我国是煤炭资源大国，也是世界上最大的煤炭产出国和消费国，在未来长时间内我国煤炭的主体能源地位仍不会发生改变。我国开采出的煤炭有相当大一部分用于燃烧，而煤炭燃烧会排放大量的粉尘和有害气体，对生态环境和人体健康造成严重危害。粉煤灰作为燃煤后产出的主要固体废弃物，每年产量达8~9亿吨，除部分以二次资源利用，2021年我国粉煤灰的累计堆存量达31亿吨。

粉煤灰长期堆积不仅占用大量的土地，而且其中的有害物质经雨水冲刷浸入地表，对周围水资源和土壤环境造 成严重影响，此外其扬尘还会对大气造成严重污染[3]。同时，粉煤灰中富含铝、硅以及战略性关键金属等有价组分[4]，呈现密度小、强度高、孔结构丰富等特点，具有较高的资源化利用价值。从可持续发展的角度看，粉煤灰的综合开发利用不仅可以消除对环境的不利影响，还可以创造巨大的经济效益。根据粉煤灰的物理化学特性，当前我国粉煤灰的资源化利用主要集中在建筑、农业、环境保护、有价组分回收、高附加值产品制备等方面。根据其利用属性进行划分，这些资源化利用途径大致可分为“工程型”和“产品型”两大类，其中“工程型”资源化利用主要涉及建筑、农业以及环境保护等领域，而“产品型”资源化利用则主要涉及 回收粉煤灰中的有价物质或通过对粉煤灰改性制备高附加值产品等方面。本文以粉煤灰的“工程型”及“产品型” 资源化利用为主线，就我国粉煤灰的综合利用现状进行了系统总结与论述，分析了我国粉煤灰在这两大类资源化利用方面存在的主要问题，并就其利用前景进行了展望，也提出了合理化建议。

1 粉煤灰“工程型”资源化利用

1.1 在建筑工程中的应用

1.1.1 制砖

粉煤灰的化学组成与传统制砖原材料黏土接近，因此可用于制砖；且粉煤灰中含有更多的Al2O3，所制成的砖耐火性更好，烧结成功率更高[5]。目前粉煤灰砖已有拱壳空心砖、楼板空心砖、檩条空心砖、空心砖梁、花格空心砖、砖墙板以及吸声砖等10余种类型[6]，其中烧结多孔砖和非承重空心砖产量和用量居多。牛永红等[7]利用粉煤灰 和废砖混合制备多孔建筑材料，当两者质量比为1∶1时，制成的产品综合性能与高密度泡沫混凝土相近，优于泡沫玻璃和黏土砖。钱觉时等[8]在压制粉煤灰砖试验中发现，常温下采用粉煤灰-石灰-硫酸盐体系不仅可以降低对粉煤灰品质的要求，还可以有效提高其掺量，与30%525#硅酸盐水泥强度效果基本一致的粉煤灰砖产品中粉煤灰掺量可达78%。董风芝等[9]将粉煤灰、赤泥及煤矸石按质量比52∶28∶20的比例混合成型制出烧结砖，其抗压强度14.2MPa、抗折强度4.5MPa、吸水率10%，符合MU10级砖标准。虽然粉煤灰砖的制备工艺较成熟且粉煤灰掺量较高，但受运输成本的影响，其销售半径和销售量受到限制。

1.1.2 作水泥及混凝土掺料

粉煤灰中含具有火山灰效应的活性物质（如CaO、SiO2和Al2O3等），因此可以作为混合材料和生料配料用于生产水泥或代替水泥作混凝土掺料。

对于生产水泥，粉煤灰的掺入会对常规硅酸盐水泥起到助磨效果，且细磨后的粉煤灰活性增强，更容易与水生成凝胶物质，使得水泥产品的抗折、抗压能力均有一定程度的增强[10]。董玉萍等[11]发现，当水泥土中高钙粉煤灰掺量为20%时，水泥前期强度可有效提高。崔靖俞等[12]发现，Na2SiO3激发后的粉煤灰掺入水泥土中可有效提高产品的抗渗透性能，但若掺量超过40%，水泥产品的抗渗性能将大大降低。

