煤矸石的综合利用
2024年煤矸石综合利用市场分析报告

2024年煤矸石综合利用市场分析报告1. 引言煤矸石是煤炭加工过程中产生的一种固体废弃物,由于其含有一定的煤炭成分,因此具有较高的热值和可燃性。
近年来,随着环保意识的提升和资源回收利用的重要性认识的增强,煤矸石的综合利用逐渐成为了煤炭行业研究的热点之一。
本报告将对煤矸石综合利用市场进行详细分析。
2. 煤矸石综合利用方式煤矸石的综合利用方式主要包括煤矸石发电、煤矸石制砖、煤矸石建筑材料制备等。
其中,煤矸石发电是目前应用最广泛的综合利用方式之一。
煤矸石发电利用煤矸石的热值,通过燃烧产生蒸汽驱动发电机组发电。
煤矸石发电具有煤炭电站相似的运行方式和设备配置,能够有效利用煤矸石的资源,并减少废弃物带来的环境污染。
3. 市场需求和前景分析3.1 市场需求由于全球对环境保护和可持续发展的重视,回收利用废弃物已成为各国政策的重点。
煤矸石综合利用作为一种资源回收利用方式,具有广阔的市场需求。
煤矸石的综合利用既能够减少对煤炭等传统能源的依赖,又能够减少废弃物的排放,降低了环境污染的程度,并能够有效促进煤矸石产业的可持续发展。
3.2 市场前景煤矸石综合利用市场前景较为乐观。
随着国内外环保法规的不断加强,煤矸石的综合利用将成为煤炭企业实现可持续发展的关键要素。
国内各大煤炭企业也纷纷投入煤矸石综合利用项目的研究和开发。
而国外一些发达国家也将煤矸石综合利用作为推动经济发展的重点领域之一。
因此,可以预见,未来煤矸石综合利用市场将会迎来更为广阔的发展空间。
4. 市场竞争格局分析目前,国内外煤矸石综合利用市场存在着一定的竞争。
国内煤矸石综合利用市场主要由几家大型煤炭企业垄断,其拥有较强的技术和资金实力。
而国外发达国家开展煤矸石综合利用的研究较早,已经形成了相对完善的产业链和市场体系。
此外,还存在着一些中小型企业与科研机构积极参与煤矸石综合利用的市场竞争。
不过由于技术门槛较高,导致市场集中度较高,大型企业拥有较强的竞争优势。
5. 市场发展政策与前景为促进煤矸石综合利用市场健康发展,政府部门制定了一系列的政策和措施。
煤炭资源的煤矸石综合利用与资源化

煤炭资源的煤矸石综合利用与资源化煤矸石是指采矿或煤炭加工厂废弃物中含有一定煤炭的碎石和岩石。
由于煤矸石中仍然含有一定的有价值煤炭,煤矸石的综合利用和资源化成为了当前煤炭资源开发与环境保护的重要课题。
本文将就煤矸石的综合利用和资源化进行探讨。
一、煤矸石的利用前景煤矸石具有较高的煤炭含量,经过适当的处理和提纯,可以得到高质量的煤炭,这对于煤炭资源利用具有重要意义。
同时,煤矸石中还存在着一定的有色金属、化学元素等资源,可以进行回收和利用。
因此,煤矸石的综合利用前景广阔。
二、煤矸石的综合利用方式1. 煤矸石的煤炭化煤矸石中的煤炭可以通过改变其物理结构和化学性质,将其转化为高质量的煤炭产品。
比如采用煤炭干法选煤、浮选法选煤等技术将煤矸石中的煤炭进行分离和提纯,可以得到煤质更好的煤炭。
2. 煤矸石的能源利用煤矸石中的一部分有机物质可以通过煤炭气化或者焦化技术转化为燃料,用于发电、供热等用途。
同时,煤矸石中的煤炭尾气还可以作为工业原料进行利用。
3. 煤矸石的资源化利用煤矸石中含有的有色金属、化学元素等资源可以进行回收和再利用。
通过适当的技术处理,可以从煤矸石中提取出有价值的金属元素,如铁、铜、铝等,用于制造工业产品。
三、煤矸石综合利用的优势与挑战1. 优势煤矸石综合利用可以充分发挥煤炭资源的效益,减少煤炭资源的浪费。
此外,煤矸石综合利用还可以减少环境污染,提高生态环境质量。
2. 挑战煤矸石的综合利用涉及到复杂的技术问题,需要投入大量的资金和技术力量。
