我國煤矸石綜合利用現狀及產業化分析

摘要：煤矸石作為固體廢棄物的一種，其綜合利用價值和資源化潛力巨大。本文主要分析了我國煤矸石綜合利用的現狀和產業化發展，介紹了我國煤矸石綜合利用及產業化的現實意義，闡述了煤矸石綜合利用現狀，提出了煤矸石綜合利用及產業化的途徑，以期推動煤矸石綜合利用產業化的持續發展。

關鍵詞：煤矸石；綜合利用；產業化

引言

煤矸石是一種重要的工業固體廢棄物，具有較大的綜合利用及資源化利用潛力。隨著我國社會經濟水平和綜合國力不斷發展，使得煤炭資源的消耗量也在逐年增長，因此對煤矸石進行深度加工與合理開發利用意義重大。

1我國煤矸石綜合利用及產業化的現實意義

1.1 資源保護和可持續發展

煤矸石是煤炭開采和處理過程中產生的廢棄物，大量的煤矸石堆放會占用大量土地資源并對環境造成污染。通過煤矸石的綜合利用，可以有效地減少廢棄物的堆放量，充分回收和利用其中的有用資源，實現資源的循環利用，減少對自然資源的依賴，推動可持續發展[1]。

1.2 能源結構調整

我國是世界上最大的煤炭生產和消費國家，依賴煤炭作為能源的比例較高，將煤矸石作為能源資源進行利用，可用多樣化能源結構減少對傳統煤炭的依賴，提高能源利用效率，推動清潔能源替代傳統能源。

1.3 減少環境污染

煤矸石堆放和處理過程中會釋放大量的有害氣體和固體廢棄物，對環境造成嚴重污染。通過煤矸石的綜合利用，可減少廢棄物的排放，降低空氣和水質污染，改善環境質量，保護生態環境。

1.4 促進經濟發展

煤矸石的綜合利用可以創造就業機會，帶動相關產業的發展，形成新的經濟增長點。同時，煤矸石的資源化利用可以提高資源利用效率，降低生產成本，增加企業競爭力，促進經濟可持續發展。

1.5 技術創新和產業升級

煤矸石綜合利用涉及多個領域的技術研究和創新，包括煤矸石的化學、熱能轉化及建材制備等方面。通過推動煤矸石綜合利用的產業化研究，可以促進技術創新和產業升級，提高我國在相關領域的技術水平和競爭力。

2我國煤矸石綜合利用現狀

2.1 技術路線選擇

首先，煤矸石的綜合利用涉及到熱能利用、化學利用、建材利用等多個領域和技術，且每種技術路線的優劣勢都有不同，適用的地區和企業也不同，但由于缺乏統一的技術路線選擇，導致在推進煤矸石綜合利用過程中技術碎片化和分散化。其次，不同的技術路線在成熟度上也存在差異，有些技術已經相對成熟并得到了廣泛應用，有些新興技術還需要進一步的研發和驗證，因而在選擇技術路線時，需要綜合考慮技術的可行性、成本效益、環境影響等因素，以及其在實際應用中的可靠性和穩定性。最后，我國地域遼闊，各個地區的煤矸石特性和資源分布也不盡相同，因此各個地區在選擇煤矸石綜合利用技術路線時應先考慮當地的煤矸石質量、產業結構和經濟發展情況等因素，之后再結合當地實際情況選擇合適的技術路線，如一些地區適合進行熱能利用，而另一些地區則更適合進行建材利用[2]。

2.2 資源回收率不高

首先，煤矸石中含有多種不同的成分，包括可燃物、灰分、硫等，其中一部分可燃物是可以被再次利用的，但在當前的技術條件下，卻很難完全將其提取和轉化為有價值的產品，導致煤矸石中可燃物作為能源資源的回收率不高。其次，目前煤矸石綜合利用的相關技術還存在一定的局限性，如氣化和液化技術在實際應用中仍面臨許多挑戰，因此技術的不成熟和不完善限制了煤矸石中有價值資源的充分回收。最后，煤矸石的綜合利用涉及到技術投入、設備更新等成本，而回收資源所帶來的經濟效益可能無法與成本相匹配，也是導致煤矸石作為資源回收率不高的一個重要原因。

