煤矸石综合利用的主要途径

来源:用户上传      作者: 吴　野　赵　贺　赵　跃　王君钊

　　【摘要】 煤矸石是煤炭生产中排放的废弃物 , 不仅占用了大量的土地 , 而且严重污染环境。同时 ,煤矸石又是一种宝贵的资源。针对煤矸石化学组成的差异，讨论的煤矸石几种综合利用途径，达 到 废物 无 害化 、减 量 化 、资 源化 利 用 ，保 护 生 态环 境 ，实 现 可持 续 发展 的 目标 。
　　【关键词】 煤矸石；综合利用；环境保护
　　
　　如何治理和综合利用煤矸石 , 正越来越得到人们的重视。开发利用煤矸石 , 不仅具有重大的环境意义和较好的社会与经济效益 , 而且是实施可持续发展战略之必需的。
　　目前我国对煤矸石的综合利用主要途径是将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填以及煤矸石山无害化处理等大宗量利用技术为主攻方向 ,发展高科技含量、高附加值的煤矸石综合利用技术和产品。
　　
　　1 煤矸石复垦和做填充材料
　　煤矸石作为一种储量固体材料 ,可以作为一种填充材料用于充填采煤塌陷区和露天矿坑复垦造地造田和筑路。对于充填矿井 ,应该采用煤矸石不出井的采煤技术 ,充填采空区 ,减少煤矸石的排放量和地表下沉量。对煤矸石山进行土地复垦,是改善矿区环境，保护资源的一种新技术。矸石山复垦地的肥力研究证明，在矸石山上可栽培多种植物，可根据矸石山的风化程度和粒度情况采用全覆土，半覆土或不覆土植被方式，矸石山复垦是一项难度大，投资高的综合性工程。
　　
　　2 煤矸石做燃料
　　回收煤炭、煤矸石中的碳和其他可燃物可借现有的选煤技术进行回收 , 这也是煤矸石综合利用所必需的预处理步骤 , 特别是在利用煤矸石生产水泥、陶瓷、砖瓦等建筑材料时 , 必须去除其中的碳质成分。
　　
　　3 煤矸石发电
　　煤矸石发电厂主要利用 热值在 6．27MJ／kg～ 8．336MJ／kg 以 上 的 洗 矸 、 半煤 岩巷 排 除的掘进 矸石 。 目前 ，煤 炭 系统多 采用 流化床 燃 烧 技 术 ，采 用 最 多 、技 术 成 熟 的 为 35t／ h、75t／h的循 环流化 床锅 炉 。 我 国利用 煤矸 石发 电已形 成一定 规模 。全 国煤 矿已建 成 煤 矸 石 电 厂将近200座 ，总 装 机 容 量 约 3000万千瓦 占矿 区用 电 的 35％，全 国煤矸 石 电 厂盈 利 6亿元 以上 。每年 发 电 实 际消耗 煤矸 石约 2000万 t。利用 煤矸 石发 是 综合 利用 煤矸 石 的一 条 重要途 径 ，不但可 以节 省好 煤 ，缓解 煤矿 电力 紧张 局面 ，而且 灰渣还 可 以 生产 建材 ，消 除二 次 污染 ，是 一 项 绿 色 环保 工 程 ， 其经济效益、社会效益和环境效益都十分显著。
　　
　　4 煤矸石生产建筑材料
　　4.1 煤矸石制砖：利用煤矸石制砖 ,主要包括生产烧结砖和做烧砖混合燃料 ,所用的煤矸石含炭量较高 ,热值一般控制在 2090～4180kJ / kg 范围内。如果矸石含煤量过高 ,可在原料中掺少量黏土 ,避免烧砖过火。除对热值有一定要求外 ,利用煤矸石制砖对其化学成分也有规定 ,一般要求 SiO2 含量为 55 %～ 70 % ,Al2 O3 为 15 %～25 % ,Fe2 O3 为 2 %～8 % ,塑性指数 7 ～15。
　　4.2 煤矸石制水泥：煤矸石中的二氧化硅、三氧化二铝及三氧化二铁的总含量一般在80%以上，是一种天然的粘土质原料，可以代替粘土配料烧制普通硅酸盐水泥、特种水泥和无熟料水泥；同时煤矸石还能释放一定热量，可代替部分燃料，减少水泥生产的能耗。
　　
　　5 煤矸石生产农肥及改良土壤
　　煤矸石中含有炭质页岩和 含炭粉砂岩 ，有机 质含量在 l5％左右 ，并 含有植物 生长所需的 B、 Zn、Cu、Co、Mo、Mn等微量元素 ，所以可以用煤矸石改 良土 壤。近年来开始发展 以煤 矸石为载体生产的无机复合肥和微生物肥料就是 优质、高效 、营养全面 、对环境无污染的新型肥料。 据不完全统计，全国有微 生物菌肥厂 几十余座 ，年 生产能力 上百万 t，大部分 以煤 矸石为载体，获得了显著的环境效益和社会效益。
　　
　　6 煤矸石的其他利用途径
　　6.1 煤矸石制：造保 温材料：含FeO和S过高的煤矸石不适宜生产保温 材料 ，而热值过 高的煤矸石不具有代表性 ，因此 选择 Fe O，和 S含量较低 ，热值在 l 675～2 5l2 kJ／kg的煤矸石作为保温材料的原料。
　　6.2 煤矸石制取硅 系列化 X-产品：煤矸石中的SiO2的含量可达50％以上 ，有效 利用 其 中 的硅 元 素 ，开 发 硅 系 列 化 工产 品 ，如水 玻璃 、白炭黑 、陶瓷原 料等 。从中科院获悉，煤矸石采用快速流态化煅烧新工艺处理后，今后可以用作高性 能填料，从而使其身价倍增。采用该新工艺得到的“双 9O”(粒径小于 2微米的占90％以上，白度大于 90％) 煤矸石，不仅具有良好的物化性能，可替代部分钛白粉，用于造纸、涂料领域 ，而且具有优 良的稳定性， 并可代替白炭黑等用作橡胶、塑料类产品的填料。
　　结语：煤矸石不仅 占用大量土地，而且严重污染环 境 ，所以开发利用煤矸石具有保护环境和产生经 济效益两重意义。 目前 ，我国已将煤矸石用于发 电 ，生产各种化工产品 、建筑材料和有机复合肥 料等。但总的说来 ，开发利用煤矸石在我 国还属 于起步阶段 ，利用规模还很小 ，大约为产出总量 的 1O％。因此 ，必须加大力度开发与研制新技术 、 新设备 ，以充分利用矿产可再生资源，减少污染 ， 促进资源与环境 的可持续发展 。
　　
　　参考文献
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　　收稿日期：2008-4-16

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