粉煤灰利用资料.docx

第四章 新建煤电基地粉煤灰产生量及综合利用规划
4.1新建煤电基地简介
陕西省煤炭资源十分丰富，全省累计探明储量为1707亿吨，居全国第三位，国家规划重点建设的十四个大型煤炭基地中，陕西省有神东、陕北和黄陇三个基地。根据《陕西省“十二五”能源发展规划及重大问题研究》，“西电东送”大型煤电基地建设已被陕西省确定为践行国家能源发展战略、促进陕西经济社会发展的重要工作部署。“十二五”期间，陕西省将以陕北、黄陇等大型煤炭基地为依托，按照“基地化、大型化、一体化”的模式建设陕北煤电基地。
陕北煤电基地规划区面积31807km2，包括榆林市的四县一区（府谷县、神木县、榆阳区、横山县和靖边县，总面积27338km2）和咸阳市的四县（彬县、长武县、永寿县和旬邑县，总面积4469km2），规划电源点装机容量4200万kW，单机均为100万kW。其中，煤电基地榆林市四县一区（报告书中简称“煤电基地榆林区”）规划装机3400万kW，拟规划电源点9个；咸阳市四县（报告书中简称“煤电基地彬长区”）规划装机800万kW，规划电源点3个。此外，规划根据区内各大煤矿区的分布情况，进行了更细致的划分，即以矿区设置了次级煤电基地，具体包括榆林区的神府、榆横、横靖煤电基地和彬长区的彬长煤电基地。
规划期：本规划的基准年份为2012 年，设计水平年为2020年。
总规模：装机总规模4200万千瓦。其中，煤电基地榆林区规划装机3400万kW，拟规划电源点9个；煤电基地彬长区规划装机800万kW，规划电源点3个。
4.2粉煤灰产量及性质分析
煤电基地榆林区和彬长区为不同的两个区，榆林区粉煤灰预计产量约为1700万吨/年，彬长地区约为400万吨/年；而脱硫石膏的产量榆林地区约为220万吨/年，彬长地区约为50万吨/年。
4.2.1粉煤灰的化学性质
粉煤灰是一种高分散度的固相集合体，其颗粒形态主要为非晶体质相的空心微珠、无定形的碳粒、不规则的玻璃体及其他矿物碎屑。矿物组合中除了一部分未燃尽的细小碳粒外，大部分是SiO2和Al2O3的固溶体，另有石英、方解石、赤铁矿刚玉及莫来石。未检出还有一些残留的煤矸石等。这些矿物一般不以单体矿物状态存在，通常以多相集合体形式出现。
4.2.2粉煤灰的物理性质
粉煤灰的比重一般介于2.1~2.5kg/cm3之间，经调查，榆林基泰阳光电厂粉煤灰比重符合粉煤灰比重的一般变化范围，介于2.3~2.5 kg/cm3之间，由于粉煤灰的比重较小，其容重较一般土小1/3~1/4。而其物理性质主要取决于燃煤的种类、煤粉的细度、燃煤方式和温度，以及电厂的收尘效率、排灰方式等。
4.3新增粉煤灰综合利用规划
面对新增电厂每年所产生的废渣，若将粉煤灰大量堆放在储灰场，既污染了环境又浪费了资源。为了保护环境，变废为宝，20世纪70年代以来，粉煤灰已逐渐被全世界所关注其资源化利用途径也越来越多。
在粉煤灰的利用之初，它主要用于建材领域，由于技术的不断发展和人们对粉煤灰性能的认识不断加深，粉煤灰的应用早已超过建材这一传统的范围，不断扩大它的应用新领域。如今粉煤灰利用不仅限于以下几大领域。
4.3.1粉煤灰提取漂珠
粉煤灰中含有空心玻璃微珠，其中一部分是壁薄、粒径稍大、封闭型的空心球体，其密度小于1，能浮在水面上，称之为漂珠。从外表观察，漂珠为不粘结的灰白色粉末；在光学显微镜下观察，漂珠外表面光滑，具有透明和半透明状态，多为不规则的无定形的颗粒[1]。根据漂珠的物理性能，可以将其作为轻质、隔热、绝缘、隔音及耐磨材料，具有较好的利用前景。
