煤矸石的综合处理
煤矿开采的煤矸石治理与综合利用

随着采煤机械化程度的提高,煤 矸石的产量逐渐增加,成为矿区 环境治理的重要问题。
煤矸石对环境的影响
煤矸石的堆放占用大 量土地,影响土地资 源的合理利用。
煤矸石山自燃产生的 有毒有害气体对大气 环境造成严重污染。
煤矸石中的硫、重金 属等有害物质易溶出 ,对地下水和地表水 造成污染。
煤矸石对矿区生态的破坏
制定更加严格的煤矸石排放和治理标 准,加大违法排污的惩罚力度,从源 头上控制煤矸石的环境污染。
推广清洁生产技术
推广使用清洁生产技术,降低煤矸石 产生过程中的环境污染,提高矿区环 境质量。
探索新的煤矸石利用技术与方法
开展煤矸石资源化利用研究
深入研究煤矸石的组成和性质,开发出更加高效、环保的煤矸石资源化利用技术。
天然砂石,减少资源消耗。
煤矸石墙体材料
利用煤矸石生产空心砖、墙板等 墙体材料,具有质轻、强度高、 保温隔热等优点,符合绿色建筑
的要求。
煤矸石在发电工业中的应用
煤矸石发电
利用煤矸石作为燃料发电,能够充分 利用其热能,减少能源浪费。
煤矸石燃烧供热
将煤矸石燃烧产生的热量用于供热, 能够替代部分燃煤供热,减少污染物 排放。
煤矸石的堆放破坏了矿区原有的地形 地貌,导致土壤侵蚀和土地退化。
煤矸石山自燃产生的有毒有害气体对 矿区动物栖息地造成破坏,影响生物 多样性。
煤矸石中的有害物质通过土壤、水体 等途径传播,影响植物生长和生态平 衡。
02
煤矸石的治理方法
煤矸石的排放控制
减少煤矸石产生量
通过改进采煤技术和工艺,降低 采煤过程中产生的煤矸石量。
05
未来煤矸石治理与利 用的发展方向
提高煤矸石的资源化利用率
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。
煤矸石处理与综合利用研究

煤矸石处理与综合利用研究随着煤炭资源的开采和利用,煤矸石作为煤炭开采的副产物逐渐受到人们的关注。
煤矸石是指煤炭开采过程中产生的矿石、石渣、石灰岩等废弃物,具有较高的含碳量和化学活性。
合理处理和综合利用煤矸石不仅可以减少环境污染,还能够实现资源的循环利用,具有重要的经济和环境意义。
一、煤矸石的处理方法煤矸石的处理方法多种多样,常见的有煤矸石填埋、煤矸石综合利用、煤矸石煤化等。
煤矸石填埋是目前最常见的处理方式,但填埋会造成土地浪费和地下水污染,因此需要寻找更加环保和经济的处理方法。
二、煤矸石的综合利用煤矸石的综合利用是一种将煤矸石转化为有用产品的方法。
煤矸石中含有大量的有机质,可以通过煤矸石煤化技术将其转化为煤油、煤气等能源产品。
此外,煤矸石还可以用于生产建筑材料、水泥、砖块等。
通过综合利用,可以实现煤矸石资源的最大化利用,减少对自然资源的依赖。
三、煤矸石的处理技术煤矸石的处理技术是实现煤矸石综合利用的关键。
目前,国内外对煤矸石的处理技术进行了广泛的研究。
例如,利用物理方法对煤矸石进行分选,可以获得不同粒度和质量的煤矸石,为后续的利用提供了基础。
化学方法可以通过改变煤矸石的化学性质,实现其转化为有机肥料、煤球等产品。
生物技术则是利用微生物降解煤矸石中的有害物质,使其转化为无害物质。
四、煤矸石处理与环境保护煤矸石处理与环境保护是煤矸石综合利用研究的重要方向。
合理处理煤矸石可以减少大气污染和水污染,改善环境质量。
煤矸石填埋会产生大量的甲烷气体,对温室效应有很大的贡献,而通过煤矸石煤化可以将甲烷气体转化为煤气,减少温室气体的排放。