同时,煤矸石的利用还存在一定的环境风险,如灰尘污染、废水处理等问题,需要采取相应的措施来解决。
四、煤矸石综合利用的前景尽管煤矸石的综合利用面临一些技术和经济上的挑战,但是随着科学技术的不断进步和环保意识的增强,煤矸石的综合利用前景仍然十分广阔。
未来,我们可以通过开发新的煤矸石资源化技术、完善煤矸石综合利用政策等方式,进一步促进煤炭资源的开发利用和环境保护工作。
综上所述,煤矸石综合利用与资源化对于煤炭资源的开发利用和环境保护具有重要意义。
煤矸石综合利用存在的问题及对策分析

煤矸石综合利用存在的问题及对策分析1. 引言1.1 煤矸石综合利用的重要性煤矸石是煤矿开采过程中产生的废弃物,含有大量的煤炭、有机物和金属元素,对环境造成了严重的污染和资源浪费。
煤矸石综合利用的重要性不言而喻。
煤矸石是一种严重危害环境的废弃物,对地表水和地下水造成了严重的污染,严重影响了周围土地的利用和生态环境的稳定。
煤矸石中含有大量的有机质和金属元素,如果能够有效利用,可以为我国节约大量的煤炭资源,减少对矿产资源的需求,有利于资源的合理开发和利用。
煤矸石综合利用也可以带动相关产业的发展,促进经济的可持续发展。
煤矸石综合利用不仅能够解决环境问题,还能够带来经济效益和社会效益,具有重要的意义和价值。
1.2 存在的问题煤矸石综合利用是资源综合利用的重要方式,可以有效减少环境污染,提高资源利用率,促进绿色发展。
在实践过程中,煤矸石的综合利用仍然面临着一些问题,主要表现在以下几个方面:一、技术水平不高。
目前,我国煤矸石综合利用技术水平相对滞后,存在着设备老化、技术不成熟、能耗较高等问题,制约了煤矸石的有效利用。
二、政策支持不足。
尽管政府出台了一系列扶持政策,支持煤矸石综合利用,但是在实际操作中,政策执行存在着一定的障碍,导致企业在开展相关业务时遇到了困难。
三、市场需求不足。
由于煤矸石的利用并非主流产业,市场需求较为有限,加之一些企业对煤矸石产品的认知度不高,导致市场开拓难度较大。
四、监管不够严格。
在煤矸石综合利用过程中,存在一些行业企业不按规定操作,导致环境污染,危害居民健康。
监管部门对于这些违规行为的监管力度不够,导致了煤矸石综合利用领域的乱象。
为了解决上述存在的问题,需要采取一系列对策措施,提高煤矸石综合利用的效率和效果。
【接下来将分别介绍对策措施一至四。
】2. 正文2.1 存在的问题分析煤矸石在运输、储存和利用过程中存在着严重的环境污染问题。
由于煤矸石中含有大量的有害物质,如硫、砷等,如果处理不当会对周围环境造成严重的污染。
煤矸石综合利用存在的问题及对策分析

煤矸石综合利用存在的问题及对策分析煤矸石是指在煤炭开采过程中产生的废弃物,主要由煤和岩石组成。
在煤矿开采和加工过程中,大量的煤矸石被堆放在露天堆场或者填埋在地下,这些废弃物不仅占用了大量的土地资源,而且还污染了土壤和地下水,对生态环境造成了严重的破坏。
煤矸石的综合利用成为了亟待解决的问题。
煤矸石综合利用存在的问题:1.利用技术不成熟,难以实现资源化利用。
目前煤矸石的综合利用主要包括煤矸石发电、煤矸石粉煤灰制备建筑材料、煤矸石生态修复等方面,然而现有的利用技术并不成熟,难以实现资源化利用。
2.煤矸石综合利用项目投资大,周期长。
煤矸石综合利用项目的投资大,周期长,需要耗费大量的资金和时间,且投资回报周期较长,难以吸引资金和人才参与。
3.政策法规不够完善。
目前关于煤矸石综合利用的政策法规并不完善,缺乏相应的扶持政策和监管机制,导致煤矸石综合利用项目难以推进和落地。
4.环保标准不够严格。
煤矸石综合利用项目对环境的影响较大,但是目前的环保标准并不够严格,导致一些煤矸石综合利用项目在环保方面存在隐患。