粉煤灰中漂珠的提取目前有2种方法：干选法和湿选法。于治伟在研究中采用浓缩池方式湿选法从粉煤灰中提取漂珠，具体步骤如下：
利用1台足够容量的灰浆泵将灰浆用管道压力送入漂珠浓缩机中，浓缩机下出口灰浆流入回浆池；利用浓缩机有效空间对浓缩机水面漂珠和清水进行分隔处理，浓缩机出漂珠管路进入车间后引至漂珠池进行漂珠分离，漂珠池内提取完漂珠的清水流入回浆池，用回浆泵将回浆池内的灰浆送回至现有灰渣前池，利用现有灰渣泵将灰渣输送至灰场；浓缩机溢流清水管路进入车间后引至清水池，清水池内经再次沉淀后的清水直接引至除灰供水前池，除灰供水循环利用作为电除尘冲灰水[2]。此外张开元在2008年就已申请专利一种从粉煤灰或炉渣中提取漂珠的方法，该专利中详细介绍了漂珠的提取方法以及逐级提取白炭黑、氧化铝并联产水泥实现粉煤灰的综合利用[3]。因此，粉煤灰中提取漂珠在理论和技术上是完全可行的。
4.3.2粉煤灰提取氧化铝
一般地，煤粉炉燃烧温度一般在1300℃以上，煤粉在锅炉中燃烧，其无机矿物经历了分解、烧结、熔融和冷却等过程[4]。冷却后的粉煤灰基本可以分为玻璃体和晶体矿物两大类。粉煤灰的主要成分为氧化硅、氧化铝和氧化铁，总量占粉煤灰的85%以上。因此可以说从粉煤灰中提取氧化铝在理论是可行的[5]。另外，还有研究表明，从粉煤灰中提取氧化铝在技术上也是可取的，常用的方法有以下几种：
1、预脱硅-碱石灰烧结法[6-9]：
高铝粉煤灰经过细磨活化后，先与高浓度或中等浓度的苛性碱液反应进行脱硅，得到硅酸钠溶液用来制备白炭黑或硅胶，脱硅后的粉煤灰采用碱石灰烧结法产生氧化铝。粉煤灰的预脱硅率在40%左右，生产氧化铝后的残渣用来制备水泥。其详细工艺流程见图4.1所示。
预脱硅-碱石灰烧结法处理粉煤灰提取氧化铝工艺的优点是：
a.粉煤灰中40%左右硅得到高附加值利用；
b.粉煤灰生产氧化铝的残渣全部利用，不会产生二次污染；
c.粉煤灰提取二氧化硅后制备氧化铝，其石灰石加入量大大低于传统碱法，减少水泥产出；
d.整个反应体系为碱体系，其中生产氧化铝部分采用的工艺与现行的氧化铝工业基本相同，设备成熟可靠，易于工业化。

图4.1 预脱硅-碱石灰烧结法工艺流程图
2、硫酸法[10-12]
硫酸培烧法是将细磨后的粉煤灰和浓硫酸按一定比例混合后进行焙烧，培烧后物料经溶出、固液分离、结晶制备出Al2（SO4）3.18H2O。硫酸铝经煅烧得到杂质含量较高的粗γ-Al2O3，将粗γ-Al2O3再经拜耳法溶出、种分、氢氧化铝焙烧等过程制备出冶金级氧化铝。
3、盐酸法[13-14]
一般地，低常压盐酸浸出法适合处理循环流化床粉煤灰，其氧化铝活性高，易于溶出，中压盐酸浸出法适合煤粉粉煤灰。盐酸浸出液是将细磨后的粉煤灰与一定浓度的盐酸按比例混合，在低压或者中压下浸出，浸出后的浆液经固液分离、硫酸铝结晶制备出AlCl3.6H2O。结晶氯化铝经煅烧后得到杂质含量很高的γ-Al2O3，将该γ-Al2O3重新进行拜耳法溶出等过程，去除绝大部分杂质后制备出冶金级氧化铝。这与硫酸法制备氧化铝很类似，
此外，有学者[15]对采用碱石灰烧结法提取氧化铝进行了经济效益分析，具体成本估算见表4.1所示
表4.1 粉煤灰生产氧化铝单位成本估算
序号
原料
单位
消耗
单位/（元.t-1）
成本/元