此外,煤矸石中的有机质和重金属等有害物质会渗入土壤和地下水中,对生态环境造成威胁,因此需要采用适当的处理技术来降低其对环境的影响。
五、煤矸石处理与可持续发展煤矸石处理与可持续发展是煤矸石综合利用研究的最终目标。
煤矸石是煤炭开采的副产物,其处理与利用不仅可以减少资源浪费,还可以提高煤炭开采的经济效益。
煤矿开采的煤矸石综合利用

提高生产效率
煤矸石的综合利用可以简化采矿流程 ,提高生产效率,为企业带来更多的 经济效益。
社会效益
促进区域经济发展
煤矸石综合利用产业的发展可以 带动相关产业的发展,促进区域
经济的繁荣。
提高能源利用效率
通过煤矸石的综合利用,可以提高 能源的利用效率,缓解能源紧张的 局面。
提升社会形象
煤矸石的综合利用可以提升企业的 社会形象,增强企业的社会责任感 。
政策与市场环境分析
政策支持
政府应加大对煤矸石综合利用的扶持 力度,制定更完善的政策法规,提供 资金支持和技术指导,鼓励企业开展 煤矸石综合利用。
市场拓展
加强煤矸石综合利用产品的市场推广 ,提高社会对煤矸石综合利用产品的 认知度和接受度,拓展其应用领域, 促进产业发展。
05
案例分析
某矿区煤矸石综合利用实践
02
随着采煤机械化程度的提高,煤 矸石的产量逐渐增加,成为煤矿 开采的主要固体废弃物。煤 Nhomakorabea石的危害
01
02
03
占用土地资源
大量堆积的煤矸石占用了 大量土地,破坏了生态环 境。
污染水源
煤矸石中的有害物质会随 着雨水渗入地下水或地表 水,对水源造成污染。
引发地质灾害
煤矸石山的不稳定性和易 燃性易引发滑坡、泥石流 和火灾等地质灾害。
04
煤矸石综合利用的挑战与前 景
当前面临的主要挑战
技术瓶颈
当前煤矸石综合利用技术尚未完 全成熟,存在一些技术瓶颈,如 高效、环保的煤矸石分选技术和 高附加值利用技术的研发和应用
不足。
政策支持不足
目前政府对煤矸石综合利用的扶 持政策尚不完善,缺乏足够的政 策引导和资金支持,影响了企业 开展煤矸石综合利用的积极性和
煤矸石处理方案

煤矸石处理方案煤矸石是煤炭开采过程中产生的一种废弃物。
大量的煤矸石会占用土地资源,严重影响环境和生态。
因此,对煤矸石的处理问题,已经成为了一个急需解决的问题。
煤矸石的处理方法煤矸石处理方法主要分为堆积法、填埋法、综合利用等三种方式。
堆积法处理煤矸石堆积法是将煤矸石运到一个特定的地点进行大规模的堆积,使其安全、稳定地存放于地表。
堆积所需的面积通常比填埋场小得多,且不需要进行处理,同时也避免了填埋场可能产生的渗滤液等问题。
但是,堆积法处理煤矸石需要大面积的土地,对环境和土地的的影响较大。
填埋法处理煤矸石填埋法是将煤矸石挖掘入坑道或者凹地,然后用原有的排土装置进行填埋,以达到压实和稳定的目的。
填埋场接收的不仅包括煤矸石,还包括城市固体废弃物、有害废弃物等,会产生大量的渗滤液污染地下水,对生态环境有着不可忽视的影响。
综合利用处理煤矸石综合利用处理煤矸石的方式是最为环保、最具有经济价值的方法。
这种处理方式需要将煤矸石经过加工和处理之后,将其变为可以应用到生活和工业领域的有益物质。
而经过处理的煤矸石可以用于建筑和公路基础的填料,铁、钢等金属行业的原料等。
煤矸石的综合利用方案煤矸石的综合利用主要分为三个方面:化学矿物加工利用、土石方工程利用和生态环境建设利用。
化学矿物加工利用煤矸石中含有大量如石英、方解石、黑云母等矿物质,经过化学加工之后,可以提取出铝酸盐、硅酸盐等重要的工业原料。
