北京大学工学院科研团队通过多年的研究，开发了具有自主知识产权的粉煤灰等工业固废制备生态透水砖新技术。此技术旨在以粉煤灰等固废作为粘结剂粉料，以煤矸石、陶瓷渣等作为骨料进行级配，级配后的原料进行陈腐、压摸成型，丕体烧结，制备出结构、性能优良的新型生态透水砖。目前，该项目正在进行中试示范。

我国是世界最大的铝生产国和消费国，铝产量占世界总产量的40%多，而且仍处于高速增 长中。但我国铝土矿储量仅占世界2.3%，按现有铝工业发展速度静态计算，我国铝土矿资源 将只能用10年。煤炭是我国最主要的能源资源，不仅是重要的燃料，还是重要的化工原料。煤 炭开采的副产物煤矸石，其排放量约占煤炭开采量的10%-25%，目前我国煤矸石堆积量约40亿 吨；煤燃烧利用的必然产物粉煤灰，占原煤质量的15%-40%。目前我国粉煤灰堆贮量已超过30 亿吨，而且每年以超过3亿吨的量继续产生。煤气化、液化等产生的煤化工灰渣在我国年排放 约4000万吨，未来40年我国将产生煤化工灰渣100-250亿吨。由于地质构造原因，我国的煤系固 废中氧化铝含量较高，具有回收利用铝资源的巨大潜力。 本项目采用界面活化方法诱导产生铝硅酸盐结构缺陷，在少量助剂协同作用下激发配位体 大量重组而最终提高煤系固废的反应活性，并以工业大量副产稀盐酸或硫酸为浸取剂，获取多 种高附加值化工产品；对于提铝残渣，课题组有成熟技术生产保温建筑材料,导热系数小于0.1 W/m.K，防火等级达到A级，成本低于泡沫混凝土；另外还可用于生产其它高性能建材产品。 伴随我国劳动力成本持续上升与环境保护日趋严峻，加大环境保护力度、缓解资源供给 瓶颈、推动循环经济形成较大规模、促进资源循环利用产业转型升级是废物资源化科技创新的 准则。本项目的开发成功可有效地解决煤化工灰渣的规模化处置和资源化难题，提供新型铝资 源，并将形成能源、资源、化工、冶金、环保新型循环产业链，带动我国新型煤化工技术进步 和相关产业升级。

超高强彩色粉煤灰路面砖和路缘石由100～150Mpa彩色面层与35～100Mpa基层构成，面层可制成单色、多彩或仿花岗岩色彩，产品质感、外观、耐磨性可与瓷质地砖和花岗岩地砖媲美，力学性能和抗冻性超过国内外路面砖标准要求和国内引进技术生产的高强混凝土路面砖，实际使用汽车压不断、严寒冻不烂，特别适于制作车行道、人行道路面和北方寒冷地区使用。该产品已申报国家发明鉴定情况和国家级新产品，并被国家市政专业委员会成员认定为市政高技术产品，推荐为灰色混凝土路缘石和彩色混凝土路面砖的理想换代产品。

西安科技大学自 2006 年开始对基于粉煤灰资源化的矿井防灭火成套技术及装备进行研究。该技术经中国煤炭工业协会组织鉴定，认项目整体上达到国际先进水平。成果于 2012 年 9 月获中国煤炭工业协会二等奖，该项目申请专利 6 项。该技术有效预防治煤自然发火事故，提高矿井防灭火能力。

本项目针对目前粉煤灰制取分子筛存在的粉煤灰中硅铝溶出率不高、制得的分子筛纯度低、粉煤灰中铝利用率低等问题，提出粉煤灰首先经碳酸钠焙烧活化，经活化后粉煤灰中硅铝的溶出活性得到提高。活化后的粉煤灰经碱溶出过程中，溶液中的硅和铝的容出速度不同，且存在过饱和现象。利用这一溶解性质的差异，可以先用少量水浸出硅酸钠，过滤后得到硅酸钠溶液。向硅酸钠溶液中通入CO2，可通过沉淀法制备白炭黑产品。这样既可以脱除粉煤灰中部分硅，生产白炭黑，又可以提高粉煤灰中铝硅比，再用碱液来浸取脱硅后的粉煤灰，得到硅铝酸钠浸出液，经过滤，调节pH，可在不同pH条件下的过饱和期内分离反应混合物，解决粉煤灰中硅铝的共溶出问题，利用溶出液中的硅铝制备纯沸石分子筛，实现粉煤灰中硅和铝的回用。由于利用活化粉煤灰中的硅和铝共溶出制备分子筛，与一般碱、硅酸钠和铝酸钠混合反应制备分子筛的原料不同，在同样的晶化条件下，老化时间显著缩短，节省能耗。 随着经济的发展，对电力的需要会不断增加，这意味着粉煤灰的排放会越来越大。所以，本项目可提供用于粉煤灰制备各类纯沸石分子筛的基本原料，也为粉煤灰综合利用提供一种新工艺。 应用范围：涉及粉煤灰的综合利用及生产白炭黑和分子筛材料的生产方法，适用于制备A型、X型、Y型、L型、丝光沸石及毛沸石等具有硅铝酸盐晶体骨架结构的各类分子筛。  

