煤矸石利用

4、4A 沸石是目前最好的无磷洗涤助剂，其去污效 果可与三聚磷酸钠（STPP）媲美，且对人体无害， 对织物无损，易于生物降解，有利于环境保护。 • 用煤矸石制取4A 沸石的工艺流程为：焙烧、粉磨、 配料（加NaOH）、水洗过滤（去离子水）、干 燥、成品。 • 以煤矸石生产4A 沸石原料充足，成本低，效益高。 • 因为用煤矸石生产铝盐后留下的残渣的主要成 • 分为SIO2 ，所以除以上高铝产品外，其残渣还可 以用来生产水玻璃、偏硅酸钠、白碳黑、碳化硅 等。 • 对于含硫较高的煤矸石还可作为制取硫磺和硫酸 的原料。
煤矸石的综合利用途径
• 根据煤矸石的组成特点，目前我国煤矸石主要用作：燃料、 化工原料、建筑材料、肥料等 （一）燃料 • 煤矸石或多或少都含有一定数量的碳或其它可燃物，因而 可以当作燃料使用。 • 但一般煤矸石中可燃物含量较少，而灰分含量却较高，灰 分变化范围为50%-90%,煤矸石的发热量在1000－ 3000kcal/kg利用煤矸石发电是利用其蕴含热量的主要形 式，也是综合利用方案中除去碳质的首道环节之一。 • 煤矸石作为一种低热值燃料，利用其发电时一般采用沸腾 炉燃烧技术。该燃烧技术是在燃烧时，由炉底向炉膛鼓风 使破碎成颗粒的煤粉呈悬浮状态，形成沸腾床。煤可在沸 腾床内与空气充分混合，从而强化了燃烧和传热。
煤矸石利用
目录
• 煤矸石的化学成分和矿物组成 • 煤矸石的综合利用途径 • 煤矸石的综合利用存在的主要问题
煤矸石的化学成分和矿物组成
• 煤矸石是在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、比较坚硬的黑色 岩石。它是由碳质页岩、碳质砂岩、砂岩、页岩、粘土等岩石组成的 混合物．发热量一般为4．18—12．56MJ／kg。 • 矸石的矿物成分主要是高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰 石、硫化铁、氧化铝等。不同地区的矸石由不同种类矿物组成，其含 量相差也很悬殊。 • 煤矸石的化学成分较复杂，所包含的元素可多达数十种。一般以硅、 铝为主要成分，另外含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、SO3、 K2O、Na20、P205等氧化物，以及微量的稀有金属元素，如钛、钒、 钴、镓等。 • 其中SiO2与Al203的平均质量分数一般分别波动于40％一60％和15％ 一30％之间。烧失量一般大于10％。在煤矸石中， • 一般以CaO和Fe203的质量分数波动最大，往往有的煤矸石中CaO的 质量分数不到1％；而有的则高达30％以上。 Fe203的质量分数也在 较大的范围内波动。
（三）建筑材料 • 用煤矸石来制建筑材料在我国比较普遍，它制成的建材重 量轻、强度高、吸水率小、化学稳定性好。 • 主要用途有：制砖瓦、生产水泥、混凝土空心砌块、加气 混凝土、轻骨料等。 1、因为煤矸石本身含有可燃物，用它来代替粘土制砖，既 节地又节能。用煤矸石制砖的主要工艺流程为：破碎－粉 磨－搅拌－压制－成型－干燥（排潮）－焙烧－成品。 • 在选取煤矸石制砖时应注意的是尽量选择含泥质、碳质较 高的煤矸石，因为这类煤矸石质软，易粉碎和成型，因此 有利于制砖。而砂质含量高的煤矸石难粉碎，不易成型， 因此不宜用来制砖。 • 矸石砖与传统的粘土砖相比较，其强度和耐腐蚀性都优于 粘土砖，且干燥快，收缩率小。从当前建材制品的发展趋 势来看，用煤矸石制空心砖前景更为广阔。其原因是：第 一，空心砖的隔热效果要优于实心砖；第二，空心砖不存 在黑心的问题；第三，空心砖可以减轻建筑物的重量；第 四，用煤矸石制砖有利于保护耕地。 • 如果在现有产品的基础上研制开发出如锟花、拉毛、仿花 岗岩等多种装饰砖，其产品市场将更为广阔。
