn)出氧化鋁220公斤，活性硅336公斤，產(chǎn)出電與蒸汽熱值相當于0.25噸標煤，其它產(chǎn)品適量。合計產(chǎn)值2670元，利潤1077元。該企業(yè)有煤、洗煤廠、煤矸石電廠，年產(chǎn)60萬噸選礦拜爾法氧化鋁。倘能以自發(fā)電（每度電成本0.20元），以選礦尾礦為原料，洗精煤為還原劑，煉制鋁硅鈦合金，噸成本將不超過7000元，合金售價13000元上下。矸石碴采用預脫硅方式加工處理，制取硅酸鈉過濾分離出的固體物料，鋁硅比大幅上升，可用作拜耳法溶出料，鋁硅比低的部分進入選礦流程，矸中有價成份，利用率可達90%以上。10%的殘渣，可用以生產(chǎn)建材或作它用，實行無渣清潔生產(chǎn)。

信息顯示，目前全國24家煤矸石電廠，其中有9家因上網(wǎng)困難而虧損，這些虧損電廠，完全可以以自發(fā)電，矸石灰渣為原料，煉制鋁硅鈦合金，或低鐵（小于8%）鋁硅鐵合金?？梢宰孕薪ㄔO，也可與虧損鋁企業(yè)合作建設，一座年產(chǎn)1萬噸的礦熱爐投資1.2億元，由于投資利潤率高，兩年內(nèi)即可收回全部投資。如矸石粉不適用于煉制上述合金，可就近選用其它適用物料，在中國可以煉制鋁硅合金的物料比比皆有。選用其它物料時合金成本有可能略為上升，但不會超過9000元/噸，投資利潤率仍然處于高位。

綜上所述，不論是高鋁粉煤灰、煤矸石，還是高鋁硅酸鹽含量煤矸石。都是含“金”量極高的稀有的寶貴資源，應倍加珍惜，使其物盡其用，按資源產(chǎn)出最大化要求，進行高附加值綜合開發(fā)利用，變廢為寶。如用以生產(chǎn)建材，大材小用。自然，鋁硅酸鹽、氧化鋁含量低的粉煤灰、煤矸石，除了采用其它先進技術制取高附加值產(chǎn)品外，為化害為利計，仍可用以制取建材，采用何種技術進行加工利用，應由其化學成分、礦物成分確定。（來源：中國有色金屬報  作者：王成之）