对于用作混凝土掺料，刘钢等[13]研究发现，粉煤灰的掺入可以提高玻化混凝土的流动性和力学性能，当掺量为10kg/m³ 时，混凝土试件28d的抗压和抗折能力较未掺时分别提高30.6%和43.2%。郭东锋[14]研究表明，掺入粉煤灰虽会使混凝土试件的抗冻性能和渗透系数得到一定的提升，但过高的粉煤灰掺量对混凝土试件的早期强度影响较大。樊耀虎等[15]研究了粉煤灰掺量和养护条件对不同强度等级混凝土力学性能的影响，发现在各种养护条件下粉煤灰掺量都不宜超过 20%。

粉煤灰作水泥及混凝土掺料已广泛用于工业与民用建筑，但目前粉煤灰的掺量有限，开发新型制备工艺及新型激发剂以消除高粉煤灰掺量对水泥及混凝土产品性能的不利影响是当前亟需解决的问题。

1.1.3 制路基及建筑的充填材料

粉煤灰易形成坚硬块，因此可以代替黏土用于路基及建筑填充。张尊伟[16]研究发现，二灰碎石路面基层材料中 混入脱硫粉煤灰及普通粉煤灰，均可制成质量轻且早期强度高的路基产品，为提高工程进度提供了可能，但脱硫二灰碎石路混合料存在需水量大的问题。麦浩[17]研究发现，在相同荷载作用下，水泥粉煤灰碎石桩复合地基较天然地基土体有更好的承载能力。肖博等[18]将粉煤灰和黄土掺入矸石基中，以制备新型固体充填材料，当三者配比为21∶14∶65时，可最大程度地发挥充填材料的抗变形性能，从而在节约成本的前提下实现固体充填率的提升。粉煤灰掺入充填物中还可提高充填料浆浓度，降低管道输送阻力，改善料浆泵送性能，有利于充填体后期强度的增长[19]。邢晶明等[20]用粉煤灰混合骨料制备矿山充填料，结果表明，当粉煤灰掺量为 26%、料浆浓度为 81%时，较原成本降低 27%左右，经济效益显著。

此外，掺入疏松多孔的粉煤灰制得的材料具有良好的保温及吸能效果。赵小刚等[21]以粉煤灰为原料，采用发泡 凝胶法制备出了性能良好的多孔粉煤灰保温材料，可以满足建筑充填保温材料对导热系数、抗压强度以及表观密度的要求。刘德春等[22]采用硅烷偶联剂对三级及以下粉煤灰表面进行功能化改性后用于制备酚醛泡沫，所得产品的抗拉强度和抗压强度分别提升至115kPa和1.57MPa，且保温性能优良。XU等[23]将粉煤灰漂珠填充到聚氨酯中制备 铝基复合泡沫材料，与未填充相比，在准静态压缩下发生致密应变时，其吸能效果提高 85%，屈服强度提升 60%，能量吸收提升 50%。

1.1.4 制地质聚合物

地质聚合物是一种新型绿色凝胶材料，因其特殊的三维网状结构而具有多种特性，同时兼具能耗少、污染小、性能更先进等优点，有望作为水泥、陶瓷等的替代品应用于生产中[24]。有研究表明，以粉煤灰为主要原料制备地质 聚合物可使其获得更高的耐久性，其中起主要作用的是粉煤灰中的硅铝酸盐（即玻璃质），在碱激活和地聚反应作用下，玻璃质会与碱发生解聚-缩聚反应，形成以 N—A—S—H为主的无机大分子缩聚材料体[25]。尚建丽等[26]在矿渣与粉煤灰质量比为 2∶1、氢氧化钠和硅酸钠质量比为0.63、水胶比为0.3的条件下制备矿渣-粉煤灰基地质聚合物，标准养护7d、14d和28d后抗压强度分别可达到57.0MPa、69.0MPa和84.3MPa。许泽胜等[27]在粉煤灰基地质聚 合物基体中加入发泡剂和稳泡剂，制备出了轻质发泡材料，其导热系数小于0.09W/(m·K)，最高使用温度可达800℃，抗压强度可达2.57MPa。侯云芬等[28]研究发现，将粉煤灰地质聚合物在5%的HCl溶液中浸泡28d后，其抗压强度和耐热性能均有较大提升，甚至超过硅酸盐水泥。易龙生等[29]研究发现，将 Ca(OH)2与粉煤灰混匀后制备粉煤灰地 质聚合物可有效降低其凝结时间，这是因为Ca(OH)2会与净浆中的OH-和硅酸根离子反应生成水化硅酸钙凝胶，导致地质聚合物凝结加快。作为一种绿色环保材料，粉煤灰基地质聚合物的性能优越，且其环保性能及经济性能显著，应用前景广阔，市场潜力巨大。