2.3 環境污染治理問題

首先，煤矸石綜合利用過程中，燃燒和氣化等技術會產生大量的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等有害氣體，對空氣質量造成污染。但由于排放控制和治理設施的不完善，導致這些有害氣體無法有效地被捕集和處理。其次，煤矸石綜合利用產生的灰渣、廢水、廢料等固體廢棄物也需要進行處理，如果一些地區固體廢棄物的處理方式不規范，就會導致堆放和排放的廢棄物對土壤和水資源造成污染。最后，煤矸石綜合利用項目的建設和運營可能對周邊生態環境造成不良影響，如破壞礦山附近的土地、減少植被覆蓋、降低生物多樣性降等，不僅會對生態系統的穩定性造成威脅，也會威脅生態系統的可持續性[3]。

2.4 產業化水平有待提高

首先，我國煤矸石綜合利用產業鏈相對薄弱，各個環節之間缺乏協調配合，從煤矸石的開采、利用、處理到產品制造和市場銷售，整個產業鏈的銜接還不夠緊密，缺乏良好的產業協同效應。其次，雖然在煤矸石綜合利用技術方面取得了一些重要進展，但仍存在技術水平不穩定的問題，一些技術可能在實驗室階段表現出良好的效果，但在實際應用中還面臨著一些難題，技術成熟度不高，使得產業化推進存在一定的困難和風險。再次，煤矸石綜合利用產品的市場競爭力不足，很多產品在市場上尚未得到廣泛認可和應用，可能與產品質量、市場推廣、價格等因素有關，因此市場需求不足導致一些企業投入產業化資金和資源的積極性較低。最后，目前在煤矸石綜合利用方面的政策和資金支持不夠充分，導致煤矸石綜合利用產業化由于缺少財政資金投入、稅收優惠、技術創新支持等政策的引導和資金支持而發展緩慢。

2.5 缺乏統一的政策和標準

2.5.1政策不統一

在煤矸石綜合利用的發展過程中，各地區和相關部門針對煤矸石的政策制定不一致，缺乏統一的政策指導和規范，導致了不同地區之間政策環境的差異，影響了企業的投資決策和產業發展。

2.5.2標準不完善

煤矸石綜合利用涉及煤矸石質量評估、處理技術、產品質量等多個環節和領域，由于缺乏統一的標準和規范，因此不同企業和地區采用的標準體系不同，造成了市場秩序的混亂和產品質量的參差不齊。

2.5.3監管不完善

由于缺乏統一的政策和標準，煤矸石綜合利用的監管體系還不夠完善。監管部門在審批、管理和監測方面存在的差異，導致了監管的不統一和不規范，難以有效地保障煤矸石綜合利用的環境和安全。

3我國煤矸石綜合利用及產業化的途徑

3.1 完善相關政策和標準

一是建立煤矸石綜合利用的政策框架，明確產業發展的方向和目標。政策應涵蓋資源回收、環境保護、技術創新、質量標準等方面，以為企業提供明確的指導和支持。加大對煤矸石綜合利用的經濟支持力度，鼓勵企業進行技術創新和設備更新，同時，在資源配置上強調合理平衡，避免過度開采和利用，確保資源的可持續利用。二是制定嚴格的環境標準和排放限值，強化環境監管，加強對煤矸石綜合利用過程中污染物排放控制和治理。鼓勵企業進行污染防治設施的建設和更新，促進清潔生產，同時加強煤矸石綜合利用技術的研發和推廣應用，提高資源回收率和產品附加值。三是建立完善的煤矸石綜合利用監測評估體系，對產業化項目進行嚴格的評估和監測，及時發現和解決問題。加強對煤矸石綜合利用項目的示范和推廣，分享成功經驗，同時積極參與國際合作與交流，學習借鑒國外先進的煤矸石綜合利用經驗和技術，推動我國的產業化進程[4]。

