行业要闻
相关要闻
通常来说，煤炭主要由碳、氢等能量元素构成，但其中也蕴含多种具有经济附加值的其他矿物和金属元素。从煤炭中萃取金属并非一个新理念。早在19 世纪，人们就利用富含矿物资源的煤炭提取钒和银。优美科（Umicore）等公司现今仍然利用煤炭提取锗元素。
燃煤电厂通常安装静电除尘器或袋式除尘器，可以吸附煤炭燃烧生成的粉煤灰，而粉煤灰中含有有价值的元素。近年来，随着人们对粉煤灰的综合管理能力、环境影响问题以及对煤炭中某些混合物风险的担忧不断提高，对从粉煤灰中提取金属的兴趣也与日俱增。例如，未来几年中国企业有望从粉煤灰中提取600 多万吨氧化铝（矾土）。此外，还有部分相关企业一直在研究钒、钛、锗、镓、稀土元素、钪等战略性金属元素的回收工艺。这类金属元素在电子工业、光学、电池、催化剂、汽车和清洁能源等领域中至关重要。
全球每年的粉煤灰产量多达15 亿吨，主要用于建筑行业。但研究数据表明，尽管某些地区缺乏胶结C 类粉煤灰，但是相当一部分粉煤灰未得到有效利用( 例如作为低价值填充材料)，甚至直接废弃。一些大型金属回收企业正在研究大规模回收矿物和金属的创新方式，这意味着利用粉煤灰提取金属和生产建筑材料不一定相互排斥。
虽然全球都在利用粉煤灰提取金属和矿物，但国家层面的政策可进一步鼓励和推动该产业发展。例如，美国环境保护署于2014 年12 月颁布了发电厂粉煤管理新规，不再将粉煤灰列为有害物质。
尽管政治、社会和环境因素推动着金属回收行业的发展，但在规章制度和经济性方面仍存在不确定性，而且各类金属回收工艺的全生态影响足迹的数据仍然缺乏。因此，在最近一项名为《从粉煤灰中提取金属的商业性研究——全球纵览》（Commercial Recovery of Metals from Coal Ash – Global Review）的研究报告中，明晰洞察有限责任公司评估了从粉煤灰中提取金属存在的机会和挑战。这项独立评估涵盖了已公布的数据，以及行业内的全球关键利益相关者和专家的观点，形成了一份包括商业业态、市场驱动和市场壁垒的更广泛的行业发展前景展望。同时，报告也分析了该行业发展的选择路径。本文总结了该评估报告中的分析要点和结论以供参考。
商业价值
粉煤灰中金属元素的价值差异较大，取决于煤炭中金属元素的含量。虽然可用数据稀少，但根据已有数据分析表明，基于报告撰写时的价格，不包括富含金属的罕见煤种，富钪煤和富锗煤的提取价值可能最高。英国地质学会采集了11 个粉煤灰样本，样本数据显示，即使是钪含量最低的粉煤灰每吨价值也接近5000 美元，富钪粉煤灰的价值可达到每吨40000 美元以上。富锗粉煤灰的最高价值达到了每吨3500 美元。全球钪元素的市场相对较小，2014 年的产量还不到15 吨。但随着诸如新型合金、固体氧化物燃料电池( 用于可再生能源储能技术) 等新应用的发展，预计未来几年市场需求将大幅增加。
按照目前市场价格水平，某些富含镝和钇的煤炭产生的粉煤灰价值分别可以达到每吨245 美元和210 美元。考虑到稀土元素（Rare Earth Elements，REE）的供给安全和日益增长的需求，美国的一些机构正在开展研究，勘定稀土元素含量较高( ＞ 1000ppm) 的煤层。此举最近备受瞩目。例如，物理科学公司（Physical Sciences Inc.）预测，即使粉煤灰中的稀土元素含量比矿物中的含量低得多，到2020 年，大约10% ～ 15% 的粉煤灰即可满足美国对稀土元素的需求。这一预测考虑了稀土元素含量的变动和提取产出率。
此外， 为提取富含的某种特定金属元素，可以将粉煤灰进行分类分级，从而能够对粉煤灰进行预处理和分级分离，来提高金属元素的浓度，提高提取和回收效率。该技术领域有待进一步探索。
粉煤灰提取金属的领军企业
在粉煤灰提取金属领域蓬勃发展的部分企业和项目详情请参考《从粉煤灰中提取金属的商业性研究——全球纵览》报告。以锗元素为例，锗可以用作半导体和催化剂，并用于生产显微镜的广角镜和物镜，是从粉煤灰中提取的重要金属元素，目前在运的工厂集中在中国和俄罗斯。这些国家开采富含锗元素的煤层，利用提取工艺，从粉煤灰中提取锗。中国也开展了多个利用粉煤灰提取铝的商业化项目，尽管有专家认为这些项目暂时可能不会盈利 。
未来展望
尽管煤粉灰提取金属是一个具有挑战性的领域，但许多公司似乎都已经掌握了一些前景广阔的技术。 然而，这些新兴企业的成功取决于原料选择、工艺优化、成本、物流、金属市场、供应链等环节。此外，与从金属矿中提取金属相比，从粉煤灰等残留物中提取金属的数据甚少，并且参与评估企业的数量有限，因此，需要进一步评估金属提取的环境影响。
以下建议将有助于促进粉煤灰提取金属的经济可行性，其中部分技术问题已经被企业解决，包括：
（1）通过预处理来提高金属元素浓度，进而提高提取效率。
（2）高效地提取一系列有价值的微量金属盐至一定浓度，用于进一步处理。
（3）金属浓缩成分分离和处理设施集中化，从规模经济中获益。
（4）实现同时回收大量矿物材料、生产具有附加值的产品，并提取金属元素，提高总利用水平和收入。
充分利用粉煤灰中的所有资源，可以逐步实现循环经济利用。将粉煤灰中的不同成分分离开来，充分利用每种成分的最高价值，用作填充物或贸易商品，在建筑、化学或金属提取方面的更高价值利用是粉煤灰利用的最终目标。
