长期以来，煤炭一直是我国火电发电的主要燃料，2017年用于火力发电的煤炭总量约为19.0025×108t，占国内煤炭总消耗量的49.26%，相应产生了6.86×108t粉煤灰。
近20年来，我国的火电装机容量以及粉煤灰产量出现了同步大幅增长趋势，2017年的火电装机容量和粉煤灰的产量较2000年分别增长了4.65倍和4.57倍。
从1979年至2018年粉煤灰的产量及变化趋势看（图1），粉煤灰产量的年均增长率约为13.42%，但2000年至2017年的年均增长率达到了19.85%，增长速率明显加快。
大量研究证实，粉煤灰这一大宗硅酸盐固体废弃物是具有明显应用价值和广阔应用空间的资源。
长期以来，以粉煤灰资源化利用为目标，广泛开展了粉煤灰化学成分、物理性能和物相组成的评价研究，积累了大量资料，推动了粉煤灰资源化加工与开发利用的进程。
本文收集了已公开发表的与我国粉煤灰化学成分和理化性能有关的近600个样品的数千个数据，对主要氧化物和典型理化性能的变化特点及其规律进行了归纳总结，对化学成分与理化性能的内在联系以及化学成分和物化性能及工程应用的关系进行了分析讨论，以期为粉煤灰的工艺技术性能评价及其应用技术研究提供有价值的资料与可借鉴的研究思路。
粉煤灰物相组成也是影响其资源化利用的重要因素，将另文专门讨论。
1 我国粉煤灰的化学成分特点我国粉煤灰的化学成分及其变化（表1和图2）具有如下特点。
（1）SiO2变化范围较大（19.11%～66.72%），平均值48.80%，样品分布总体呈正态分布。
其中，有72.8%样品的SiO2含量变化40%～58%之间，而含量高于64%和低于37%样品相对较少。
（2）Al2O3含量变化的总体特点与SiO2类似，也呈正态分布，其中有89.5%样品的Al2O3含量变化在15%～40%之间，含量高于40%和低于15%样品相对较少。
尽管Al2O3含量≥40%的高铝粉煤灰样品所占比例不高，但其作为高铝固废的高附加值综合开发利用取得了突破进展，已经成为变废为宝的典范。
我国高铝粉煤灰主要产自准格尔煤田，这里年产高铝煤炭约1×108t，约产生3000×104t高铝粉煤灰。
高铝煤炭中不可燃矿物主要为高岭石（含量27.2%）和勃姆石（含量8.7%），煤灰中Al2O3含量高于40%，高铝粉煤灰蕴藏总量达70×108t，开发前景广阔。
（3）Fe2O3的最高含量达到22.4%，但有92.9%样品的Fe2O3含量都低于14%，高于14%者仅占样品总数的7.1%。
进一步细分，有52.2%样品的Fe2O3含量低于6%，有69.7%样品的Fe2O3含量低于8%。
研究发现，我国西南地区粉煤灰铁含量大都较高，属富铁粉煤灰。
磁铁矿和赤铁矿是粉煤灰中铁的主要赋存矿物，但它们大多与其他物相粘结成集合体，采用磁选法提取磁性铁矿物时需进行磨矿处理。
同时，富铁粉煤灰作为聚硅酸铝铁复合絮凝剂的原料具有优势。
（4）CaO含量变化范围较大，但绝大多数样品（83.2%）的CaO含量低于6%，且有44.1%样品的CaO含量集中在2%～4%之间。
CaO含量较大的变化范围以及高钙粉煤灰的出现，与流化床锅炉燃料中添加碳酸钙脱硫剂以及燃煤电厂干法（半干法）烟气脱硫过程中亚硫酸钙混入粉煤灰有关。
对于没有外来钙混入的粉煤灰，其钙物质主要源自原煤中的方解石和白云石等碳酸盐矿物，大多属于低钙粉煤灰。
MgO含量明显低于CaO，但其变化特点及其影响因素与CaO高度相似，绝大多数样品（89.8%）的MgO含量低于2.1%，且有71.9%样品的MgO含量集中在0.6%～1.5%之间。
高镁粉煤灰的出现也与发电过程中白云石脱硫剂的混入有关。
（5）Na2O和K2O的含量相对较低（图3）。
Na2O和K2O的最高含量分别为2.61%和3.9%，平均含量分别为0.42%和1.1%。
有95.1%的样品Na2O含量低于1.2%，而K2O含量低于2.2%的样品占总量的93%。
多数粉煤灰以富K2O贫Na2O为特征（K2O/Na2O>1），只有6.2%的样品的K2O/Na2O小于1；K2O/Na2O最大值接近10，但大多数样品的K2O/Na2O在1～5之间。
粉煤灰中的钾可能主要