1
碱浸渣
t
0.6893
0
0
2
石灰
t
0.21
200
42
3
碱耗
t
0.056
1500
84
4
水
t
5.54
1.5
8.31
5
能耗

137.6
6
管理费用

103.2
7
税金

51.6
合计
426.71
经分析，每处理1t粉煤灰产出氧化铝0.334t，按3000元/t价格计算，产值为1032元，除去粉煤灰生产氧化铝的单位成本后，每处理1t粉煤灰产出氧化铝的利润为1032-426.71=605.29元，因此可以说粉煤灰提取氧化铝技术是很有经济和技术效益的。
4.3.3粉煤灰生产陶粒
烧结粉煤灰陶粒是以粉煤灰为主要原料，掺加少量的粘结剂（黏土、页岩、塑化剂等）和固体燃料（煤粉、木屑等），经混合、成球、高温焙烧而制得的一种性能较好的人造轻骨料。
金立虎[16]在论文中指出河北省秦皇岛开发区开元有限公司开发研制烧结粉煤灰陶粒，最终成功研制出符合国标要求的烧结粉煤灰陶粒，并于2003年正式投产。该公司生产烧结粉煤灰陶粒的主要工艺流程如图4.2所示：

图4.2 烧结全粉煤灰陶粒生产工艺流程
在此工艺过程中，在给料工序中对干灰雾化预加湿，以减少输送机成球过程扬尘。破碎、输送、分选三个工序封闭在一个密封的体系中，外加引风机及沉降池以减少粉尘污染。对陶砂及粉进行二次筛选，直径大于2的陶砂直接用作骨料，小于2的陶粉送回到成球机，按一定比例掺入再次成球，做到无固体废物的排放。
此外，山西侯马热电厂利用的循环流化床锅炉电除尘干灰烧结全粉煤灰陶粒，生产出的陶粒也符合国标要求[17]。其主要工艺流程为：粉煤灰------链运机------成球机--------烧结系统--------破碎机--------振动筛--------陶砂----------陶粒
该系统在运行过程中不产生二氧化硫和COD，对环境影响较小，主要有噪声和粉尘。噪声主要是搅拌机、成球机产生的，粉尘主要来自粉状物料的输送过程。采取消减措施：对噪声源加装消声器、采取基础减振、在厂房建设采用轻型复合墙板结构来衰减声源强度减小影响范围；物料的输送采用链式输送机及慢速密封式皮带机，对各扬尘点配置适宜的除尘净化设备。
利用粉煤灰烧结而成的陶粒在应用方面很广，以下主要介绍两个方面
1. 应用于中高层工业及民用建筑结构和桥梁结构混凝土
陶粒作为轻骨料配置的混凝土用于建筑和市政桥梁结构，可以缩小构件的截面尺寸，减轻负载10%~25%，节约钢材和其它材料的用量，减少投资，降低工程造价，加快施工进度。
陶粒还可用于混凝土制品生产（墙板和砌块），保证强度基础上可减少水泥用量，从而减少混凝土的温度收缩、自身收缩和干缩，控制开裂，减轻重量、增加保温、隔声性能。与其他建材相比，陶粒生产的能源来自消耗灰渣中未燃尽的碳，彻底根除碳对混凝土制品的危害，最大限度保证建筑安全。
另外，粉煤灰陶粒混凝土具有隔热、抗渗、抗冲击、耐热、耐酸碱、抗腐蚀等性能，是地下建筑工程、污水处理建筑工程、烟气处理建筑工程、造船工业及保温混凝土等工程的首选骨料。
加之具有多孔、吸水和不软化等特点，陶粒可用作水的过滤剂、花卉的保湿载体和蔬菜、黄山树木的无土栽培等。
2. 粉煤灰陶粒在环境保护中的应用[17]
粉煤灰陶粒由于其优越的物理、化学性能，较大的比表面积和孔隙率，具有固体吸附剂性能，因此可以利用其吸附性能，处理一些有害的废弃物，达到保护环境的作用。
