二次资源利用

煤矸石的综合利用

自然界蕴藏着极为丰富的矿产资源。在当前的技术经济条件下，人们能够将含有有用矿物的岩石中的某些组分加以富集并利用，这一类岩石就称为矿石。在矿石中，除有用矿物外，还含有目前无法富集或尚不能利用的一些矿物，这些无用的矿物称为脉石。对于煤炭而言，不能作为煤使用的而已二氧化硅为主要成分的矿石叫做矸石。

煤炭是十八世纪工业革命以来人类世界使用的主要能源之一，在我国一次能源生产和消费结构中，煤炭比重更是多达70%左右，在未来相当长的时间内，以煤炭作为主要能源战略的地位不会改变。但在开采和利用煤炭方面产生废物是避不可免的，只有综合利用这些废物，变废为宝，才是最有效途径。煤矸石是煤炭开采，选煤加工过程中产生的废弃岩石，约占煤炭产量的15%左右。是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。煤矸石属劣质燃料，其发热量低（4.2~12.6MJ/kg），碳含量低（20%~30%），硬度大，矿物含量高，有机质含量低。煤矸石作为固、液、气三害俱全的“工业废料”，它的长期堆放不仅浪费了资源，占压了大量的土地，而且污染了水源、土壤和周围的空气．严重影响了矿区的生志环境和居民的生命财产安全。煤矸石一般都是露天堆放，矸石山也成为了中国绝大多数煤矿的吧“标志”。经过常年的风吹日晒，雨水冲刷，风化分解，从而形成大量粉尘、酸性水、携带重金属的离子水，污染大气、地面水或深入地下污染地下水质。当然也有调查说中国目前有近三分之一的矸石山由于内部残煤、煤质泥岩、碎木材、硫铁矿物而发生自然，排放出大量的氧化碳、二氧化硫、硫化氢等有害气体，给环境带来了极大的危害，且至今尚无有效的控制方法。

煤矸石来源与组成：

煤矸石主要有三种来源：

（1）井筒和岩石巷道掘进过程中开凿排出的岩石，主要岩石有泥岩、页岩、粉砂岩、砂岩、砾岩和石灰岩。

（2）煤层开采和煤层巷道掘进过程中，由于煤层中的夹矸或割下部分煤层的顶板忽然底板组成。

（3）煤炭分选过程中排出的矸石，主要由煤层中的各种夹石如高岭石、黏土岩、黄铁矿结核等组成。

煤矸石的岩相组成，随煤层所在地层不同，煤矸石中所含主要岩石有黏土岩，砂岩类，碳酸盐类，铝质岩类。黏土岩类主要组成为黏土矿物，其次为石英、长石、云母、岩屑等碎屑矿物，其次为黄铁矿、碳酸盐等自生矿物。此外，往往含有丰富的植物化石，有机质，碳质。

煤矸石的化学成分是煤矸石煅烧后灰渣的成分，其化学成分和粘土相似，可用于筑路、生产烧结砖及非烧结砖、混凝土制品、砌筑砂浆材料和陶粒等轻骨料。有的煤矸石含硅较高。可作为硅质原料，用作水泥原料和混台树等。

煤矸石利用的现状：

近年来，我国加大了队煤矸石等二次资源回收利用的治理，取得了良好的进展。许多地方和部门以及厂矿企业，都在致力于固体废物的处理和处置。1988年垒国已有60.1％的工业固体废物得到了简单的处理和处置。吉林化工公司、北京燕山石化公司等建设了填埋场。山西省汾西矿务局利用石灰浆灌注高硫煤矸石堆，取得了熄燃效果。

煤矸石虽然对环境造成危害，但是如果加以适当的处理和利用，仍是一种有用的资源，例如：张伟才等用煤矸石做主要原料，配以适量的农家肥、化肥、微肥和添加剂，研制加工而成的西瓜、苹果等专用肥料，使用煤矸石肥料的西瓜和苹果比使用市售专用肥分别增产28.11%和29.40%，经济效益十分显著。如果合理有效的利用，煤矸石又可变成一种资源，变废为宝，化害为利。

国家《煤矸石综台利用技术政策要点》指出，煤矸石综舍利用以大宗量利用为重点，将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填“及煤矸石山无害化处理等太宗量利用煤矸石技术作为主攻方向，发展高科技古量、高附加值的煤矸石综合利用技术和产品。

我国综合利用煤矸石已有几十年的历史，但到目前为止，我国煤矸石的综合利用水平不高。主要表现在技术装备落后，企业规模小，发展后劲不足，竞争能力弱等方面。目前我国煤矸石综合利用技术及装备水平达到国际20世纪90年代先进水平的比例还不高，一些技术含量较高的煤矸石综合利用技术还未得到广泛

应用。据资料报道，美国、英国和德国等西方国家煤矸石的总体利用率已高达90%以上，而我国这样一个以煤炭为主要能源的国家对煤矸石的总体利用率却不到50%，这导致目前我国煤矸石的堆积量每年还以1.5～2.0亿t的速度在增加，矸石山的危害日益严重。

对矸石进行再处理以获得可能供应市场的产品，这种办法是可取的。这不仅是由于它提供了一种利用矸石和消除严重污染的方法，而且也由于这种工艺已经取得验证，在技术上是可行。要彻底解决矸石堆的问题，就要找到能够把它消除掉并把它作为一种有经济价值的产品加以利用的方法。对矸石的任何经济利用计划，都应该包括以下几个目的：对煤矸石进行再处理，一回收额外的染料和矿物（包括煤和硫化铁）；利用再处理过的矸石作为工业原料；将洗选后的矸石或再处理过的废渣填到废矿坑或地下废矿井里。

因此，应加大对煤矸石综合利用工作的力度，加强煤矸石综合利用技术的开发和推广应用，最终实现煤矸石的变废为宝，促进煤炭工业的健康发展和国民经济的可持续发展。

煤矸石的利用：

煤矸石的利用可以分为直接利用和间接利用。直接利用的方法有煤矸石制砖，煤矸石制水泥，做工程回填材料等用途；间接利用主要有煤矸石发电，煤矸石制备铝盐，煤矸石知趣水玻璃等用途。目前我国大小煤矿的煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料，此外还可用于回收硫铁矿；煤与矸石混烧发电；制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属；土地复垦，矿井回填，也可作肥料。

（1）煤矸石的直接用途

用煤矸石制砖。我国大量的建筑及设施砖结构，砖的消耗量惊人，据统计，每天砖作为墙体材料约需要1000亿块，如果这些砖全用黏土烧结，将毁掉良田67～100公顷，消耗近5000万t标准煤，破坏了环境，浪费了能源。目前，煤矸石烧结砖是煤矸石资源化的主攻方向之一。我国早在20世纪60年代，一些煤矿就利用煤矸石制造烧结砖。正是由于这些举动给国家的经济带来了新的生机，得到了国家的倡导和支持，因此我国煤矸石制砖业得到迅速发展。目前，煤矸石砖产量已达200亿块，年综合利用煤矸石约5000万吨。煤矸石制成的砖有很多