2、聚合氯化铝又称碱式氯化铝，是一种无机高分子 化合物，自身通过羟基架桥聚合，是一种新型的 混凝沉淀剂，广泛应用于净水和污水处理，以及 造纸、制革、铸造、医药、轻工、机械等许多领 域。 • 以煤矸石为原料制取聚合氯化铝的整个过程分为 粉碎焙烧、连续酸溶、浓缩结晶、沸腾分解、配 水聚合五道工序。 • 粉碎一般要在8mm 以下， 焙烧温度控制在600－ 800℃这样可得到较高的Al2O3溶出率。 • 用煤矸石生产聚合氯化铝，投资小、成本低、工 艺简单。
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• （二）化工原料 • 煤矸石中所含的元素种类较多，其中SIO2和Al2O3 含量最高，其它还有一些Fe2O3、CaO、MgO、 SO3等。 • 煤矸石的主要化工用途就是通过各种不同的方法 提取煤矸石中某一种元素或生产硅铝材料。 • 对于含铝较高的煤矸石，其开发的化工产品主要 有结晶氯化铝，聚合氯化铝，硫酸铝，4A 沸石等。 1、结晶氯化铝又称六水氯化铝，主要用于精密铸造 的硬化剂（较氯化铁强度高）、造纸施胶沉淀剂、 净化水混凝剂、木材防腐剂、制造Al(OH)3胶等。 • 煤矸石生产结晶氯化铝的过程大体分为四步：成 型、干馏、氯化、提纯。
• 煤矸石是煤矿生产过程中产生的废渣，包括岩石巷道掘进 时产生的掘进矸石，采煤过程中从顶板、底板和夹在煤层 中的岩石夹层里采出来的矸石，以及洗煤厂生产过程中排 出的洗矸石。一般常将采煤过程和洗煤厂生产过程中排出 的矸石叫煤矸石。 • 煤矿经过多年开采，废弃的煤矸石堆积如山。20世纪 50年代以来，由于采掘机械化的发展和煤层开采条件的逐 渐恶化，煤矿排出的矸石大量增加。我国煤炭系统多年来 积存下来的煤矸石达10亿t以上，现在每年还要排放出近1 亿t，其中洗矸约1500多万t。 • 煤矸石的堆积不但占用大量土地，而且煤矸石中所含的硫 化物散发后会污染大气和水源，造成严重的后果。煤矸石 中所含的黄铁矿(FeS2)易被空气氧化，放出的热量可以促 使煤矸石中所含煤炭风化以至自燃。煤矸石燃烧时散发出 难闻的气味和有害的烟雾，使附近居民慢性气管炎和气喘 病患者增多，周围树木落叶，庄稼减产。 • 煤矸石山受雨水冲刷，常使附近河流的河床淤积，河水受 到污染。国外曾发生一起煤矸石堆滑坡事故，以至埋没了 山谷下的一所小学校，造成多人伤亡事故。因此，解决煤 矸石的处理和利用问题，也是煤矿开采和环境保护部门的 重要课题。
3、硫酸铝是无机盐化工中的一个基本品种，其产量 的50％以上用作造纸的施胶剂，其次用作水处理 剂和木材防腐剂等。 • 用来制备硫酸铝的煤矸石要求Al2O3含量大于36％， Fe2O3的含量小于3％ • 其工艺流程为：先将该类煤矸石焙烧成熟料，再 在常压下进行酸溶处理，然后分离、浓缩、冷凝 固化、破碎，从而制成产品。该方法可获得80％ 的Al2O3溶出率。 • 对煤矸石不经焙烧而直接用酸常压溶出时，则 Al2O3的溶出率只有15％左右。 • 煤矸石中的残煤也可在焙烧时除去，有利于后续 工序处理和提高产品质量。