目前，用于生物滤池的填料，国内外主要用玻璃钢或者塑料蜂窝填料、立体波纹填料、软性纤维填料、半软性填料以及不规则状填料等。这些填料往往并不适合用作生物滤池的滤料。与其他污水处理滤料相比，轻质陶粒滤料强度高、孔隙率大、比表面积大、化学和物理性能好、具有生物附着力强、挂膜性能良好等优点；陶粒为球形，可根据需要制作，体积质量适中，水流流态好、过滤周期长，容易进行反冲洗、截污能力强；轻质陶粒滤料比表面积及孔隙率大、生物量大，因此滤池负荷较大，水头损失较小，取材方便，价格低廉。
同样的，粉煤灰陶粒也是有着很好的经济效益和社会效益的，这在张俊才等人[18]的高强粉煤灰烧结陶粒的可行性思考及市场开发建议一文中详细给出了陶粒的经济技术指标分析，该论文中写到建设1条年产50万m³的陶粒项目（年消耗40万t灰），总投资预计5000万元左右。建厂以后，每年除了可以节约1000万元排放粉煤灰的费用，还可以实现陶粒产品的利润在1000~2000万元之间。综合分析，粉煤灰陶粒项目符合国家产业政策，技术先进，产品性能优越、用途广泛、市场容量大，能合理消化大量的粉煤灰，变废为宝，经济和社会效益显著。
除此之外，粉煤灰在建筑材料方面的应用主要集中在制作混凝土、混凝土砌块和制作粉煤灰防水隔热材料上，粉煤灰还可用于烧结制品、铺筑道路、构筑坝体等。大量实践证明，合理利用粉煤灰资源可以节约大量能源。随着人们对粉煤灰性质及结构认识的不断深化，它的应用正从初级向较高层次发展。粉煤灰作为一种资源越来越受到世人的关注，其综合利用将有着广阔的前景。

参考文献
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[2] 于治伟.粉煤灰提取漂珠项目的开发应用.吉林电力.2006
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[15]荆富，尹茂森，张忠温，饶栓民.粉煤灰提取白炭黑和氧化铝的研究.中国工程科学，2011-08-31
[16]金立虎.烧结全粉煤灰陶粒生产工艺探索.粉煤灰综合利用.2004
[17]段宁.粉煤灰烧结陶粒的研发生产及应用.山西电力.2009
[18]张俊才.高强粉煤灰烧结陶粒的可行性思考及市场开发建议.2009

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第七章 剩余粉煤灰的生态处理方案
7.1榆林地区生态现状分析
榆林地区虽是我国能源重化工重要基地，但是常年干旱少雨，风沙大，生态系统脆弱，是我国的荒漠化严重地区之一，近年来随着能源的不断开发，对榆林地区所带来的环境负效应也日益严重，特别是煤炭、石油、天然气等矿产资源的开采造成了大量的植被被破坏、地面塌陷、废渣堆弃、废气污染等一系列的环境问题，严重影响了该区域农业、林业、牧业的可持续发展，更严重制约了今后整个榆林地区的经济可持续发展。目前整个榆林矿区主要存在以下几个生态问题。
1、 生态环境较脆弱
榆林地处黄土高原，西北临毛乌素沙地，这里属于重度荒漠化地区，极易产生水土流失和沙漠化，环境容量较小，易污染，难治理，自然灾害频繁。从气象气候条件来看，该区域属于半干旱大陆性季风气候，春季干旱多风沙，夏季炎热而短促，夏秋季节多暴雨且分布集中，冬季寒冷而漫长，所以容易形成洪水冲刷、侵蚀地表。且榆林地区空气干燥，有风的时间比较多，这种天气容易引起风蚀，洪水的冲刷加之风蚀使得榆林地区土壤贫瘠，植被稀少。
