隨著煤礦資源的開采與選別,使得選礦廠產生了大量的煤矸石,由于煤矸石中存在有害物質,將對環境造成嚴重的污染,對人體健康危害較大,所以必須及時有效處理,才能降低其危害程度。因此, 對煤矸石的綜合利用研究就有了重要的意義。
1、煤矸石發電和供熱
煤矸石發電和供熱是我國 目前利用煤矸石的一條重要途徑。
煤矸石發電,關鍵的就是煤矸石的燃燒利用。使用煤矸石發電,不僅為煤礦生產提供了新的能源,同時也帶來了巨大的經濟效益和社會效益。現在采用的是流化床 ,它采用沸騰爐和循環流化床鍋爐,燃燒掉各種劣質燃料,生成各種氮氧化物和硫化物。
煤矸石作為燃料發電和供熱,一般要求發熱量在1200kJ/kg以上,分為兩種:一是全煤矸石發電;二是煤矸石與煤泥混合發電。
我國煤矸石、煤泥發電裝機容量已達2800萬kW,年利用煤矸石1.4億t,綜合利用發電企業達400多家,主要分布在重要產煤區,年發電量1600億kW·h,相當于減少原煤開采4200萬t。煤矸石發電和供熱是我國目前利用煤矸石的一條重要途徑。
2、煤矸石制磚
我國多數粘土巖矸石可生產燒結磚,一般采用全內燃焙燒 ,即用煤矸石自身的發熱量提供的熱能來完成干燥和焙燒的工藝過程,基本不需外加燃料。每萬標塊煤矸石磚比粘土磚約節省1t標煤。煤矸石磚以煤矸石為主要原料,一般占坯料 的80%以上,經破碎、粉磨、攪拌、壓制、成型、干燥、焙燒,制成矸石磚。目前煤矸石磚的品種有實心磚、多孔承重磚、空心磚等。以煤矸石作燒磚內燃料制磚生產工藝與用煤作內燃料基本相同,僅需增加煤矸石粉碎工序。
3、生產水泥
煤矸石成分復雜,主要包含硅、鈣、鋁、鐵、鎂的氧化物和某些稀有金屬,與黏土的成分具有很大的相似之處,可以成功地替代所需要的酸性氧化物等。煤矸石在水泥工業中已經大量被應用, 水平比較成熟.常被用作生產水泥的原材料。作為水泥生產的混合材料,也被用作生產特殊水泥,生產無熟料和少熟料等。
4、煤矸石制陶粒
符合燒脹要求的煤矸石經破碎(粒徑小于10mm)、預熱(溫度250℃)、燒脹(溫度1100~1200℃)、冷卻、分級,制成煤矸石陶粒。煤矸石陶粒具有耐熱、抗凍、耐酸堿、防腐蝕及熱膨脹系數低等性能,可廣泛用于高速公路、飛機場跑道的路面材料,還可用做保溫、隔音、隔熱墻體材料及重油脫水和工業用水的過濾材料等。
5、作為井下護巷充填材料
矸石類的充填材料是將水泥作為膠結材料,以煤矸石粉作為骨料,另外加入添加劑配置而成,是一種混合型的充填材料。
6、用于地表塌陷的充填復墾
將煤矸石作為充填材料填充采空區時,應當采取分層充填的方法,每層單獨碾壓單獨噴灑石灰水,如此一來就可以獲得較好的地基穩定性能與承載能力
7、作為筑路材料
煤矸石利用水硬性凝膠材料或者瀝青膠結后,使它的表面封閉起來,這樣即使浸水或者受凍后都可以保證穩定,承受重壓,可以作為公路的基層、底基層、鐵路路基等材料。
總之,煤矸石綜合利用的途徑主要包括煤矸石發電、生產建材以及填埋、筑路、充填采空區等,目前,國內發電利用占煤矸石總處理量的10%~40%,占煤矸石產生總量的21%;填埋、筑路和充填采空區等是主要的無害化處理方式,占總處理量的50%~80%,約為產生總量的30%;建材的處理能力較低,僅占總處理量的10%~15%,低于產生總量的8%;超過35%的煤矸石仍然采取堆存的方式。
1、煤矸石資源化利用率低,建議實行分類管理, 高效利用。通過對煤矸石進行分類管理,可避免煤矸石發電、制磚瓦等項目蜂擁而上,重復建設,可有效 煤矸石主要組分離散性問題.使煤矸石資源化利用科學、有序、可持續。
2、煤矸石利用 差,建議開拓新模式,發展循環經濟。對于煤礦區已存在的煤矸石山,發展“填埋造地一生態農業一生態旅游”等具區域特色的生態經濟模式, 煤矸石的減量化、無害化。
3、煤矸石綜合利用區域不平衡現象嚴重,建議適當增加相關優惠政策的靈活性。
綜上所述,煤矸石的嚴重危害已經得到共識,合理高效地 煤矸石的綜合利用問題已經刻不容緩。應當合理規劃、全面布局,采用先進的設備與 ,將煤矸石變廢為寶,促使煤炭行業走出低迷,走向可持續發展道路。