对策分析:1.加强科研攻关,提升利用技术水平。
政府部门可以组织相关科研机构和高校开展煤矸石综合利用技术的研究和攻关工作,提升利用技术水平,降低综合利用成本,提高资源化利用率。
2.制定相关扶持政策,吸引资金和人才参与。
政府部门可以针对煤矸石综合利用项目制定相关的扶持政策,包括财政补贴、税收优惠、项目评价奖励等,吸引资金和人才参与煤矸石综合利用工作。
3.完善相关法规,建立监管机制。
政府部门可以制定相关的法规和标准,明确煤矸石综合利用的管理办法和技术要求,建立相应的监管机制,加强对煤矸石综合利用项目的监管和管理。
4.加强环保意识,提高环保标准。
政府部门可以加强对煤矸石综合利用项目的环保监督和检查,提高环保标准,对不符合环保要求的项目进行整改或者关闭,保障生态环境的安全和稳定。
综合利用煤矸石是一项重要的工作,关系到资源的利用和环境的保护。
煤矸石的综合利用分析

煤矸石的综合利用分析煤矸石是指在煤炭生产和使用过程中产生的废弃物。
随着全球能源需求的增长,煤矸石的产量也在不断增加。
然而,由于煤矸石的高含灰量和碳含量低的特点,其在环境和资源利用方面面临着诸多挑战。
因此,对煤矸石进行综合利用成为一种重要的途径,能够提高资源利用效率和减少环境污染。
首先,煤矸石可以被用于发电。
煤矸石作为一种替代燃料,可以发电厂中用于发电。
尽管煤矸石的燃烧效率较低,但通过简化燃烧设备和采用先进的燃烧技术,可以提高发电效率。
这样不仅可以充分利用煤矸石的能源价值,减少煤炭的消耗,还可以减少污染物的排放,对环境保护起到积极的作用。
其次,煤矸石可以用于制砖。
煤矸石中含有一定的无机物质,经过加工后可以用于制作砖块。
煤矸石砖具有较高的抗压强度和热稳定性,适用于建筑和基础设施建设。
此外,制砖过程中煤矸石可以替代部分黏土,减少天然资源的消耗。
再次,煤矸石还可以用于制纸。
煤矸石中含有一定的纤维素和纸浆成分,可以作为纸张的原料。
通过煮碱法和浆洗工艺,煤矸石可以转化为高质量的纸浆,供纸张生产使用。
这样既可以减少对木材的依赖,保护森林资源,又可以减少废弃物的排放。
综上所述,煤矸石的综合利用是一项重要的任务。
通过将煤矸石用于发电、制砖、制纸和建材等领域,可以提高资源利用效率,减少环境污染。
同时,还需要进一步研究和开发煤矸石的综合利用技术,提高利用率和产品附加值,促进可持续发展。
最后,政府和企业应加强对煤矸石综合利用的政策支持和投入,推动其应用和推广。
煤矸石的综合利用 一、概述 煤矸石是多种矿岩组成的混合物,属沉积岩

煤矸石的综合利用一、概述煤矸石是多种矿岩组成的混合物,属沉积岩。
主要岩石种类有粘土岩类、砂岩类、碳酸盐类和铝质岩类。
粘土岩中主要矿物组分为粘土矿物,其次为石英、长石云母和黄铁矿、碳酸盐等自生矿物,此外还含有植物化石、有机质、碳质等;砂岩类矿物多为石英、长石、云母、植物化石和菱铁矿结核等;碳酸盐类的矿物组成为方解石、白云石、菱铁矿,并混有较多的粘土矿物、陆源碎屑矿物、有机物、黄铁矿等;铝质岩类均含有高铝矿物:三水铝矿、一水软铝石、一水硬铝石,此外还常常含有石英、玉髓、褐铁矿、白云母、方解石等。
煤矸石的岩石种类和矿物组成直接影响煤矸石的化学成分。
煤矸石的活性大小与其物相组成和煅烧温度有关。
粘土类煤矸石加热到一定温度时(一般为700~900℃),结晶相分解破坏,变成无定型的非晶体,使煤矸石具有活性。
我国煤矸石的发热量多在6300kJ/kg以下,其中3300~6300kJ/kg、1300~3300kJ/kg和低于1300kJ/kg的各占30%,高于6300kJ/'kg的仅占10%。
各地煤矸石的热值差别很大,二、煤矸石的综合利用技术目前技术成熟、利用量比较大的煤矸石资源化途径是生产建筑材料。