3.2 提高產業化水平

一是鼓勵企業加大對煤矸石綜合利用技術的研發投入，提升技術創新能力。促進企業與科研機構、高校等開展合作，共同攻克技術難題，推動技術進步和產業升級。積極引導企業更新和升級煤矸石綜合利用的生產設備和環保設施，提高生產效率和資源利用率。鼓勵企業引進國內外先進的制造技術和設備，提高設備的智能化、自動化水平。二是鼓勵企業間建立合作與聯盟關系，形成資源共享、優勢互補的合作模式。通過聯合進行研發、生產、銷售等方面的合作，提高整體產業化水平，降低生產成本，增強市場競爭力。制定統一的煤矸石綜合利用產品質量標準，推動產品質量提升，并建立認證和檢測機構，加強對產品質量的監督和管理，提高市場認可度和競爭力。三是鼓勵企業加大對煤矸石綜合利用領域的人才培養和引進工作，提高人才隊伍的專業水平和創新能力。鼓勵企業建立科研團隊，培育一支專業化、高水平的技術研發和管理團隊。積極開展市場調研，了解市場需求和競爭情況，制定市場開拓策略。加強產品宣傳和推廣工作，提高產品知名度和市場份額。積極參加國內外展覽會和展銷會，拓展國內外市場。

3.3 強化環境污染治理

一是建立適應煤矸石綜合利用特點的環境標準和排放限制，確保企業在生產過程中嚴格控制污染物排放，減少對周邊環境的影響。加大監管力度，建立健全環境監測、數據報告和風險評估機制。加強執法力量和頻次，對環境違法行為進行懲處，形成有效的監管機制。二是鼓勵企業實施清潔生產技術和工藝，在源頭上減少污染物排放和資源浪費，推動循環經濟模式，通過資源回收和再利用，最大限度地減少煤矸石綜合利用過程中的環境影響。鼓勵企業加強污染防治設施的建設和運行管理，確保污染物排放符合國家標準和要求。鼓勵企業進行技術裝備的更新和升級，提高污染治理效果。三是鼓勵企業加大對環境友好型技術創新的研發投入，推動煤矸石綜合利用過程的環境污染治理技術的改進和應用。通過技術創新，提高資源回收率、降低能耗和污染物排放。加強企業環境管理、信息披露和社會責任履行，建立企業環境責任追究機制，對環境違法行為依法嚴肅追責。

3.4 提高資源回收率

一是加大對煤矸石中有價值元素（如煤、金屬等）的提取和回收技術的研發投入。通過改進工藝流程和設備，提高元素的回收效率，減少資源浪費，鼓勵企業采用循環經濟模式，通過資源回收、再利用和再生，實現對煤矸石中各種資源的最大化利用，促進廢棄物的資源化利用，減少資源的消耗和浪費。二是完善資源回收的收集、儲存、運輸和銷售等環節，建立起完整的資源綜合利用體系。鼓勵企業間進行資源共享和合作，形成優勢互補，提高資源回收效率。通過改進工藝流程，降低能耗和廢棄物產生，提高資源回收的效率，推動研發和應用先進的煤矸石綜合利用工藝，實現資源的高效回收利用。三是加大對煤矸石綜合利用的科學研究和技術創新的支持力度。鼓勵企業與科研機構、高校等開展合作，共同攻克資源回收技術難題，提高回收率和質量。建立完善的資源回收監測和評估體系，對回收過程進行全面監測和評估，及時發現問題并采取相應措施，提高回收率的透明度和可追溯性，增強公眾對資源回收的認可。

3.5 優化技術路線選擇

一是針對不同地區的煤矸石資源特點和地理環境條件，選擇適合的技術路線，選取最適合的技術和工藝，對煤矸石進行綜合利用。積極引進和吸收國內外先進的煤矸石綜合利用技術和裝備，同時與國內外企業、科研機構開展合作，共同研發和采用最新的處理技術，降低煤矸石綜合利用成本，提高煤矸石綜合利用效率。二是鼓勵企業加大對煤矸石綜合利用技術研發的投入，加強科研機構與企業的合作，共同攻克關鍵技術難題。通過技術創新，實現資源回收率的提高和產品附加值的增加。選擇技術路線時，綜合考慮經濟效益和環境影響，尋找既能滿足經濟可行性要求，又能最大程度降低環境污染的技術路線，并通過生命周期評估和成本效益分析等方法進行綜合評估。三是建立一批煤矸石綜合利用的示范項目，展示先進的技術和有效的處理方式。通過示范項目的建設和推廣應用，引導企業和地方政府更加積極地選擇和采用適宜的技術路線。同時，制定煤矸石綜合利用的技術標準和規范，明確各個環節的操作要求和技術指導，通過標準化的推廣和實施，提高技術的規范化和統一化水平[5]。