同时,煤矸石中的有机质可以转化为可燃气体、燃料油、沥青等样品,可以直接应用于生活或者工业领域。
土石方工程利用煤矸石具有较高的稳定性和承载能力,在道路、堤防、码头等工程建设中都可以广泛应用。
煤矸石作为基础填料,不仅可以达到压实的目的,而且一定程度上能够降低施工成本,也能减轻原来的土石方工程对环境的影响。
生态环境建设利用煤矸石经过种植、绿化、景观设计等过程进行改造,可以成为一个新的生态休闲公园或者垃圾填埋场的垫底层。
而这种利用方式除了可以有效改善当地的环境质量和生态环境,还可以提升旅游业的发展,促进区域经济的快速发展。
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矿生产中选煤过程中产生的废石和煤渣,它们含有一定的有机质和矿物质。
煤矸石综合利用是指通过适当的技术手段将煤矸石转化为能源或其他有价值的产品,以实现资源的高效利用和环境的可持续发展。
煤矸石综合利用在实际操作中面临着一些问题,主要有以下几个方面:1. 回收效率低下:煤矸石中含有丰富的有机质和矿物质,但由于其成分复杂,目前的回收技术还存在一定的局限性,导致回收效率较低。
2. 环境污染:煤矸石中含有的有机质和矿物质在堆放和处理过程中容易产生有害气体和废水,加剧环境污染。
3. 能源利用低效:煤矸石中的有机质可以转化为可燃气体或燃煤发电等能源,但由于技术限制和设备落后,其能源利用效率较低。
针对以上问题,可以采取以下对策来提高煤矸石的综合利用效益:1. 强化科研和技术创新:加大对煤矸石综合利用技术的研发投入,开展有针对性的科研和技术创新,提高回收效率。
可以研发高效的煤矸石分选技术,提高煤矸石中有价值物质的回收率。
2. 完善环境监管和治理措施:加强对煤矸石综合利用过程中的环境监管和治理,严格控制有害气体和废水的排放,减少环境污染。
可以通过使用先进的气体处理设备和废水处理技术,将有害物质转化为无害物质。
3. 提升能源利用效率:引入先进的煤矸石能源利用技术,提高能源利用效率。
可以采用流化床燃烧技术或煤矸石气化技术,将煤矸石中的有机质转化为可燃气体或电力,并提高能源利用效率。
4. 加强政策支持和资金保障:加大对煤矸石综合利用项目的政策支持和资金保障力度,推动技术创新和设备更新。
建立健全的市场机制,鼓励企业开展煤矸石综合利用,并给予相应的经济激励,提高综合利用的积极性和效益。
煤矸石综合利用虽然存在一些问题,但通过科技创新和政策支持,可以克服这些问题,实现煤矸石的高效利用和环境的可持续发展。
煤矸石处置方案

煤矸石处置方案背景煤矸石是指煤矿生产中生产煤、煤炭开采、煤炭加工、烟气除尘等而产生的废弃物,包括煤渣、矸石、铁渣、钢渣等。
由于它们的含煤量和化学成分的不同,对环境和人体健康都造成了潜在的危害。
为了解决煤矸石污染问题,各地政府和企业都在积极研究和推广煤矸石处置方案,以便达到煤矸石无害化处理、资源化利用的目的。
煤矸石处置方案1. 土地复垦土地复垦是利用原采矿区和矸石堆积区进行绿化、造林、农业生产等经济活动的一种方案。
这种方案可以在充分利用废弃地的同时,减少了新的土地占用,使得原本荒废、污染的地区得以恢复生态,改善环境。
2. 红润材料制备红润材料是指对煤矸石进行热处理得到的一种新型建筑材料。
将煤矸石通过预处理后再进行烧结、粉碎、筛分等工艺流程,制备出一系列的红润材料。
这种方法不仅能够充分利用煤矸石资源,而且可以取代一些传统的建筑材料,广泛应用于建筑、道路等领域。