(一)煤矸石制砖包括用煤矸石生产烧结砖和作烧砖内燃料。
煤矸石砖以煤矸石为主要原料,一般占坯料质量的80%以上,有的全部以煤矸石为原料,有的外掺少量粘土。
煤矸石经破碎、粉磨、搅拌、压制、成型、干燥、焙烧,制成煤矸石砖。
焙烧时基本上无需再外加燃料。
泥质和碳质煤矸石质软、易粉碎,是生产煤矸石砖的理想原料。
煤矸石的发热量要求在2100~4200kJ/kg,过低时需加煤,过高时易使成砖过火。
煤矸石需粉碎到小于lmm的颗粒占75%以上。
用煤矸石粉料压制成的坯料塑性指数应在7—17之间,成型水分一般为15%-20%。
许多砖厂生产的煤矸石砖抗压强度一般为4.80~1:4.71MPa,抗折强度为2.94~4.90MPa,高于普通粘土砖。
煤矸石综合利用与环境效益评估

煤矸石综合利用与环境效益评估煤矸石是煤矿开采过程中产生的废弃物,其综合利用对于资源节约和环境保护具有重要意义。
本文将对煤矸石综合利用与环境效益进行评估,探讨其在实际应用中的可行性和效果。
一、煤矸石的来源和性质煤矸石是煤矿生产中产生的一种废弃物,其主要成分是煤炭矿石中的杂质和煤炭矿石的碎屑。
煤矸石的性质取决于煤炭矿石的种类和开采过程中的处理方法,一般包括煤炭、石灰石、石英石等成分。
二、煤矸石的综合利用方式煤矸石的综合利用方式主要包括煤矸石的填埋、煤矸石的回填、煤矸石的烧结等。
填埋是目前煤矸石处理的主要方式,但其对环境的影响较大。
回填是一种较为环保的处理方式,可以减少煤矸石对地表水和地下水的污染。
烧结是一种高效的处理方式,可以将煤矸石转化为有用的资源。
三、煤矸石综合利用的环境效益煤矸石的综合利用对环境具有重要的保护作用。
通过合理的处理方式,可以减少煤矸石对土壤、水体和大气的污染,降低对生态环境的破坏。
同时,煤矸石的综合利用还可以节约资源,减少对自然资源的开采。
四、煤矸石综合利用的经济效益煤矸石的综合利用不仅可以保护环境,还可以带来经济效益。
通过煤矸石的回收和再利用,可以降低生产成本,提高资源利用效率,增加企业的竞争力。
同时,煤矸石的综合利用还可以创造就业机会,促进地方经济的发展。
五、煤矸石综合利用的技术难点和发展趋势煤矸石的综合利用在技术上存在一些难点,如煤矸石的资源化利用技术、煤矸石的环保处理技术等。
未来,随着环保意识的提高和技术的进步,煤矸石的综合利用将朝着高效、环保、可持续的方向发展。
六、结论煤矸石的综合利用对于资源节约和环境保护具有重要意义,可以实现资源的再生利用和环境的持续改善。
为了实现煤矸石的可持续利用,需要加强技术研究和支持,推动煤矸石综合利用产业的发展。
希望通过本文的研究,可以为煤矸石的综合利用提供一定的参考和借鉴。
煤矸石的综合利用分析

煤矸石的综合利用分析煤矸石是指煤矿开采时所产生的废弃物,通常包含煤呀、页岩、矽质岩等。
由于其含有多种有用元素和材料,对煤矸石进行综合利用具有重要的经济和环境意义。
本文将从煤矸石的综合利用分析出发,探讨其现状和潜力。
首先,煤矸石可以用于发电。
煤矸石中的煤炭部分可以被提取出来,并用于发电。
虽然与纯净的煤炭相比热值较低,但仍可用作发电燃料。
通过改进煤矸石的燃烧技术和设备,可以提高其利用效率和减少环境污染。
其次,煤矸石含有丰富的矿物质资源,如硫铁矿、黄铁矿、便铜矿等。
这些矿物质可以通过矿石选矿等工艺进行提取和利用。
例如,硫铁矿可以用于冶金、建材等行业,黄铁矿可以用作冶金辅料,便铜矿则可以提取出铜资源。
通过开发这些矿产资源,可以降低对天然矿物的需求,减少资源浪费和环境压力。
此外,煤矸石还可以用于土壤修复和建材制造。
煤矸石中的粘土矿物质和非矿物质可以用于土壤改良和修复,提高土壤的肥力和水分保持能力。
