何為煤矸石

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。