煤矸石資源再生利用途徑略談

高麗（神木匯森涼水井礦業有限責任公司，陜西 榆林 719319）

通過對煤矸石的化驗分析可知，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，其構成主體為Al和Si的化合物。正是因為煤矸石資源中含有不少化學元素，所以決定了其具有潛在再生利用的可能性，而加強對煤矸石資源的再生利用工作不僅解決了煤礦行業對煤矸石的處理問題，而且還響應了國家節能減排的政策號召，具有極其重要的現實意義。本文正是立足于這一出發點，對煤矸石資源的再生利用途徑進行了一些有意義的探討。

1 煤矸石的理化性質

現實中，煤矸石的利用途徑主要決定于其理化性質，通過對煤矸石中各種元素的含量極其所占比例進行精確化驗，可以為其再生利用工作提供依據。煤矸石的化學成分與其內部礦物種類之間存在密切聯系，不同類型煤矸石的化學成分也存在差異，具體則應以化驗結果為主。以筆者單位為例，對煤矸石的化驗結果如圖1所示。一般而言，煤矸石中含有的主要化學元素為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。比如當鋁硅比大于0.5時，因為該類煤矸石在高溫環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 煤矸石化驗報告

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

現實中，因為受限于我國煤礦企業的規模較小的緣故，所以高技術的煤矸石利用工藝很難得到廣泛的推廣和應用。此外，很多企業也缺乏足夠的資金和興趣搞煤矸石的二次開發利用研究，進而也導致煤矸石的再生利用水平始終得不到有效提升。

2.2 煤矸石利用情況區域發展失衡

在實際工作中，我國煤炭資源儲量豐富的地區往往比較重視對煤炭資源的開采作業工作，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卻往往擁有比較成熟的煤矸石二次利用工藝，這些地區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加強對相關技術工藝的研發力度，并在此基礎上開發出更多的利用方式，而這也是推動煤矸石再生利用水平獲得提升的重要前提。但我國煤礦企業對煤矸石的再生利用工作往往不夠上心，煤礦產品品種單一的特性更是降低了企業對相關方面的研究興趣，進而導致煤矸石的利用途徑比較局限。

2.4 二次污染嚴重

近年來，雖然我國一些煤礦企業意識到了相關問題，并且加強了對煤矸石的再生利用，但因為受到技術工藝等因素的制約，在二次利用時經常會導致新的污染發生，而這就對環境造成了二次危害。

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

煤矸石是煤礦企業在進行日常生產時產生的一種固體廢料，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作能源來加以利用。在實際工作，當需要對煤矸石資源進行能源利用時，首先要做的就是對其碳含量進行分析，根據碳含量的高低來確定其能源利用方式。例如，對于內部夾雜大量優質煤炭資源的煤矸石，可以通過洗選工藝來達到煤炭回收的目的。具體則可以通過應用洗選工藝和重力介質來實現對煤矸石資源和煤炭資源的分離，然后再對煤炭資源進行回收利用。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，進而達到利用其進行發電的目的。現實中，煤矸石發電工藝已經逐漸成為了我國煤矸石再生利用的主要方式，這種方式具有節能減排、實施簡單、工藝技術要求低等優點，缺點就是如果不對燃燒污染物進行妥善的處理，那么就可能導致二次污染問題。

3.2 煤矸石資源作為建筑材料的利用

現實中，煤矸石還可以被用來制磚和水泥，進而實現在建材領域的應用。煤矸石制磚的工藝與傳統利用黏土制磚的工藝類似，區別就是在生產前需要先對煤矸石進行破碎處理。這種利用方式會產生大量的粉塵，如果不對粉塵進行妥善的處理，那么就會造成環境污染問題。此外，因為煤矸石的化學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行水泥生產。總之，將煤矸石運用到建材領域，不僅可以節省大量的黏土資源，而且還能為煤礦企業帶來的巨大的經濟效益，一舉雙得。

3.3 煤矸石資源的化工利用

因為我國的地域跨度較大而且各類礦產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，如果通過相關技術對這些有益礦物進行提取，那么必然也會發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，不僅可以節省對鋁礦資源的消耗，而且還實現了煤矸石的妥善處理，達到了變廢為寶的效果。

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