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加快推进煤矸石资源化综合利用的步伐 张世诚 龙煤矿业集团营销分公司 港口公司,哈尔滨150090 摘 要对煤矸石的综合利用的重要性、 必要性及主要工艺流程做了较详细的论述,有针对性的对煤矸石资源化综 合利用方面展开论述,对煤矸石综合利用在煤炭行业可持续发展方面的地位做了系统性的说明。 关键词煤矸石;利用;节能环保;可持续发展 中图分类号TD98 文献标识码A 文章编号1008 - 8725200901 - 0191 - 03 Accelerate the Comprehensive Utilization Pace of the Coal G angue Resources ZHANG Shi - cheng 1.Longmay Coal Mining Group Coal Marketing Branches Port Corporation , Harbin 150090 , China Abstract In this paper , the author go into particulars about the importance of the comprehensive utilization of coal gangue , necessity and the main process. Targeted and comprehensive utilization of resources of coal gan2 gue aspects discussed ,And the author did a systematic description about the comprehensive utilization of coal refuse in the coal industry the status of sustainable development. Key wordscoal gangue ; utilization; energy conservation and environmental protection; sustainable develop2 ment 0 煤矸石概述 煤矸石是指煤炭开采、 洗选加工过程中产生的 固体废弃物,也是可利用的资源,具有双重性。全国 国有煤矿现有矸石山1 500余座,堆积量30亿t以 上,占中国工业固体废物排放总量的40 以上。 煤矸石的大量堆放,不仅压占土地、 浪费资源, 而且影响生态环境,“十一五” 期间中国煤炭工业将 大力发展循环经济,按照减量化、 再利用、 再循环的 原则,重点治理和利用煤矸石、 矿井水和粉煤灰。 2010年,煤矸石综合利用量达319亿t以上,利用率 达到70 以上。 1 煤矸石综合利用的重要性 111 煤矸石综合利用是节约土地、 合理利用资源的 重要途径 我国是一个土地资源非常紧缺的国家,人均耕 地占有量只有世界人均水平的45 ,随着我国城市 化进程的加快,基础设施建设、 房地产开发及各种自 然灾害损毁,采煤造成的地表塌陷和煤矸石堆存等 原因,是造成土地损失的重要原因。煤炭开采和洗 选过程中产生的煤矸石,既是一种固体废弃物,也是 可以利用的资源。我国每年产生的煤矸石、 煤泥等 低热值燃料,按热量折算相当于15～18 Mt标准煤, 充分利用好这些资源,不仅可以减少资源浪费,减少 土地占用,还可以延长煤炭资源的有效供给年限,实 现资源节约与可持续利用。 112 煤矸石综合利用是煤炭企业结构调整的必然 选择 当前的市场对煤炭行业是有利的,但煤炭企业 结构性矛盾依然突出,调整产业结构是煤炭发展的 重点。煤矸石综合利用不仅能产生较好的经济效 益,还可以减少煤矸石处理的投入。根据测算,每吨 煤矸石的处置费用一般需要投入8～10元,按此标 准,煤炭行业每年煤矸石处置费就要投入5亿元以 上。通过煤矸石综合利用,不但可以节约大量的煤 矸石处置费用,还可以创造出良好的经济效益。煤 矸石综合利用是煤炭行业产业结构调整,增强企业 竞争力的有效途径。 113 煤矸石综合利用是治理污染的重要措施 煤矸石弃置不用,占用大片土地。煤矸石中的 硫化物逸出或浸出会污染大气、 农田和水体。矸石 山还会自燃发生火灾,或在雨季崩塌,淤塞河流造成 灾害。我国有237座矸石山曾经发生过自燃,煤矸 石自燃,不仅浪费了宝贵的资源,而且燃烧过程中排 放大量的二氧化碳、 二氧化硫、 氮氧化物及烟尘等, 严重污染了大气环境。矸石山在雨水淋溶作用下形 成的酸性水渗透到地下,还会污染地下水,对人们的 收稿日期2008 - 08 - 12;修订日期2008 - 11 - 06 作者简介张世诚1972 - ,男,山东即墨人,选煤工程师,1995年毕业于原黑龙江矿业学院煤化工专业,现工作于黑龙江龙煤 矿业集团营销分公司港口公司,从事煤质监察工作,Tel 13591121377。 第28卷第1期 2009年1月 煤 炭 技 术 Coal Technology Vol128 ,No101 Jan ,2009 身体健康造成严重威胁。