3.6 創新技術的推廣

一是引入人工智能、機器學習和圖像識別等先進技術，開發智能化的煤矸石分選設備和系統。通過自動分辨、分類和分揀，提高煤矸石的分選效率和精度，實現資源的最大化利用。二是探索利用生物菌種和酶類催化劑對煤矸石進行處理和轉化，通過生物降解和轉化作用，將煤矸石中的有害物質轉化為無害或可回收的物質，減少對環境的污染，并提取有價值的物質。另外，煤矸石中的灰渣是一種常見的固廢物，而其中包含著一定的金屬和礦物資源，利用化學溶解、浮選、萃取等技術，將灰渣中的有價值元素提取出來，可用于制備合金、陶瓷材料或其他工業產品。經過處理的煤矸石可用于填充工程，如地下礦山回采過程中的礦冷巷、礦山壩體以及建筑物基礎等。通過合理的矸石填充設計和施工，不僅可以解決廢渣堆放問題，還能提供穩定的填充材料，節約土石方資源。三是開發高效的煤矸石熱能利用技術，如采用流化床鍋爐、干燥器、焚燒爐等設備，將煤矸石轉化為熱能，用于供暖、發電或其他工業熱能需求。因此，通過煤矸石的能源化利用，不僅能實現資源的再生利用，也能減少對傳統能源的依賴。

3.7 加強宣傳和教育

一是開展廣泛的宣傳活動，向公眾普及煤矸石綜合利用的意義、優勢和成果，增強公眾對該產業的理解和支持。通過媒體、互聯網等渠道，宣傳煤矸石綜合利用的技術進展、環境效益和經濟效益。加強高等教育和職業培訓機構對煤矸石綜合利用相關專業的教育和培訓力度，并提供全面的教育課程和培訓項目，培養專業人才，提高行業整體素質和水平。二是組織國內外煤矸石綜合利用領域的專業會議和展覽，促進學術交流和經驗分享，為企業提供展示產品和技術的平臺，促進技術創新和市場合作。推動煤矸石綜合利用產業的組織建設，加強企業之間的交流與合作，建立行業協會和聯盟，為企業提供信息資源、政策解讀和技術支持。三是組織煤矸石綜合利用的科普活動，向公眾普及煤矸石的來源、利用方式和環境效益。鼓勵公眾參與相關項目，增強公眾的環保意識和責任感。積極參與國際合作與交流，學習借鑒國外先進的煤矸石綜合利用經驗和技術，同時與其他國家和地區開展合作項目，共同探索煤矸石綜合利用的最佳實踐。

結語

綜上所述，我國煤矸石綜合利用產業當前還面臨較多挑戰，如資源回收率不高、技術路線選擇不明確、環境治理亟待加強等，需通過創新技術，提高資源回收率，實現煤矸石的多元化利用，同時還要優化技術路線的選擇，提高產品附加值，并進一步強化對環境污染的治理，確保產業的可持續性。另外，完善相關政策和標準也至關重要，可為產業提供穩定的政策環境和規范的市場秩序。因此，只有通過加大投入、加強科技創新，才能實現煤矸石資源的最大化利用，推動我國煤矸石綜合利用產業向可持續發展的方向邁進。

參考文獻

[1]常紀文，杜根杰，杜建磊，等.我國煤矸石綜合利用的現狀、問題與建議[J].中國環保產業，2022（08）：13-17.

[2]王玉濤.煤矸石固廢無害化處置與資源化綜合利用現狀與展望[J].煤田地質與勘探，2022，50（10）：54-66.

[3]惠鵬岳.煤矸石的特性分析及綜合利用研究[J].內蒙古煤炭經濟，2023（01）：70-72.

[4]賈敏.煤矸石綜合利用研究進展[J].礦產保護與利用，2019，39（04）：46-52.

[5]包小燕.煤矸石綜合利用存在的問題及對策[J].內蒙古煤炭經濟，2020（08）：128.

作者簡介

張少華（1990—），女，漢族，山西沁水人，碩士研究生，工程師， 主要從事應對氣候變化、協同減污降碳、排污許可等研究工作。

王浩東（1987—），男，漢族，內蒙古烏拉特前旗人，本科，工程師，主要從事礦山安全管理、環境保護、生態修復等工作。