1.2 在农业领域中的作用

1.2.1 改良土壤

粉煤灰的粒度小、比表面积大、具有多孔结构且富含多种微量元素，可用于改良土壤。如粉煤灰中含有Fe2O3，可增加土壤磁性，改善土壤结构。若将粉煤灰掺杂在黏土性质的土壤中，可提高土壤的透气性及透水性；若掺杂在砂石性质的土壤中，则可提高土壤的固水保湿性[30]。米美霞等[31]对照分析粉煤灰和蚯蚓粪2种土壤改良物质对抑制土壤蒸发的效果，发现当覆盖厚度小于2.5cm 时，粉煤灰的抑制效果要优于相同厚度的蚯蚓粪。含钙粉煤灰还可有效解决土壤碱化问题，殷小琳等[32]研究发现，粉煤灰处理土壤降碱程度可达53.3%，且对土壤中 Na+的置换作用明显，可有效减轻盐碱土壤的盐渍化程度。此外，通过对粉煤灰进行改性，使其生成具有较强离子交换性能的硅酸盐或铝硅酸盐，与土壤中Pb2+、Cu2+、Cd2+等重金属离子发生不可逆的离子交换吸附，可以有效改善土壤重金属污染问题[33]。王东星等[34]采用MgO-粉煤灰固稳不同初始Pb2+浓度的污染土，发现处理后土壤中Pb2+稳定性、土体抗压强度以及抵抗冻融循环能力均有显著提升。

1.2.1 改良土壤

粉煤灰中含有的 N、P、K、B、Zn、Mn、Fe、Cu、Mo 等元素对农作物生长具有促进作用[35]，且粉煤灰中有效磷以及全磷含量明显高于土壤[36]，因此可用于生产肥料。与传统肥料相比，粉煤灰肥料肥效好，肥效作用时间长，解决了有机肥肥效低、造成环境污染等问题。刘洋等[37]利用粉煤灰与高温炉熔渣混合水淬制备硅肥，当两者质量比为7.76∶92.24时，有效硅含量达到最高，有效降低了肥料的生产成本。SU等[38]研究表明，粉煤灰生物肥对薏米和小叶红杨有增绿效果，可用于改善废弃矿山土壤的肥力。王秀斌等[39]研究发现，粉煤灰肥料可使水稻中团聚体破坏率降低，且与专用肥相比，添加粉煤灰后水稻产量增幅达26.83%。

总的来看，粉煤灰的主产区往往存在土壤贫瘠的问题，粉煤灰用于农业领域可在减少其本身对土地占用的同时改良土壤，实现粉煤灰的就地消纳，避免长途运输造成的经济损失及环境污染，发展当地农业经济。但粉煤灰在土壤中也存在可溶性盐迁移的问题，如何降低粉煤灰在土壤中的潜在毒性，也是需要重点关注的问题。

1.3 在环境保护中的作用

1.3.1 废气处理

利用粉煤灰生产的脱硫剂可通过物理吸附和化学反应协同作用实现烟道气脱硫，其脱硫效果优于纯石灰脱硫剂和市售一级活性炭[40]。一方面，粉煤灰在水溶液中可与碱金属发生反应，生成大比表面积的多孔结晶物，从而促进Ca2+和SO2 反应，起到脱硫作用；另一方面，在干式脱硫装置中，粉煤灰可以作为良好的吸附剂来吸附并脱除废气中的SO2[41]。刘恒恒等[42]利用双碱性金属氧化物 CeO2和CuO对粉煤灰进行负载改性，制备出了对SO2/NO有良好吸附性能的废气处理材料。粉煤灰在废气处理过程中除了具有较好的脱硫脱氮效果外，其中所含的CaO及MgO等反应性好的碱性氧化物还可用来矿化封存CO2[43]，其在助力“碳中和”战略目标实现中可起到积极作用。用粉煤灰处理废气虽然可以实现以废治废，但受现有技术的限制，目前尚未实现大规模工业应用。