3. 石灰中和处理石灰中和是对煤矸石进行中和处理使其达到化学稳定处理,这种技术主要是利用石灰粉来中和煤矸石中的酸性物质。
石灰中和后,煤矸石的化学性质变得更加安全稳定,同时也达到了无害化的效果,适用于生活垃圾填埋场的覆盖层,达到环保标准。
4. 煤矸石综合利用这种方案是对煤矸石进行综合化处理,包括选矿、破碎、洗选和浮选等形式,生产出一系列煤矸石利用产品。
这种利用方式可以将煤矸石变废为宝,变废为资,生产煤炭、建材、化工等产品,提高了煤矸石资源的开发利用率。
总结煤矸石是一种环境污染严重的废弃物,严重危害人类生产和生活环境。
因此,采取高效、成本适宜的处理方法非常重要。
土地复垦、红润材料制备、石灰中和处理以及煤矸石综合利用等方案的出现,为煤矸石处理提供了新思路和新方向,有助于实现煤矸石的无害化、资源化利用。
我们需要在实践中不断摸索和总结,推动煤矸石处置方案的科学、合理、可持续发展。
煤矸石煤泥综合利用方案

煤矸石煤泥综合利用方案煤矸石和煤泥是煤矿开采和煤炭加工过程中产生的废弃物,对环境造成了严重的污染。
然而,如果科学有效地利用这些废弃物,不仅可以减少环境污染,还可以带来经济效益。
因此,制定一项煤矸石煤泥综合利用方案,变废为宝,成为了亟待解决的重要问题。
一、煤矸石综合利用方案煤矸石主要是由煤炭开采过程中剥离出来的岩石堆积物。
针对煤矸石的综合利用,我们可以采取以下措施:1. 煤矸石制砖:将煤矸石进行破碎、筛分、烧结等处理工艺,制成石膏砖、石粉砖等建材产品,可用于建筑、道路修复等领域。
这不仅可以减少煤矸石的堆积,还可以解决建材资源的短缺问题。
2. 煤矸石发电:通过燃烧煤矸石发电,可以有效地利用煤矸石中的有机物质。
同时,在发电过程中,需要合理引入先进的治理技术,以减少污染物排放对环境的危害。
3. 煤矸石再利用:煤矸石中含有一定的无机元素,如铝、铁等,可以通过化学处理和矿物加工技术将其提取出来,用于冶金、建材等行业。
同时,可以通过提炼煤矸石中的重金属元素,以回收利用资源。
二、煤泥综合利用方案煤泥是煤炭加工过程中产生的一种含水量较高的固体废弃物。
为了有效利用煤泥,我们可以采取以下措施:1. 煤泥气化:利用气化技术将煤泥转化为可燃气体,如合成气,可用于热能供应和工业用途。
这种方法可以同时减少煤泥的排放和对矿井环境的污染。
2. 煤泥造粒:利用造粒技术将煤泥加工成颗粒状的产品,如球团矿,可用于铁矿石还原和冶金过程中。
这不仅可以减少煤泥的堆积,还可以回收其中的有价值元素。
3. 煤泥填海:对于含有大量无机物质的煤泥,可以通过填海方式进行处理。
在进行填海前,需要对煤泥进行处理,以减少对海洋生态系统的影响。
这种方法可有效减少煤泥对陆地环境的污染,并解决了煤泥的处理难题。
三、煤矸石煤泥综合利用方案的意义和挑战煤矸石煤泥综合利用方案的实施对于保护环境、节约资源具有重要意义。
它可以减少煤矿和煤炭加工行业对环境的污染,提高资源利用效率,为可持续发展做出贡献。
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摘要煤矸石是在煤炭生产和加工过程中产生的一种固体废弃物,同时也是现阶段我国排放量最大的工业废弃物之一。
煤矸石的大量堆存不仅占用土地,也对周边环境造成污染,同时在一定程度上造成了资源的浪费。
因此,煤矸石资源化综合利用问题将成为我国可持续发展中必须解决的重大资源和环境问题。
本文主要介绍了煤矸石的化学组成及分类,以及其危害和在我国目前利用的现状。