2、 生态环境破坏
在榆林矿区，随着矿产资源的不断开采，大面积植被被破坏，尽快某些地区也在不断地绿化，但是，开采速度远远高于绿化速度，致使矿区原有的植被被破坏后没有被绿地覆盖，导致地下水资源系统遭到破坏、矿区出现资源开采引起的地面塌陷问题，促使榆林地区生态环境极端的脆弱。
3、 资源开发的加速使得生态系统难以承受
据相关资料显示，仅神木县煤炭开采形成的采空区面积就有98.8km2，其中已塌陷面积达44 km2。据有关部门测算，每开采1t原煤、原油，造成生态环境的损失分别是52元和260元，榆林市每年仅此项损失总计98.8亿元，生态恢复技术和环境治理成本的增高，直接危及可持发展。
4、 地下水遭到严重破坏
随着地下矿产资源的大面积开采，榆林地区地表水、地下水已经出现大面积渗漏，导致矿区不少地方出现水荒。目前就神木县而言，已有数十条河流地表径流断流，神木县内窟野河全年有月2/3的时间都断流，导致矿区出现水资源匮乏， 同时也不利于植被的生存及恢复
7.2剩余粉煤灰生态处理方案
矿区的不断开采致使出现大面积的土地塌陷、空采区，而这些区域若是能进行一定的恢复，则可以缓解该地区的生态环境问题。煤炭资源是不可再生的，但是因开采资源所导致的塌陷的土地确实可以复垦利用的。土地复垦的基本原则是“谁破坏谁复垦”。矿产资源地下开采后引起的地表的塌陷，其范围是地下采空区面积的数倍。因此要进行土地复垦，还需调动采矿企业、地方政府及农民的积极性，进行因地制宜。
经调查可知，火力发电厂产生的粉煤灰大部分用于建筑行业，但是因为季节等原因，电厂每年还会有大量的剩余粉煤灰没有可用之处而随意堆积存放，需要另寻出路。我们从研究分析中可知，粉煤灰具有吸持水分的能力其持水性与紫砂土、砂壤土或轻壤土相近，与土壤水分相比，粉煤灰水封更易被植物利用。土壤中掺入粉煤灰，可以改良土壤的质地，使其容重、比重、孔隙度、通气性等理化性质都能得到改善，可以到增产的效果。因此，利用火力发电厂生产的剩余粉煤灰不仅可以减少粉煤灰堆积引起的一系列环境问题，而且能够改善土壤，保护生态环境。李世英，刘钦德等人[1]在发电厂粉煤灰充填矿区塌陷方案可行性分析中介绍了塌陷区粉煤灰充填复垦工艺，具体工艺过程包括以下几个步骤：
1. 建造贮灰场，敷设输灰管道
为了满足复田的要求，在充灰前用推土机将塌陷区的沃土层和潜在沃土层取出，分别堆放在塌陷区的外围，作为贮灰场的围堤。围堤的推土量以将灰场平均铺垫0.8~1.0m为宜，最低不小于0.3m。通常一个采区或几个区段为一个贮灰场，面积为0.3~0.5km2.围堤高度为4m，内外坡为1:2，顶宽5~9m，围堤用施工机械自然压实。其余的沃土层堆放在围堤的外侧。
2. 粉煤灰输送
可以采用灰渣泵二级混除系统，输送时灰水比为1:18，输送距离可达12km。
3. 充灰与排水
出灰口可设在贮灰场的一侧或两侧。当贮灰场容量较大时，可设两个出灰口，以缩短贮灰场的充灰时间，避免贮灰场的粉煤灰长时间随风飞扬，污染环境。在贮灰场的另一端设溢水口。贮灰场充灰的高度以与原地面高度一致或略低，这要取决于复土的厚度、塌陷区的深度和粉煤灰的压缩率。据灰场取样分析表明，初期沉淀的粉煤灰含水量为41~88%，孔隙比为1.3~1.8，密实性较差，将来会出现沉降。
4. 铺垫表土
推毁围堤，将潜在沃土层和沃土层铺垫在灰场上， 进行平整，然后进行农作物的种植、植树造林和修筑建筑物。