本发明属于燃烧烟气净化处理技术领域，并公开了一种利用粉煤灰降低燃烧源颗粒物的方法，包括以下步骤：(1)将粉煤灰加入酸溶液中形成固液混合物；(2)将固液混合物在微波炉内加热；(3)将上述微波处理过的固液混合物在滤网上进行过滤；(4)将滤渣烘干；(5)将上述样品中加入钛酸酯溶液中改性；(6)将上述改性样品烘干，然后磨碎筛分；(7)将吸附剂粉末加入燃烧室并与燃料混合燃烧；(8)反应后的一部分吸附剂粉末随烟气排出燃烧室后经过除尘器分离和捕集。本方法通过向燃烧室内添加适量以粉煤灰为主要原料制备的吸附剂，有效减少燃烧过程中细颗粒物、气态重金属以及 SOx、HCl 等酸性气态污染物的生成和排放。

1 成果简介我国内蒙古中西部和山西北部等地区的煤炭资源赋存丰富的含铝矿物（主要是伯姆石），用于燃烧发电后产生的粉煤灰中氧化铝含量高达 40-50%，是一种十分宝贵的具有较高经济开发价值的潜在含铝资源，尤其在我国现今面临日益匮乏的铝土矿资源情势下， 甚至具有作为铝土矿替代资源生产氧化铝以保障铝产业安全的重要意义。然而， 现今对内蒙古和山西两地的高铝粉煤灰的铝资源开发利用十分有限， 截至目前， 历史堆存量已经超过两亿吨，成为当地排放量最大的工业废渣。其中极少部分通过建设粉煤灰贮存库进行较规范的贮存， 如山西朔州建成贮存能力 1 亿吨高铝粉煤灰贮存库，绝大部分高铝粉煤灰露天堆积于旷野、平地，不仅占用宝贵的土地资源， 而且给周边生态和居民健康带来较大的环境安全隐患，如大气粉尘污染、水体污染、土壤盐碱化等。因而高铝粉煤灰的消纳和处理，尤其是高铝粉煤灰的高附加值资源化利用， 已经成为山西、内蒙古两地亟待解决的社会和环境问题。 针对上述高铝粉煤灰资源化潜力和现状，国家发展改革委组织有关方面于 2011 年编制并印发了《 关于加强高铝粉煤灰资源开发利用的指导意见》，提出积极开拓高铝粉煤灰生产氧化铝这一新领域，促使资源最大化，对于增加国内铝资源供给、保障铝产业安全，发展循环经济、保护生态环境、节约宝贵的土地资源，促进区域经济发展具有重要意义，同时也对减少或者消除因粉煤灰而产生的中国东部地区严重的雾霾等环境问题具有积极的意义。 在上述背景下， 我们研发并提出了该技术，旨在以低于传统铝土矿生产氧化铝的平均行业成本， 高效回收高铝粉煤灰中的铝资源，以生产市场需求量很大的冶金级氧化铝（仅国内每年的市场容量就超过 1200 亿人民币）及高经济附加值的特种氧化铝，同时不造成资源的二次大量消耗，不带来环境的二次污染， 提取氧化铝以后产生的尾渣为纯度高于 99% 的二氧化硅，为市场价格很高的白炭黑，最终实现高铝粉煤灰的全部高附加值利用。 该技术的特点如下：流程简单，不需要添加石灰石等，避免了相关开采带来的生态和环境破坏；成本低，氧化铝单位生产成本不超过 1000 元/吨，是目前铝土矿生产氧化铝成本的1/3 到 1/2；尾渣量少，且中氧化硅含量超过 99%， 经过筛分，就可以得到价格为高于 3000 元/吨的白炭黑。2 应用说明该技术主要适用于高铝粉煤灰高附加值资源化，但原料可以扩展至低品位铝土矿、霞石矿等。采用低能耗、低成本的方式，回收其中蕴含的资源。3 效益分析目前我国高铝粉煤灰的堆存量超过 3 亿吨，仅内蒙古托克托电厂每年新产生的高铝粉煤灰就达到 500 万吨。假设高铝粉煤灰中氧化铝平均含量 40%，总体回收率 90%，氧化铝市场价格 2600 元/吨，若建成处理能力为 150 万吨/年的高铝粉煤灰回收氧化铝生产冶金级氧化铝生产线，年产量为 51 万吨，仅冶金级氧化铝产品产值即可达到 14 亿元，而副产品白炭黑的产值亦可达到约 15 亿元。经过前期设备考察，总投资预计不超过 10 亿元，投资额度仅为以铝土矿为原料的产能相同的生产氧化铝工艺的投资额的 1/3。该技术的开发和推广，可以大大加速我国高铝粉煤灰高附加值资源化利用的进程，显著降低高铝粉煤灰带来的大气和地下水污染。此外，由该新技术推广而衍生的试剂回收成套设备生产也将带来可观的经济和社会效益。 综上所述， 该技术的全面推广，将有助于整体提升我国高铝粉煤灰资源化利用水平，一定程度上摆脱我国对国外进口铝土矿的依赖，保障铝产业安全，发展循环经济，促进区域经济与环境的可持续协调发展。

北京大学工学院科研团队通过多年的研究，开发了具有自主知识产权的利用粉煤灰等工业固废制备莫来石耐火材料新技术。此技术的核心发明是通过研究粉煤灰、煤矸石、铝矾土等高温烧结过程中莫来石化的机理和莫来石化过程中晶粒的生长、聚集及网状结构的发展等显微结构变化，获得了粉煤灰等固废耦合制备莫来石复相耐火材料新技术。目前，该技术已进行工业示范。