1.3.2 废水处理

粉煤灰具有吸附作用，可用于废水处理，但粉煤灰原样的吸附能力有限，因此一般通过改性来提高其吸附性能 [44]。改性处理后的粉煤灰具有絮凝和过滤作用，不仅对废水中的 Hg2+、Pb2+、Zn2+等重金属离子有较好的吸附效果 [45]，而且对含油废水、含有机物废水、印染废水等具有较好的除污效果[46]。胡红勇等[47]以粉煤灰为原料制备的吸附剂对废水中 Pb2+的去除率可达 99%以上。姚兵[48]利用粉煤灰合成 NaA 型沸石分子筛来吸附处理含 Ni2+废水，Ni2+ 去除率可达 94%；此外，这种沸石分子筛还可用于处理电镀废水，Cu2+、Zn2+、Ni2+和 Cr3+的去除率分别可达 73.1%、 61.4%、50.3%和 50.3%。丁佳栋等[49]考察了不同改性粉煤灰对低浓度含磷废水的处理效果，得出氢氧化钠改性后的 粉煤灰对磷的吸附去除率可达 95%。蒋丽等[50]以粉煤灰为主要原料制备出粉煤灰陶粒，用于去除废水中磷酸盐，结 果表明，pH 约为 6.0 时除磷效果最佳，且此粉煤灰陶粒在吸附磷酸盐后还可重新解吸循环利用，再生性能良好。杜 杰[51]在微波辅助下用碱对粉煤灰中的磁珠及沉珠进行改性，用于处理废弃润滑油，结果表明，改性后 2 种组分的平 衡吸附量分别提高了 0.95 mg/g 和 0.79 mg/g，最大吸附量分别提高了 24.11%和 23.86%。需要注意的是，应对吸附 了重金属等污染物的粉煤灰进行适当处理，一方面可回收有价资源，另一方面可防止造成二次污染。

1.3.3 矸石山灭火

长期堆放的煤矸石易发生自燃，释放大量有毒有害气体，从而造成环境污染，威胁生命健康安全。目前国内防止煤矸石自燃所用的原材料以黄土为主，通过表面封闭法、注浆灭火法及覆盖法等进行治理。王宁[52]利用粉煤灰替代黄土制作注浆材料，可有效解决矸石山的自燃问题，且在制备的粉煤灰复合胶中注入少量草籽还会有植被长出，其良好的防灭火效果以及绿色环保理念为粉煤灰的利用带来新的思路。

2 粉煤灰“产品型”资源化利用

2.1 有用组分提取与回收

2.1.1 回收空心微珠

在煤高温燃烧时，其中的硅酸铝铁熔滴冷却后单相结晶形成粉煤灰空心微珠，其具有特殊的中空结构，同时还具有密度小、热阻大、耐磨以及隔音等优良性质，是理想的无机填充材料，已广泛应用于建材、温控等领域[53]。目前回收粉煤灰中空心微珠的方法主要有干选（风选、磁选等）和湿选（浮选、重选等）两大类[54]，其工艺相对简单，成本低，易于实现工业化。

2.1.2 回收磁珠

粉煤灰磁珠中的铁主要以磁铁矿和赤铁矿形式存在，且占比约为3.9∶1.1。磁珠中铁元素含量不稳定，波动范围达 15.51%~51.20%，造成这种波动的原因主要是实心磁珠铁含量高，而空心磁珠铁含量低，因此可通过将空心磁珠磨碎后分选提纯以提高其铁含量，从而使波动范围缩小[55]。王龙贵[56]采用强磁场磁选机二段分选（1粗1精）对粉煤灰中磁珠进行回收，回收率可达 70%。回收后的磁珠可用作磁种材料及制备磁性吸附剂的原材料，也可在污水处理中用于磁絮凝处理、催化降解及重金属吸附等。

