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      何為煤矸石

      來源:  發表時間:2015-06-30 10:15:46  點擊次數:

      1.煤矸石的產生與分類

      煤矸石是煤炭開采、洗選及加工過程中排放的廢物,為多種礦巖的混合體,約占煤炭產量的15%左右。作為世界上最大的煤炭生產和消費國,2003年我國煤殲石的排放總量已達1.5億噸,約占全國工業廢渣誹放量的1/5。全國煤矸石的總積存量已超過40億噸,且每年約以1億噸的速度遞增,當前綜合利用率僅為30%,其余多采用圓錐式或溝谷傾倒式自然松散地堆放在礦井四周,所形成的1500多座矸石山已占地70 k㎡。

      按巖石特性不同,煤殲石可以分為泥質頁巖、炭質頁巖、砂質頁巖、砂巖及石灰巖,性能及用途如表8-4所示。

      按碳含量的多少,煤肝石可分為四類:一類碳含量名4%、二類4%-6%、三類6%-20%、四類>20%。一、二類煤殲石的熱值低(≤2090kJ/kg),可作路基材料,或塌陷區復墾和采空區回填;三類煤殲石(熱值2090-6270kJ/kg)可用作生產水泥、磚瓦、輕骨料和礦渣棉等建材制品;四類煤矸石熱值較高(6270-12550KJ/kg),可從中回收煤炭或作工業用燃料。

      煤矸石中的鋁硅比也是確定煤酐石綜合利用途徑的主要因素。鋁硅比大于0.5的煤殲石,鋁含量高、硅含量低,其礦物含量以高嶺石為主,有少量伊利石、石英,質點粒徑小,可塑性好,有膨脹現象,可作為制造高級陶瓷、假撓高嶺土及分子篩的原料。

      煤矸石中的全硫含量決定了其中的硫是否只有回收價值,以及煤稈石的丁業利用范圍。按硫含量的多少可將煤殲石分為四類:一類≤0.5%,二類0.5%-3%,三類3%-6%,四類≥6%。全硫含量大于6%的煤殲石即可回收其中的硫精礦,用煤殲石作燃料要根據環保要求,采取相應的除塵、脫硫措施,減少煙塵和SO2的污染。

      2.煤矸石的組成與危害

      煤矸石是煤礦中夾在煤層間的脈石(又稱夾矸石)。大部分煤殲石結構較為致密,呈黑色,自燃后呈淺紅色,結構較疏松。煤殲石的主要礦物成分為高嶺石、蒙朋石、石英砂、硅酸鹽礦物、碳酸巖礦物、少量鐵鐵礦及碳質,且高嶺石含量達68.7%,構成礦構成分的元素多達數十種,一般以Si、Al為主要成分,月外含有數量不等的Fe、Ca、Mg、S、K、Na、P等,以及微量的稀有金屬(如Ti、V、Co等),其典型礦物化學成分如表8-5所示。煤矸石中的有機質隨含煤量的增加而增高,它主要包括C、H、o、N和s等。C是有機質的主要成分,也是燃燒時產生熱量的最重要的元素。

      煤矸石對生態環境的危害表現在:露天堆積的酐石山侵占良田、阻塞河道、造成水災;煤矸石自燃釋放大量有害氣體,如CO、CO2、SO2、H2S及NO、CH等,甚至引起火災;煤環石的酸性淋溶水損傷臨近土壤、農作物及水環境;煤好石紉敞隨風飄散,造成降塵污染;煤矸石中天然放射性元素對人體與環境產生危害;肝石山崩塌時,危及人畜安全。可見煤矸石已成為固、液、氣三害俱全的污染源,亟待治理。

      3.煤肝石的資源屬性與利用途徑

      各地的經驗表明,煤矸石是寶貴的不可更新資源,它兼有煤、巖石、化工原料及元素資源庫等特性。作為煤它可用作研石電廠和礦山沸騰爐的燃料,利用其余熱,制成型煤還適合層燃爐使用;作為巖石,它在理材領域用途廣泛,如生產水泥、制磚瓦、鋪路,既可以替代黏土和石料,又能節約能源;作為化工原料,由于煤酐石中硅、鋁等元宏的含量商,可以制備硅系化學品、鋁系化學品,如硅酸鈉、硫釀鋁、聚合氯化鋁等,并可用來生產某些新型材料,如Sic、分子篩等;而由于煤酐石臺有硫、鐵、鋇、鈣、鈷、鎵、釩、鍺、鉭、鈾等50多種微量元素和稀有元隸,當某種元素或某幾種元素富集到具有工業利用價值時,還可對其加以回收利用。煤殲石的綜合利用途徑如圖8-4所示。

      因此,在充分認識煤殲石資源屬性的前提下,應因地制宜,根據煤研石的組成和性質深入開展綜合利用,以節約煤炭資源、減少環境污染、退地還田、變廢為寶。

      世界上許多國家都很關注煤殲石的利用,我國政府對此也高度重視,提出了“因地制宜,積極利用”的方針,并采取一系列政策措施,如資金補助、貼息貸款、減免稅賦等以鼓勵煤矸石綜合利用。實踐證明,通過煤殲石發電,生產建材產品,提取有用元素以及復墾造田等方式進行綜合利用,不但可以節約大量的煤矸石處置費用,還可以創造出良好的經濟效益。


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