煤矸石資源再生利用途徑略談

高麗（神木匯森涼水井礦業(yè)有限責(zé)任公司，陜西 榆林 719319）

通過對煤矸石的化驗(yàn)分析可知，煤矸石中含有的主要元素為Al和Si，除了這兩種元素之外，通過對煤矸石的化學(xué)元素檢測可知，它還含有有少量的Ca、K和Na元素，只是這些元素的含量極其稀少，其構(gòu)成主體為Al和Si的化合物。正是因?yàn)槊喉肥Y源中含有不少化學(xué)元素，所以決定了其具有潛在再生利用的可能性，而加強(qiáng)對煤矸石資源的再生利用工作不僅解決了煤礦行業(yè)對煤矸石的處理問題，而且還響應(yīng)了國家節(jié)能減排的政策號召，具有極其重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文正是立足于這一出發(fā)點(diǎn)，對煤矸石資源的再生利用途徑進(jìn)行了一些有意義的探討。

1 煤矸石的理化性質(zhì)

現(xiàn)實(shí)中，煤矸石的利用途徑主要決定于其理化性質(zhì)，通過對煤矸石中各種元素的含量極其所占比例進(jìn)行精確化驗(yàn)，可以為其再生利用工作提供依據(jù)。煤矸石的化學(xué)成分與其內(nèi)部礦物種類之間存在密切聯(lián)系，不同類型煤矸石的化學(xué)成分也存在差異，具體則應(yīng)以化驗(yàn)結(jié)果為主。以筆者單位為例，對煤矸石的化驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。一般而言，煤矸石中含有的主要化學(xué)元素為Al和Si，其主要存在形式為Al2O3和SiO2，至于其他諸如K、Na等元素的含量則相對較低。黏土類煤矸石就是一種主要富含Si和Al元素的典型煤矸石類型。煤矸石中Al元素和Si元素的比值是決定其利用途徑的一個重要參數(shù)。比如當(dāng)鋁硅比大于0.5時，因?yàn)樵擃惷喉肥诟邷丨h(huán)境中具有良好的可塑性，所以就可以被用于陶瓷、分子篩的原料。

圖1 煤矸石化驗(yàn)報(bào)告

2 我國煤矸石再生利用存在的問題

2.1 煤矸石利用水平普遍較低

現(xiàn)實(shí)中，因?yàn)槭芟抻谖覈旱V企業(yè)的規(guī)模較小的緣故，所以高技術(shù)的煤矸石利用工藝很難得到廣泛的推廣和應(yīng)用。此外，很多企業(yè)也缺乏足夠的資金和興趣搞煤矸石的二次開發(fā)利用研究，進(jìn)而也導(dǎo)致煤矸石的再生利用水平始終得不到有效提升。

2.2 煤矸石利用情況區(qū)域發(fā)展失衡

在實(shí)際工作中，我國煤炭資源儲量豐富的地區(qū)往往比較重視對煤炭資源的開采作業(yè)工作，而對煤矸石的再生利用工作卻缺乏足夠的重視，并且利用工藝技術(shù)水平也不高。與之相反的是，我國煤炭資源儲量比較稀少的地區(qū)卻往往擁有比較成熟的煤矸石二次利用工藝，這些地區(qū)的煤矸石利用效率卻往往更高。

2.3 科研工作落后

煤矸石的再生利用需要煤礦企業(yè)加強(qiáng)對相關(guān)技術(shù)工藝的研發(fā)力度，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)出更多的利用方式，而這也是推動煤矸石再生利用水平獲得提升的重要前提。但我國煤礦企業(yè)對煤矸石的再生利用工作往往不夠上心，煤礦產(chǎn)品品種單一的特性更是降低了企業(yè)對相關(guān)方面的研究興趣，進(jìn)而導(dǎo)致煤矸石的利用途徑比較局限。

2.4 二次污染嚴(yán)重

近年來，雖然我國一些煤礦企業(yè)意識到了相關(guān)問題，并且加強(qiáng)了對煤矸石的再生利用，但因?yàn)槭艿郊夹g(shù)工藝等因素的制約，在二次利用時經(jīng)常會導(dǎo)致新的污染發(fā)生，而這就對環(huán)境造成了二次危害。

3 煤矸石資源再生利用途徑分析

3.1 煤矸石資源的能源利用

煤矸石是煤礦企業(yè)在進(jìn)行日常生產(chǎn)時產(chǎn)生的一種固體廢料，但它同時也具有一定的能源資源屬性，而這就決定了煤矸石資源可以被當(dāng)作能源來加以利用。在實(shí)際工作，當(dāng)需要對煤矸石資源進(jìn)行能源利用時，首先要做的就是對其碳含量進(jìn)行分析，根據(jù)碳含量的高低來確定其能源利用方式。例如，對于內(nèi)部夾雜大量優(yōu)質(zhì)煤炭資源的煤矸石，可以通過洗選工藝來達(dá)到煤炭回收的目的。具體則可以通過應(yīng)用洗選工藝和重力介質(zhì)來實(shí)現(xiàn)對煤矸石資源和煤炭資源的分離，然后再對煤炭資源進(jìn)行回收利用。又例如對于含碳量較高的煤矸石資源，可以將其作為硫化床鍋爐的燃料，進(jìn)而達(dá)到利用其進(jìn)行發(fā)電的目的。現(xiàn)實(shí)中，煤矸石發(fā)電工藝已經(jīng)逐漸成為了我國煤矸石再生利用的主要方式，這種方式具有節(jié)能減排、實(shí)施簡單、工藝技術(shù)要求低等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)就是如果不對燃燒污染物進(jìn)行妥善的處理，那么就可能導(dǎo)致二次污染問題。

3.2 煤矸石資源作為建筑材料的利用

現(xiàn)實(shí)中，煤矸石還可以被用來制磚和水泥，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)在建材領(lǐng)域的應(yīng)用。煤矸石制磚的工藝與傳統(tǒng)利用黏土制磚的工藝類似，區(qū)別就是在生產(chǎn)前需要先對煤矸石進(jìn)行破碎處理。這種利用方式會產(chǎn)生大量的粉塵，如果不對粉塵進(jìn)行妥善的處理，那么就會造成環(huán)境污染問題。此外，因?yàn)槊喉肥幕瘜W(xué)成分和黏土十分接近，而且其中還包含一定的熱量，所以也可以代替黏土進(jìn)行水泥生產(chǎn)。總之，將煤矸石運(yùn)用到建材領(lǐng)域，不僅可以節(jié)省大量的黏土資源，而且還能為煤礦企業(yè)帶來的巨大的經(jīng)濟(jì)效益，一舉雙得。

3.3 煤矸石資源的化工利用

因?yàn)槲覈牡赜蚩缍容^大而且各類礦產(chǎn)資源含量豐富的特性，所以煤矸石中也包含有不少的有益礦物，如果通過相關(guān)技術(shù)對這些有益礦物進(jìn)行提取，那么必然也會發(fā)展成為一種前景廣泛的利用方式。比如可利用煤矸石來制備鋁鹽，不僅可以節(jié)省對鋁礦資源的消耗，而且還實(shí)現(xiàn)了煤矸石的妥善處理，達(dá)到了變廢為寶的效果。

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