主要探究了目前比较成熟的处理工艺和详细介绍了煤矸石综合利用的几个主要途径。
关键词:煤矸石,工艺过程,综合利用,产业化目录1 绪论 (3)1.1煤矸石的简介 (3)1.1.1煤矸石的产生 (3)1.1.2 煤矸石的分类 (3)1.1.3 煤矸石的化学组成 (4)2 煤矸石对环境的影响 (4)2.1煤矸石对大气环境的影响 (4)2.2煤矸石对水体环境的影响 (5)2.3煤矸石对土壤环境的影响 (5)2.4煤矸石对地面环境的影响 (5)3 煤矸石资源化利用现状 (6)4煤矸石的能源化利用及工艺 (6)4.1回收煤炭 (6)4.2煤矸石制4A分子筛 (7)4.3煤矸石制含铝产品 (7)5煤矸石的综合利用途径 (8)5.1固体废弃物的处理原则 (8)5.2煤矸石的综合利用途径 (8)5.2.1用煤矸石发电和造气 (9)5.2.2利用煤矸石制砖 (9)5.2.3用煤矸石制取碱式氯化铝和水玻璃 (10)5.2.4煤矸石制取聚合氯化铝 (10)5.2.5用煤矸石制取硫酸铝 (10)5.2.6用煤矸石配制水泥 (11)5.2.7用煤矸石生产肥料 (11)5.2.8煤矸石的其它用途 (11)6结语 (11)参考文献 (13)1 绪论1.1煤矸石的简介1.1.1煤矸石的产生煤矸石是一种在煤形成过程中与煤伴生、共生的岩石,是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物,排放量相当于煤炭产量的10%左右。
目前,我国煤矸石已累计堆存约45亿吨,占用土地约115万公顷,每年还新产生3.0亿~3.5亿吨煤矸石[1]。
煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一。
在我国,煤矸石大部分自然堆积存,堆放于农田、山沟、坡地,且多位于煤矿工业广场附近。
煤矸石的产地分布和原煤产量有直接关系。
目前,我国煤矸石年排放量超过400万吨的有东北、内蒙古、山东、河北、陕西、山西、安徽、河南、新疆。
煤矸石排放量比较多的地区集中在北方。
煤矸石来源及产生情况大致为:露天开采剥离矸石及采煤巷道掘进排出矸石占45%,采煤过程中选出的矸石占35%,选煤厂产生的矸石占20%。
1.1.2 煤矸石的分类煤矸石的资源化分类基于煤矸石岩石类型、矿物成分、化学组成和矸石中有用组分的品味及物理化学性质。
由于各地煤矸石成分复杂,物理化学性质差很大,加之不同的煤矸石加工利用方向对煤矸石的化学组成及物理化学特性要求不一样,目前,国内外尚无科学、统一的分类标准。
常用的分类方法[2~3]有以下几种。
(1)按煤矸石的来源分类按煤矸石的来源可分为煤巷矸、岩巷矸、自燃矸、洗矸、手选矸和剥离矸六大类。
(2)按煤矸石的岩石类型分类按煤矸石的岩石类型一般可分为粘土岩矸石、砂岩矸石、粉砂岩矸石、钙质岩矸石和锡质岩矸石等。
(3)按煤矸石中碳含量分类按煤矸石中碳含量的多少可以分为四类:一类<4%,二类4%~6%,三类6%~20%,四类>20%。
一类、二类煤矸石可作为水泥的混合材、混凝土骨料和其他建材制品的原料;三类煤矸石可用作生产水泥、砖等建材制品;四类煤矸石宜用作为燃料。
(4)按煤矸石中铁化合物含量分类按煤矸石中铁化合物的含量分为:少铁的<0.1%、低铁的0.1%~1.0%、中铁的1.0%~3.5%、次髙铁的3.5%~8.0%、高铁的8%~18%、特高铁的>18%。
铁含量的高低也决定和影响煤矸石的热加工工艺方式和工业利用范围。