利用此方法进行塌陷坑的复垦，经计算，25万吨的粉煤灰可复垦塌陷坑350㎡。
另外，电厂产生的粉煤灰还可以用来充填矿井。这在好多学者的论文都提出来了。例如潘家道[2]在大体积粉煤灰混凝土在矿井回填中的研究和应用一文中提出大体积混凝土内部温度实际是由浇注温度、水泥水化热引起的绝热温升以及混凝土的散热三部分决定的。在这三部分热中，由水泥水化热引起的绝热温升是主要的，当气温在15~20℃时，在初期升温阶段约占总温升的65%~70%。在混凝土中掺入一定量粉煤灰，能减小水泥用量，降低由水泥水化引起的绝对温升，消除混凝土内外温差引起的温度裂缝，同时由于粉煤灰本身的火山灰活性作用生成硅酸盐胶体，除作为胶凝材料的一部分起增强作用外，还能在用水量不变的条件下，显著改善混凝土拌合物的和易性。保持混凝土拌合物原有的和易性不变，则可减少用水量，从而提高混凝土的密实度和强度，并可预防大体积混凝土裂缝。但采用等体积粉煤灰取代水泥配制粉煤灰混凝土，即使是优质粉煤灰，其28天内的强度也往往随粉煤灰掺入量增加而下降。为使掺灰混凝土的强度与基准混凝土基本相同，设计粉煤灰配合比时采用了超量取代法，即用一部分粉煤灰取代等体积水泥，超量部分粉煤灰取代等体积砂子。后者所获得的强度增加效应，可以补偿粉煤灰取代所降低的早期强度，从而保证粉煤灰掺入前后的混凝土强度等效。采用这种方法进行矿井回填，起到了与混凝土相同的效果，同时利用了电厂的粉煤灰渣。
以上关于粉煤灰的利用不仅在研究中得到了证实，并在实际应用中也得到了广泛的推广。
我国山西省电力局也积极组织实施粉煤灰回填矿井工程。试验表明，以高浓度粉煤灰浆充填煤矿采空区，对于井下防火、灭火、固化惊醒复采的煤体、以及减少地表下沉、水平移动和变形均有明显效果。
甘肃某公司充填矿井，每年用水泥7.9万t。1989年完成了粉煤灰代替部分水泥填充矿井的试验研究工作，以粉煤灰取代水泥率30%，充填体7d强度>2.5MPa，28d强度>5.0MPa。
徐州矿务局庞庄煤矿年产原煤200万t，每年需要花费7万多元，毁地0.44公顷，取土4万t，用作井下坑道充填密封的注浆材料。经过反复试验，使用本矿坑口电站粉煤灰代替粘土，密封性能优于黄土。粉煤灰磨机是粉煤灰粉磨设备的一种，投资25万元，兴建了一座年产36万t的粉煤灰注浆站，既解决了取土毁地的问题，又为利用粉煤灰开辟了新路。
美国用粉煤灰作矿井回灌工程已有20多年历史，一般每10~15m设以灌浆孔将粉煤灰灌入，回填后强度可达0.7t/㎡，20a未发现沉陷现象。矿井回灌用粉煤灰量很大，1985年一年即用去粉煤灰渣102万t。注浆充填法[3]的实质是利用液压或气压，通过钻孔将浆液注入采空区冒落带、裂隙带及弯曲变形带中裂隙部位，利用水泥粉煤灰之间所发生的一系列物理化学反应，硬化成具有一定强度、水稳定性及整体性的硬化体，充填空洞和裂隙，从而达到改善地基物理力学性能的目的。主要以加固和防渗为主，而对于高速公路下伏采空区而言，主要以充填采空区及其上覆岩土体裂隙为目的，加固机理以充填和压密为主，对注浆材料的强度及细度方面要求相对较低，而且对采空区这种大面积充填注浆，浆材的成本已上升为一个重要因素，因此，根据“安全”、“经济”的原则，可因地制宜，使用大掺量粉煤灰的水泥粉煤灰浆液或水泥粘土浆液等。
加拿大也进行废矿井回填的研究工作。为使粉煤灰回填层具有较高的早期强度，他们复合使用了硫酸亚铁或硫酸钾作早强剂，取得了较好的效果。