同时,煤矸石可以经过破碎、筛分等工艺制成建筑材料,如煤矸石路基、煤矸石混凝土等,用于道路建设和房屋建筑。
此外,利用煤矸石还可以进行环境治理和降低二氧化碳排放。
煤矸石中的矽质岩可以用于矿坑回填和固体废物填埋,减少土地占用和对地下水的污染。
而煤矸石燃烧产生的废气中的二氧化碳可以被捕获并进行碳封存,降低大气中温室气体的含量,减轻全球气候变化。
综上所述,煤矸石的综合利用具有广阔的发展潜力。
通过开发煤矸石中的煤炭和矿物质资源,可以提高能源利用效率、减少资源浪费和环境污染。
同时,煤矸石还可以用于土壤修复、建材制造以及环境治理,解决了许多环境问题并为可持续发展做出了贡献。
然而,需要加大对煤矸石的研究和开发力度,推动绿色矿山建设和循环经济的发展。
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煤矸石的综合利用摘要:煤矸石是煤矿生产过程中产生的废渣。
煤矿经过多年开采,废弃的煤矸石堆积如山。
煤矸石的堆积不但占用大量土地,而且带来一系列环境问题:煤矸石山溢流水使地下水呈现高矿度化、高硬度,导致土壤盐碱化,使农作物减产甚至绝收;煤矸石长时间露地堆积后,往往会发生自然现象,并排放出大量有毒的二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、一氧化碳和二氧化碳等气体,污染周边环境,破坏生态平衡。
因此,解决煤矸石的处理和利用问题,已是一个亟待解决的重要社会问题。
关键词:煤矸石综合利用正文:煤炭(coal)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(coal gangue)是煤炭伴生的废石,是一种矿业固体废物的一种。
目前煤矿的排矸量约占煤炭开采量的10%~25%,已成为我国累计堆积量和占用场地最多的工业废物。
全国堆存的煤矸石数量已达40多亿吨,且仍在逐年增长。
据统计,到2004年底,全国已有矸石山1500座,占地22万公顷。
煤矸石的综合利用已成为一个重要课题。
1.煤矸石的基本特性(basic characterstics of coal ganaue)1.1煤矸石的概念(coal gangue concept)煤矸石(coal gangue)是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废弃物,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。
1.2煤矸石的化学组成(chemical composition)化学成分是评价煤矸石性质,决定利用途径的重要指标,煤矸石的化学成分随地层岩石的种类和矿物组成不同而变化。
煤矸石的主要化学成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO等。
其具体化学含量见表11.3煤矸石的岩相组成(lithofacies composition)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。
1.4煤矸石的主要来源(main source)1.4.1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。
1.4.2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。
1.4.3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。