2.1.3 回收未燃碳

煤炭燃烧过程中会有少量炭未燃尽而残留下来，成为粉煤灰的一部分，粉煤灰中的未燃碳含量一般在0.5%~15%[57]。粉煤灰中的未燃碳呈多孔的海绵状和蜂窝状，具有良好的吸附性，不仅可作为燃料使用，还能用作活性炭材料来处理废水和废气等。罗道成等[58]采用1粗1精1扫全浮选流程回收粉煤灰中的未燃碳，回收率可达41.10%。冉进财等[59]研究了 Fe3+、Mg2+、Na+对粉煤灰浮选泡沫稳定性的影响，发现无机阳离子的存在可有效提高泡沫的稳定性，且价态越高泡沫稳定效果越好，具体表现为Fe3+较Mg2+、Na+可在较低浓度下得到较好的脱碳效果。贾凯等[60] 采用常规浮选工艺对粉煤灰进行脱碳处理，其精煤可燃体回收率达84.27%，且尾煤烧失量只有2.41%。边炳鑫等[61]采用干法电选工艺对粉煤灰进行脱碳试验，将粉煤灰中碳含量从6.74%降至3.16%，脱碳率达53.12%。

2.1.3 提取铝

从高铝粉煤灰中提取氧化铝可应对一部分日益增长的铝资源需求。从粉煤灰中提铝的常用方法包括酸法（盐酸、硫酸、氟化物强化浸出法）、碱法（烧结法、水化学法、焙烧—酸浸法）以及酸碱联合法；此外，乙酰丙酮气相提取法、真空热还原技术以及利用硅酸盐细菌生物浸提等新方法也有报道[62]。钞晓光等[63]研究发现，在粉煤灰酸法提铝过程中，采用HCl气体盐析结晶技术处理氧化铝蒸发母液，可有效降低其中的杂质含量，并实现母液中氯化铝的有效回收，降低原料铝的损失，提取的氯化铝纯度可达99.38%。张梦露等[64]利用NaOH烧结活化—酸浸法提取粉煤灰中的铝元素，在烧结温度550℃、烧结时间10min、NaOH与粉煤灰质量比1.40、硫酸浓度30%时铝浸出率可达95%以上。刘富[65]利用微波辐射活化法进行低温脱硅，当钙硅比为2.2时，经碱石灰烧结后三氧化二铝的提取率可达90%。黄杰明[66]在浸出温度100℃、固液比5mg/L、NaOH浓度2.75mol/L、浸出时间 60min的条件下使三氧化二铝的浸出率达 88%，实现了粉煤灰中铝的非高温浸出。佟志芳等[67]先将粉煤灰与KF助剂按质量比20∶4混合后在800 ℃下焙烧1h，随后将产物与6mol/L的盐酸按固液比4∶1放入100℃恒温水中浸出2h后，粉煤灰中铝铁浸出率可达96.92%。目前从粉煤灰中提铝的效率及纯度均较高，但需要格外注意的是，该过程中往往会产生二次污染，发展绿色环保、低能耗技术仍是粉煤灰提铝行业面临的重要研究课题。

2.1.3 提取关键金属

粉煤灰中除了富含铝、硅、铁等常量元素外，还经常含有某些战略性关键金属元素（稀土金属、稀有金属、稀散金属等），从粉煤灰中提取关键金属可从一定程度上缓解我国战略性矿产资源紧缺的局面。我国个别地区粉煤灰中的稀土元素氧化物含量超过1g/L[68]，具有较好的工业开发价值，潘金禾[69]研发了富集回收粉煤灰中稀土元素的 焙烧—水洗—酸浸实验室联合工艺，稀土元素浸出率可达90%以上。粉煤灰中稀有金属锂的主要载体是玻璃相，部分赋存于莫来石、石英等晶体内部，通过机械、化学等方法预活化使粉煤灰中的硅铝键断裂是从粉煤灰中浸提锂的关键[70]。粉煤灰中的镓、锗等稀散金属主要与铝、硅等元素共伴生，根据其赋存状态的不同可通过酸法、碱法及助剂活化等浸出方法浸出[71]，浸出后采用沉淀法、萃取法和还原法等对元素进行分离回收[72]，但因其浸出液浓度低、离子共存复杂等使其高效分离仍存在困难[73]。需要注意的是，粉煤灰组成复杂，若单独提取某一关键金属元素其成本可能偏高，因此应考虑粉煤灰中有价物质的综合回收，形成多产品、低成本的循环经济利用模式。