此外，在王朝进[4]的论文中介绍了以粉煤灰为主要原料，开发一种低成本的煤矿采空区充填材料，该充填材料的28d抗压强度为2.05MPa，与煤的强度相近，完全替代煤支撑上下顶板。可流动时间2h以上，体积膨胀率>20%，可以利用煤矿的高位差，自流输送，并能充分接顶。该方法将粉煤灰制成填充材料，作为商品出售，并能解决充填过程中的不接顶问题。
随着科技的不断进步，新型的煤矿充填站迅速崛起，煤矿充填站主要是由煤矿回填专用搅拌站、充填泵、破碎机房、收尘系统和钢结构厂房等几部分构成。填充料主要由矸石、粉煤灰、胶结料、水四部分组成。
在搅拌系统工作之前，原料中的水直接取自地下水，粉煤灰和胶结料是事先通过粉料仓下的吹灰管输送到各自的粉料仓中，矸石则需要先通过破碎系统的对原料矸石进行加工，加工成的成品矸石通过输送机存放在配料仓中。
现对充填站的工作原理简述如下：
首先矸石的加工，该过程是将在开采过程中产生煤矸石通过输送机运至振动筛进行筛选，筛选出的大块矸石进入破碎机破碎，破碎后再次经过振动筛筛选，不合格的矸石仍然反馈进破碎机，直至合格为止，合格的矸石与之前筛选出的成品矸石一起由输送机运至搅拌系统的配料站中。
配料站储料仓下有计量斗，通过称量可以给出按控制系统标定的矸石，再由输送机把矸石输送至搅拌机上部的矸石待料斗；同时，胶结料和粉煤灰由相应的螺旋输送机输送至粉料称量斗；水由供液系统输送至水称量斗内。
在物料全部称量好后，按一定的顺序打开矸石待料斗气动门和其他三中原料的计量斗阀门，使各物料进人搅拌机，启动搅拌机搅拌均匀。搅拌后得到的充填料经搅拌机出料门通过卸料斗和旋转分料装置进入充填泵，完成一个搅拌周期。最后控制充填泵，在搅拌好的充填料卸至充填泵后，将充填料及时地泵送至综采工作面采空区。
地面充填站有效地解决了地面塌陷这一困扰煤炭行业多年的难题，实现了“三下”采煤，有效地保护地下水资源和土地资源，可以节省巨额的村庄搬迁费和土地塌陷补偿金，可以大大提高煤炭采出率，创造巨额利润。
通过对采空区的回填，消耗了以往开采后的矸石山和粉煤灰，大大减少了对环境的破坏。
地面充填站的出现使得煤矿井下的大规模混凝土工程的高效化进行成为可能，在沿空留巷、壁后充填、煤柱回收等方面都有较大的使用价值。
综上所述，目前粉煤灰生态处理主要有3个方面：
1. 回填塌陷、采空区，进行土地复垦；
2. 注浆矿井充填；
3. 制作填充材料进行矿井充填。
7.3剩余粉煤灰生态处理注意事项
大体积粉煤灰混凝土回填时要注意的几点：
1.选择气温较低的季节施工，避免环境温度对大体积混凝土的影响
2.在人员升井、停止施工作业后，中断风筒向施工作业面供风，然后盖上盖门以提高混凝土表面温度，降低混凝土内部和外部温差，减小温度应力，预防大体积混凝土出现裂缝。
3.控制浇灌混凝土的速度以提高混凝土的散热效果，在井筒段，每小班回填段的高度控制在1.5m~2.0m。
4.为防止回填混凝土与井壁间出现裂缝，提高混凝土与井壁的粘结力，应在回填前对井壁进行处理。
综上所述，粉煤灰的生态处理主要包括充填矿区及回填塌陷区，而因回填塌陷区会有改变周围地貌的可能，又因密实度较差，将来可能会出现沉降，因此建议用剩余粉煤灰来充填矿井。
参考文献
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