2煤矸石对环境影响(environmental effect)2.1影响土地资源的利用煤矸石的大量堆放一方面占用大量土地面积,另一方面还在影响着比堆放面积更大的土地资源,使得周围土地变得贫瘠不被利用。
2.2空气污染长期堆放的煤矸石由于空气氧化而很容易自燃而排放出大量SO2,H2S,CO,氮氧化物和CO2等气体,由于风化作用表面风化成粉尘,在风的作用下这些粉尘悬浮,造成大气污染。
2.3水和土壤污染煤矸石受到降雨的喷淋或长期处于浸渍状态,会使其中有害成分,尤其是一些有毒重金属如铅、镉、汞、砷、铬等溶解进入水体或渗入土壤,严重影响水体环境和土壤环境,且通过食物链危害人体健康。
2.4滑坡与泥石流煤矸石山堆积过高,坡度过大,就容易形成滑坡。
当降雨等作用使煤矸石山的含水量达到饱和状态,就有可能形成泥石流,造成附近土地被淹。
国外曾发生一起煤矸石堆滑坡事故,以致埋没了山谷下的一所小学校,造成多人伤亡事故。
3煤矸石的综合利用(comprehensive utilization)3.1主要依据3.1.1碳含量碳含量是选择煤矸石工业利用的重要依据之一。
一般按碳含量的多少分为四类:一类是少于4%;二类是4%~6%;三类6%~20%;四类煤矸石发热量高,一般先用作燃料,燃烧后的灰渣再做其他用途。
3.1.2全硫含量全硫含量作用有两个:(1)决定其中硫是否具有回收利用价值,一般全硫含量达5%的煤矸石可回收利用。
(2)决定煤矸石的工业利用范围。
3.1.3铝硅比煤矸石中的铝硅比也是确定其综合利用的主要因素,铝硅比大于0.5的煤矸石,铝含量高,硅含量低,其中矿物成分以高岭石为主,可塑性较好,可用作制造高级陶瓷和分子筛的原料,铝硅比大于0.3的煤矸石,矿物成分主要是石英、长石、菱铁矿等,可塑性差。
3.2综合利用途径目前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。
3.2.1用煤矸石发电一般利用热值大于3768.12J/kg的中碳至高碳煤矸石作燃料,通过沸炉带动背压式汽发电机发电。
我国已有一批煤矸石电站在运转之中。
如我国自行设计施工的第一座大型煤炭矿井——山东省协庄煤矿便是一例。
该矿于1993年开始兴建一座设计能力为24MW的煤矸石热电厂,装机容量为12MW的一期工程1995年底竣工投产。
截止1998年,已发电1.2亿,消耗煤矸石1.13hm2。
不仅有效降低了环境污染,而且取得了显著的经济效益。
这些煤矸石燃烧后的还具有较高的活性,是生产建材的良好原料。
3.2.2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。
因此开发利用煤矸石代替黏土砖,可变废为宝,且节地节能,具有良好的环境效益和社会效益,符合可持续发展要求。
(1)制烧结砖利用煤矸石全部或部分代替粘土,采用适当的烧结工艺生产烧结砖,这是一条大批量利用煤矸石的主要途径。
生产烧结砖对煤矸石的化学组成要求是SiO2为55%~70%,Al2O3为15%~25%,Fe2O3为2%~8%,CaO<2%,MgO<3%。
(2)制免烧砖免烧砖是有机械压制成型且不用烧结的一种新型建筑材料,它的主要原料是劣质黏土、煤矸石或建筑垃圾等材料,在这些原料中加入少量水泥、石灰、化学添加剂作为黏结剂和胶固剂。
免烧砖具有以下优点:免烧砖由于是高压成型,其密度大,强度高,耐久性好,吸水性小,吸水率小于20%,而浸水后不弱化,强度降低小;免烧砖模压成型,外观漂亮,棱角整齐,成品率高,可加快墙体砌筑速度,提高工程质量。
节省原材料和劳动力。
降低了施工费用;利用免烧砖砌筑的墙体保温和隔音效果好。