2.2 高附加值产品制备

2.2.1 制备沸石

粉煤灰中富含SiO2和Al2O3，是合成沸石的适宜原料，但其合成的沸石一般纯度低，不能直接利用，因此要先通过物理法（研磨、磁选等）或化学法（碱溶、酸洗、氧化等）对粉煤灰进行预处理来提高其制备沸石的纯度[74]。预处理后粉煤灰制备沸石的常用方法为水热合成法，包括传统水热法和新型复合水热法，其中传统水热法操作步骤复杂，且通常还需要高温高压并添加硅铝源，制备成本高；而新型复合水热法则通过添加辅助手段克服了传统方法的缺陷。目前较为常用的新型复合水热法有碱熔融水热合成法、微波辅助加热法、晶种诱导水热法以及碱熔融超临 界水热合成法等[75]。李艳霞等[76]将粉煤灰用盐酸预处理后再用碱熔融水热合成法合成NaY沸石，所得产品的比表面积是粉煤灰原样的22倍左右，且对乙酸乙酯的吸附量由15.4mg/g增至108.2mg/g。任晓宇[77]分别用碱熔融水热合成法和晶种诱导水热合成法合成了A型和X型粉煤灰基沸石，所得 A 型沸石在洗涤助剂领域应用广泛，而X型沸石作为吸附剂在石油化工、精细化工领域应用广泛。薛海月等[78]将粉煤灰酸洗预处理—高温碱熔融—老化—负载P25型TiO2—水热合成制备出了粉煤灰基Y型沸石-TiO2，可用于飞行器尾焰红外的抑制，达到既遮蔽红外又实现 重新吸附辐射的效果。

2.2.2 制备多孔陶瓷

多孔陶瓷是一种具有三维网络骨架结构、高气孔率的陶瓷体，可广泛应用于催化及过滤等领域。粉煤灰松散多孔，比表面积较大，可用于制备多孔陶瓷。王哲[79]将粉煤灰、造孔剂、烧结剂以质量比73∶18∶9混合，用半干压 成型压片机压成陶瓷片后于960℃下煅烧2h制得多孔陶瓷。侯博智等[80]利用粉煤灰和矿粉制备的空心微珠坯体进行烧结再冷却制备多孔陶瓷，发现粉煤灰占比的增加会增大陶瓷体积密度、降低气孔率并增强其抗压强度，在粉煤灰含量25%时产品抗压强度可达163.20MPa、体积密度可达1.94g/cm3。王杰等[81]利用赤泥与粉煤灰以8∶2的比例混合，并在造孔剂占比为40%的条件下烧结制备多孔陶瓷，其碎裂应力可达124N、气孔率可达63.5%。

2.2.3 制备微晶玻璃

Al2O3和SiO2是微晶玻璃的重要组成成分，而粉煤灰中富含的Al2O3和SiO2主要为硅铝玻璃体，具有较好活性，因此粉煤灰在适当条件下可以制备出性能优良的微晶玻璃。目前常见制备微晶玻璃的方法为熔融烧结法和整体析晶法，也有人提出可通过直接烧结来减少能耗，虽然与前 2 种方法相比其产品性能较差，但也能满足建筑装饰的要求[82]。微晶玻璃分为致密微晶玻璃（CAS系、MAS系）和泡沫微晶玻璃（以泡沫玻璃和微晶玻璃为基础，并同时具备二者优点）[83]。杨淑敏等[84]采用直接烧结法将高炉渣和粉煤灰制成致密微晶玻璃，其抗弯强度高达82.6MPa，明显优于传统材料。王海波等[85]以粉煤灰、高钛高炉渣和废玻璃为主原料，以CaCO3为发泡剂，采用“一步法”粉末烧结制备微晶泡沫玻璃，所得产品最大抗压强度可达17.43MPa，综合性能优越。

2.2.4 作橡胶填料

天然或合成橡胶的补强剂为炭黑，粉煤灰与炭黑性质接近，利用改性粉煤灰填充橡胶，在节约炭黑的同时还可改善橡胶电绝缘、热稳定等性质[86]。魏雅娟等[87]利用普通粉煤灰和循环流化床固硫灰来填充天然橡胶，发现粉煤灰对天然橡胶混炼胶有较好的补强作用，且循环流化床固硫灰效果优于普通粉煤灰，当天然橡胶硫化胶的填充量达到60%时，定伸应力从1.01MPa 增至2.3MPa、硬度从41HA增至60HA。陆希峰等[88]在聚烯烃胶粘带防腐层中添加15%粉煤灰后，可使其拉伸强度提升至91.93N/cm、断裂伸长率提升到536.67%、剥离强度提升至33.43N/cm，证实了粉煤灰替代CaCO3作为填充剂的可能性。刘雁冰等[89]利用干法工艺将粉煤灰改性后填充至环氧树脂/低分子质量聚酰胺中制备出了建筑用复合粘结剂，试验结果表明，改性粉煤灰的填充量对复合粘结剂固化反应有明显的催化作用，且随着填充量增加催化效果越明显，但其填充量不宜超过30%。