随着国家环保执法力度的 不断加大,人们对环境质量要求的提高,解决煤矸石 污染环境问题显得越来越突出,因此,煤矸石综合利 用是节约资源、 保护环境的重要举措。 2 煤矸石综合利用的途径及主要工艺 在我国,积存的煤矸石达10亿t以上,每年还 将排出煤矸石1亿t。为了消除污染,自60年代起, 包括我国在内的很多国家开始重视煤矸石的处理和 利用。利用途径主要有以下几种 211 回收煤炭和硫铁矿 有些煤矸石中往往混入发热量较高的煤、 煤矸 连生体和碳质岩;硫铁矿一般富集在洗矸中,通过一 定的工艺流程,从煤矸石中洗选出好煤,同时拣出硫 铁矿。或从选煤用的跳汰机 ── 平面摇床流程中回 收硫铁矿、 洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅 炉的燃料,加工后的矸石可作建筑材料,硫铁矿可作 化工原料。 1回收煤炭的主要工艺 比较常用的工艺是重介-跳汰联合分选工艺, 此外还有旋流器回收工艺、 斜槽分选机工艺、 螺旋分 选机工艺等典型工艺,这些工艺的主要原理都是根 据煤矸石和煤炭的密度不同,在重力和离心力的作 用下按密度分选,将上层煤粒提出,矸石则排入相应 的卸料孔。 2回收硫铁矿的主要方法和工艺 硫铁矿的回收方法和工艺流程主要根据硫化铁 在矸石中的嵌布特性来确定。原则上应该是从粗到 细把硫化铁破碎成单体解离,先解离、 先回收,分段 破碎、 分段回收。例如50～13 mm的大块矸石,采用 跳汰机或重介分选机回收硫精矿;1316或3 mm以 下的中小块,可采用摇床、 螺旋分选机回收;小于 015 mm的细粒物料可采用电磁选或浮选法回收。 由于分离粒度的不均匀性,所以一般采用多种方法 的联合工艺流程。 212 用于发电 煤矸石发电主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中 国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物发热量 每千克约8 37316 K J发电。炉渣可生产炉渣砖和 炉渣水泥。日本有10多座这种电厂;所用中煤和矸 石的混合物,一般每千克发热量为14 65318 K J ;火力 不足时,用重油助燃。德国把煤矿自用电厂和选煤 厂建在一起,以利用中煤、 煤泥和煤矸石发电。 213 从煤矸石中提取化工产品 煤矸石作为化工原料,主要用于生产氯化铝等 无机盐类的化工产品。工艺流程一般包括原料的准 备、 焙烧、 酸浸反应、 渣液分离、 浓缩结晶等过程。生 产出结晶氯化铝后,在特定的聚合氯化铝生产工艺 和一定温度 170 ～200℃条件下,分解析出一定量 的氯化氢和水,最终形成粉末状的聚合氯化铝。 214 煤矸石制砖 利用煤矸石烧制砖瓦在技术上已经比较成熟, 应用比较广泛。煤矸石代土生产砖瓦可以做到制砖 不用土或少用土,烧砖不用煤或少用煤,可节省耕 地、 减少污染、 节约能源。煤矸石制砖方法分为内燃 焙烧和超内燃焙烧2种,内燃法就是将煤矸石和粘 土混合作为原料,也可以全部用低热值煤矸石作原 料,焙烧过程中煤矸石产生的全部热量将砖烧熟,制 得的砖称为内燃砖;超内燃法就是全部用煤矸石作 原料,每块砖坯所含的热量除把砖本身烧熟外,还有 富余热量,余热可以利用,制得的砖称超内燃砖。煤 矸石制砖的工艺过程和制粘土砖基本相同,主要包 括原料的制备、 成型、 砖坯干燥、 焙烧等过程。 215 煤矸石作原料生产水泥 根据煤矸石和粘土的化学成分相近的特点,利 用煤矸石代替粘土提供硅铝质原料。由于煤矸石能 够释放一定热量的特点,可代替部分优质燃料。目 前我国用煤矸石作原料生产水泥的方法,主要采用 半干法立窑生产。主要流程与生产普通水泥基本相 同,原料按一定比例配合,并磨细成生料,烧至部分 熔融,得到以硅酸钙为主要成分的熟料,再加入适量 的石膏和混合材料,磨成细粉而制成水泥。 216 煤矸石在其它领域的应用 煤矸石在建筑材料领域除可以用于制砖及水泥 外,还可以作为制造煤矸石混凝土空心砌块、 煤矸石 沸渣加气混凝土等的主要原料。此外,煤矸石还可 用来烧结轻骨料,可用于生产低热值煤气,制造陶 瓷,制作土壤改良剂,或用于铺路、 井下充填、 地面充 填造地等。 3 结束语 煤矸石综合利用集资源合理利用、 节约能源、 环 境保护于一体,势必成为煤矿新的经济增长点,发展 煤矸石综合利用是煤矿的优势,可以在形成煤矿新 的替代产业上走出一条新路。在这条路上,人们要 转变观念、 提高认识,把煤矸石综合利用作为煤炭产 业结构调整的重要措施,将其上升到煤炭业的可持 续发展高度来统筹兼顾。要充分运用国家扶持煤矸 石综合利用的一系列政策,突出重点并做好推广工 作,以提高技术水平、 加强科技创新为依托,加强科 学管理,为建设资源节约型社会提供必要的保障。 参考文献 [1] 许志华.煤炭加工利用概论[M].徐州中国矿业大学出版社, 1988. [2] 赵家荣.大力推进煤矸石综合利用,促进经济、 社会可持续发展 [J ].煤炭加工与综合利用,2001. [3] 刘成全.关于煤矸石资源化综合利用的几个问题[J ].煤炭加工 与综合利用,2001. 责任编辑 吕瑶 192 煤 炭 技 术 第27卷