3.2.3用煤矸石制水泥煤矸石中SiO2,Al2O3及Fe2O3的总含量一般在80%以上,它是一种天然黏土原料,可代替黏土配料烧制硅酸盐熟料,生产普通硅酸盐水泥,煤矸石快硬硅酸盐水泥和煤矸石无熟料水泥。
3.2.4用煤矸石生产轻骨料轻骨料和用轻骨料配制的混凝土是一种轻质、保温性能好的新型建筑材料,可用于建造大跨度桥梁和高层建筑。
用煤矸石烧制轻骨料有两种方法,即成球法和非成球法:成球法是将煤矸石破碎、粉磨后制成球状颗粒,入窖焙烧;非成球法是将煤矸石破碎到一定粒度直接焙烧。
煤矸石轻骨料的质量主要取决于煤矸石的性质和成分。
适宜烧制轻骨料的煤矸石主要是碳质页岩和选煤厂排出的洗矸,矸石中含碳量不要过大,以低于13%为宜。
3.2.5从煤矸石中提取化工产品(1)从高硫煤矸石中回收硫铁矿我国与煤伴生、共生的硫铁矿资源十分丰富,分布较广,储量约数十亿吨,煤中的硫铁矿经分选后绝大部分富集在煤矸石中。
硫铁矿是化工和化肥工业的重要原料,它的主要用途是制造硫酸和提炼硫黄。
而我国的硫产量不能满足国内生产的需要,经营进口硫黄以补充生产不足,因而在加工煤炭的同时回收硫铁矿无疑具有十分重要的意义。
另外,脱硫的矸石减轻了对环境的污染,也便于进一步加工利用。
(2)制取硫酸铝含铝量高、含铁量低的煤矸石经焙烧或在沸腾炉中燃烧,可使没有化学活性的高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)转变成具有相当化学活性的煅烧高岭土(Al2O3·2SiO2),其中Al2O3易于酸起反应,用硫酸浸取可得硫酸铝,经过滤、提纯、蒸发结晶和脱水烘干后得到成品十八水硫酸铝,产品质量符合中华人民共和国化工行业一级品标准(HG/T-92)。
(3)制取水玻璃据研究,可利用煤矸石在同一工艺过程中制取碱式氯化铝和水玻璃。
将煤矸石破碎、熔烧、酸溶、过滤,滤液中的氯化铝用碱调整盐碱度就可得到合格的液态碱式氯化铝。
滤渣中的SiO2与加入的NaOH在120~150℃在反应釜中反应2~3h,然后在储池中沉淀,滤去不溶物,滤液浓缩后便得到水玻璃。
过程中产生的残渣含有大量活性物质,可用作建筑材料。
(4)制备沸石分子筛沸石是一族具有框架结构的含水铝硅酸盐矿物类的总称。
它具有三维聚阴离子结构,这一结构由SiO4和AlO4四面体通过氧原子链构成。
以煤矸石中的煤系高岭石为原料,采用低温水热合成法可生产A型沸石,通过调整铝硅比可进一步合成X型沸石,Y型沸石。
3.2.6用煤矸石生产肥料我国利用煤矸石生产复合肥料已取得突破性进展。
如重庆煤炭研究所利用煤矸石制取氨水,硫酸铵等肥料。
用煤矸石制取硫酸铵的原理是煤矸石内部的硫化铁在高温下形成二氧化硫,在氧化而成三氧化硫,三氧化硫遇水而形成硫酸,并与氨的化合物生成硫酸铵,经过试验这种硫酸铵肥效较好。
煤矸石中不仅含有有机质,而且还含有多种植物生长所必需的微量元素。
据检测,煤矸石中氮、磷、钾和微量元素的含量是土壤的数倍,酸碱度和有害元素的含量很适中,使用煤矸石作原料生产有机肥,一般都需要破碎筛分以降低煤矸石的粒度,另外还根据需要加入不同配比的添加剂和活性剂。
北京市勘察院与中国地质大学合作利用煤矸石生产高浓度有机复合肥,具有速效和长效的特点。
3.2.7用煤矸石进行复垦、工程回筑和矿井回填由于煤矸石中含有大量SiO2和Al2O3等,若再加上少量石灰或水泥,调制成灰浆-注浆材料,可提高充填体的强度,同时矸石的粗细颗粒混杂,制作的充填体密实性也好。
特别是使用煤矸石作井下护巷充填材料,既部分代替了护巷材料,又减少排矸量,同时又减少了作填充作用沙子量和对耕地的保护。
对逐渐分化的煤矸石,可进行复垦绿化,对表面已风化成土的煤矸石,可直接种树或开垦为农田。
还可以利用煤矸石充填沟谷、塌陷区等低洼的建筑工程用地或用于填筑铁路、公路路基等。