(5)按煤矸石中铝硅比分类按煤矸石中铝硅比(Al2O3/SiO2)可将之分为三个区段。
铝硅比大于0.5,这种矸石主要特点是含铝量高,含硅量相对较低。
铝硅比为0.5~0.3,其特点是铝、硅含量都适中。
选择以0.3为下界,是因为在此分界线以上的煤矸石可作为生产铝系列产品的原料。
铝硅比<0.3,矸石特点是桂含量比锅含量相对高得多。
1.1.3 煤矸石的化学组成煤矸石是多种岩块的混合物,其成分相当复杂,从化学组成上看,煤矸石是由无机质和少量有机质组成的混合物。
构成煤矸石的元素达十多种,一般以SiO2、Al2O3为主要成分,另外含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O等无机物,以及微量的稀有元素(钛、钒、钴等)[4]。
煤矸石的化学成分极不稳定,不同地区的煤矸石成分也不一样,见表1。
组成SiO2Al2O3Fe2O3CaO MgO K2O Na2O TiO2P2O3 C含量% 30~65 15~40 2~10 1~4 1~3 1~2 1~2 0.5~4 0.05~0.3 20~302 煤矸石对环境的影响2.1煤矸石对大气环境的影响煤矸石中含有碳、硫、氮和一些残煤等可燃物,长期露天堆存,煤矸石山内部的热量逐渐积累,当温度达到可燃物的燃点时便可发生自燃[8]。
煤矸石山自燃时,其内部温度为800~1000℃,自燃过程中产生大量的SO2、NO X、H2S 等有害气体,其中以SO2为主。
此外,煤矸石自燃还会产生许多严重危害环境的多环芳烃类有机污染物;它们以气相形式或吸附于微细粉尘烟尘中排入大气,加剧大气污染。
这些有害气体的排放不仅降低煤矸石山周围的环境空气质量,影响周围居民的身体健康,还影响周围的生态环境,使树木生长缓慢、病虫害增多,农作物减产甚至死亡[9]。
2.2煤矸石对水体环境的影响煤矸石除含有和以及铁、猛等常量元素外,还含有铅、镉、汞、砷、铬等有害的微量重金属元素[10]。
煤矸石在露天堆放情况下,经受风吹、日晒和雨淋等风化剥蚀作用,其中的有毒重金属元素可能通过雨水淋溶进入地表水域或渗入土壤,进而通过土壤渗入浅层地下水,使地下水和地表水的可溶盐类总量增大,情况严重的会使水质酸化。
煤矸石淋溶液不仅污染煤矸石堆积区,还会通过各种水力联系发生污染转移,从而大范围的影响工农业生产,特别是对水产养殖业的危害更重。
其中铅、镉、汞、砷、铬等有害的微量重金属元素会通过食物链进行富集,最后进入人体,引起急、慢性中毒。
2.3煤矸石对土壤环境的影响煤矸石的堆积多位于井口附近,紧邻居民区,侵占大量耕地、林地、居民用地和工矿用地[11]。
煤矸石在风化过程中可分解成部分可溶盐,导致土壤盐渍化,影响农作物的生长。
更严重的是许多煤矸石中的有害重金属元素高于土壤中相应成分含量,这些有害重金属元素,经雨水淋溶后渗入土壤,其淋溶液所携带的部分重金属元素浓度远超国家污染物最高允许排放标准,从而破坏了土壤中的有机养分,增加了土壤中重金属含量。
2.4煤矸石对地面环境的影响大多数煤矿煤矸石的堆积未经设计,其堆放极不正规,基本是自然堆积成堆,露天堆放,矸石山堆积过高,坡度过大,在人为开挖、雨水冲刷作用下容易失稳引发泥石流、坍塌以及滑坡等重力灾害[12]。
特别是经过长时间的风化、氧化或雨水渗透浸泡后,煤矸石所含的残煤和粘土膨胀松软,颗粒细化,荷载能力显著降低,便容易形成重力灾害。