3 总结与展望

3.1 总结

我国粉煤灰的“工程型”资源化利用主要集中在建筑（制砖、做水泥及混凝土掺料、制建筑和路基填充材料、制地质聚合物）、农业（改良土壤及生产化肥）以及环境保护（处理废气废水及矸石山灭火）等领域。其中，粉煤灰在建筑行业的利用已经基本成熟，其可降低建材行业对天然原材料的需求量，节约资源，减少成本，具有消纳量大、无需进行二次处理、工艺设备简单、资金投入少等优点，但其产品多处于低端产业链，附加值低；此外，受现有工艺条件的限制，粉煤灰在某些建材应用方面的掺量有限，因此如何提升其掺量仍需进一步研究。粉煤灰在农业领域的利用可实现粉煤灰的就地消纳，减少运输成本及环境污染，改良贫瘠土地、增加土壤肥力，发展当地农业经济，但粉煤灰的无毒化处理以减少其中有害物质在土壤中的运移是需要重点关注和研究的课题。粉煤灰在环境保护领域的利用可实现“以废治废”，但其吸附了废气及废水中有害物质后的二次处理及利用问题值得进一步关注和深 思。

粉煤灰的“产品型”资源化利用主要包括回收粉煤灰中的有价物质（空心微珠、磁珠、未燃碳、氧化铝、关键金属等），以及通过对粉煤灰改性制备高附加值产品（沸石、多孔陶瓷、微晶玻璃、橡胶填料等）。从粉煤灰中回收微珠、漂珠、未燃碳等成分所用方法多为物理分选法，能耗低、污染少，但提高回收率及产品纯度仍是需要继续努力的方向；从粉煤灰中提取氧化铝及关键金属，有利于减少对相关原矿石的依赖程度，在消纳固废的同时节约矿产资源，但如何降低金属提取的初期投入及成本、如何提高金属的分离效率及分离纯度、如何避免提炼过程及提炼后剩余矿渣的二次污染等问题，是需要重点攻克的技术难题。对于利用粉煤灰制备高附加值产品，目前还处在快速发展阶段，具有很大的发展潜力，理应成为粉煤灰综合利用的优先发展方向，但受加工技术、加工成本及市场需求量的限制，其大规模工业生产还有很长的路要走，因此开发低成本制备技术、丰富产品种类、拓宽产品的应用领域和规模是值得重点关注和加快研究的重要课题。

3.2 展望

虽然我国粉煤灰综合利用已经有了长足的发展，但由于我国以煤为主要的能源资源禀赋，使粉煤灰的长期积累量巨大，其资源化利用率与发达国家相比仍存在较大的差距。未来我国粉煤灰综合利用应该重点考虑以下几方面：

（1）对不同区域的粉煤灰特性进行更深入系统的研究，并根据其物理化学性质进行细化分类，为其深度资源化分级分质利用提供科学依据。

（2）加大粉煤灰“产品型”资源化利用特别是高附加值转化方面的研究力度，取得一批关键理论及技术手段的突破，解决成本高、工艺复杂、产品纯度欠佳以及存在二次污染等问题，完成粉煤灰从常规替代到精细化深加工的转变，实现粉煤灰基高附加值产品从小规模试验探索到大规模工业生产的进阶。

（3）尽快制定粉煤灰在建材以外其他领域的国家或行业标准，鼓励粉煤灰基产品的市场接受度，拓宽粉煤灰的资源化综合利用领域。

（4）国家需要出台相关政策调动各方面对粉煤灰消纳的积极性，加大监管力度并采取更强硬的手段对粉煤灰生产企业进行要求和考核，促进粉煤灰产业的可持续发展。