3 煤矸石资源化利用现状目前中国主要是从两方面来解决煤矸石的环境污染问题:a)通过一定措施来控制煤矸石产生的物化作用,但是这种方法的弊端是需要投入大量资金,利用率并不广泛;b)综合利用煤矸石,通过减少煤矸石地面堆积量来达到治理环境污染的目的,这种方法可以为中国带来巨大的经济效益[5]。
煤矸石综合利用途径主要有资源回收利用与工程利用两种:a)资源回收利用。
煤矸石虽然是煤矿建设、开采及加工过程中产生的废弃岩石,但是也分很多类,要回收利用煤矸石,首先要分类堆放煤矸石,减少资源利用回收所需的成本;b)工程利用。
要对煤矸石进行工程利用,可以将煤矸石作为一种充填材料使用,利用煤矸石进行填充的地方可以是塌陷区、铁(公)路(构筑路堤、挡土墙)、水利(构筑堤坝)、工民建(地基垫层)等众多的土木工程领域[2]。
中国将煤矸石作为充填材料进行利用,将煤矸石作为路基填料及路面基层集料的方法,通过不断研究与工程实例发现,虽然煤矸石有颗粒级配缺陷与水稳性差的特性,但是只要在利用煤矸石的过程中掺入一定量的细颗粒,将煤矸石充分压密与土质包边,煤矸石仍然可以作为路堤填料进行塌陷区、铁(公)路(构筑路堤、挡土墙)、水利(构筑堤坝)、工民建(地基垫层)等的填充;煤在没有风化时候的煤矸石具有与粉煤灰相似的化学活性成份,因此,掺入适量粉煤灰、石灰等,也可以作为高等公路路面基层材料进行填充[6]。
4煤矸石的能源化利用及工艺4.1回收煤炭对混在煤矸石中的煤炭资源可以利用现有的选煤技术加以回收,这也是煤矸石能源化利用和其他资源化再生利用的预处理工作。
在煤矸石资源化再生利用前,回收其中的煤炭既节约能源,又增加经济效益。
目前,回收煤炭的洗选工艺主要有两种:水力旋流器分选和重介质分选。
水力旋流器分选是将含碳量高的煤矸石经定压水箱后进入旋流器,进行煤炭颗粒和矸石的分离,再经过脱水后形成精煤[4]。
该工艺特点是机动灵活,可根据需要把全套设备搬运到适当地点。
其工艺流程示意图见图1。
图1 煤矸石水力旋流器分选工艺流程示意图4.2煤矸石制4A分子筛4A分子筛是一种人工合成沸石,属于含水架状铝硅酸盐类。
近年来,它在我国的石油、化工、冶金、电子技术、医疗卫生等方面应用广泛。
特别是作为添加剂来代替洗衣粉中的三聚磷酸钠,具有去污能力强、洗涤效果好等优点。
用于生产4A分子筛的煤矸石要求其在矿物组成上以高岭石矿物为主,Al2O3含量高些为佳,其碱(Na2O+K2O)含量不宜大于5%[4]。
煤矸石制4A分子筛的一般工艺流程示意图见图2。
图2 煤矸石制取4A分子筛工艺流程示意图4.3煤矸石制含铝产品利用煤矸石制取含铝产品一直是煤矸石资源化利用在化工方面的一个重要体现。
利用煤矸石制取出来的含铝产品有:纳米Al2O3、超细氧化铝粉、结晶氯化铝以及含铝无机高分子絮凝剂(IPF)等,其中煤矸石制取IPF 最早的产品是聚合氯化铝(PAC),经过半个多世纪的发展,现在已经研究出絮凝效果更好的聚硫氯化铝(PACS)、聚硅酸铝盐(PSA)、聚合氯化铝铁(PAFC)、含活性硅酸的聚合氯化铝铁(SPAFC)、聚合硅酸硫酸铝(PASS)等[7]。
煤矸石生产含铝产品工艺流程示意图见图3。
图3 煤矸石制取含铝产品工艺流程示意图5煤矸石的综合利用途径煤矸石综合利用集资源合理利用、节约能源、环境保护为一体,是煤矿的优势不仅可以形成煤矿新的替代产业和经济增长点,还能拉长煤炭深加工产业链,促进煤炭工业结构的调整。
正是基于煤矸石的上述优势,近几年来,在国家鼓励煤矸石综合利用一系列政策的引导下,煤矸石发电、煤矸石新型墙体材料等行业得以蓬勃发展。