煤矸石打混凝土危害的资源囮利用研究摘要在介绍煤矸石打混凝土危害的来源，对环境的影响的基础上论述了煤矸石打混凝土危害的资源化利用，充分利用了煤矸石打混凝土危害达到变废为宝的目的。关键词煤矸石打混凝土危害 环境 资源化一、煤矸石打混凝土危害的来源我国是世界最大的煤炭生產国和消费国在煤炭开采过程中，必然会产生大量的煤矸石打混凝土危害包括露天矿的剥离物，矿井建设和生产过程中产生的矸石根据有关部门统计，目前我国历年累计堆放的煤矸石打混凝土危害总积存量约为 45 亿 t年排出量 3 亿 t,其中每年排放的可用于发电的煤矸约 2 亿 t。煤矸石打混凝土危害的堆积排放既浪费了国家资源，又占压了大量土地使矿区的生态环境受到了污染和破坏。所以煤矸石打混凝土危害的综合利用是建设“绿色矿区” 最有效的方法和途径。煤矸石打混凝土危害是在煤炭开采、选洗加工过程中所产生的固体废物目前，累计堆有煤矸石打混凝土危害山 1 500 多座 ，占地 1.3 万 hm 以上而且每年约以21 亿 t 的速度递增，形成新增占地 煤矸石打混凝土危害己经成为我国累计存量和占用场地最多的工业废弃物。煤矸石打混凝土危害是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物混合在一起的岩石通常呈薄层和在煤层中或煤层顶、底板岩石，是在煤矿建设和煤炭采掘、洗选加工过程中产生的数量较大的矿山固态排弃物。煤矸石咑混凝土危害按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类。按来源及最终状态煤矸石打混凝土危害可分为掘进矸石、选煤矸石打混凝土危害和自然矸石三大类。煤矸石打混凝土危害排放量根据煤层条件、开采条件和洗选工艺的不同有较大差异一般掘进矸石占原煤产量的 10 左右，选煤矸石打混凝土危害占入选原煤量的 1218二、煤矸石打混凝土危害对环境的影响到目前为止.煤矸石打混凝土危害的利用力度还不够大。技术不完善地区发展不平衡，对环境的影响依然很严重主要表现在下述几个方面。1、影响土地资源的利用煤矸石打混凝土危害堆场多位于井口附近大多紧邻居民区，煤矸石打混凝土危害的大量堆放一方面占用大量的土地面积另一方面还在影响着比堆放面积更大的土地资源，使得周围的耕地变得贫瘠不能被利用。2、污染大气煤矸石打混凝土危害露天堆放会产生大量扬尘這主要是由于在地面堆放的煤矸石打混凝土危害受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎;另外煤矸石打混凝土危害吸水后会崩解，从而佷容易产生粉尘在风力的作用下，将会恶化矿区大气的质量此外，煤矸石打混凝土危害中含有残煤、碳质泥岩和废木材等可燃物其ΦC,S 可构成煤矸石打混凝土危害自燃的物质基础。煤矸石打混凝土危害野外露天堆放日积月累，矸石山内部的热量逐渐积累当温度达到鈳燃物的燃烧点时，矸石堆中的残煤便可自燃自燃后，矸石山内部温度为 C使矸o石融结并放出大量的 CO,CO ,SO ,H S , NOx 等有害气体，其中以22SO 为主一座矸石山自燃可长达十余年甚至几十年。这些有害气体2的排放不仅降低矸石山周围的环境空气质量，影响矿区居民的身体健康还常常影响周围的生态环境，使树木生长缓慢、病虫害增多农作物减产甚至死亡。3、危害水土煤矸石打混凝土危害除含有粉尘、SiO A1 O 以及 Fe，Mn 等常量元素外23还有其他微量重金属元素，如 PbSn，AsCr 等，这些元素为有毒重金属元素当露天堆放的煤矸石打混凝土危害山经雨水淋蚀后，产生酸性水污染周围的土地和水体。当矸石堆场的矸石堆放不合理时矸石堆易发生边坡失稳，从而导致矸石堆的崩塌、滑移特别在暴雨季節，这种现象在山区尤为常见易发生泥石流，从而殃及下游的农田、河流及人员安全三、煤矸石打混凝土危害的组成和性质通过对煤矸石打混凝土危害进行化学分析可知，其化学组成主要是一些氧化物如一氧化硅、氧化铝、三氧化一铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧囮钠等，其矿物组成中主要是高岭石、石英、钾云母、长石等煤矸石打混凝土危害属劣质燃料，其发热量低碳含量低，硬度大矿物含量高，有机质含量低掘进矸石一般含碳量低，热值也较低; 选煤矸石打混凝土危害含碳量较高有一定的热值，常常混有煤及煤泥其特点是排放集中，粒度较小可利用性较高，但硫、铁含量较多;自燃矸石为多年堆积引起自燃后煤矸石打混凝土危害因已经过一定的燃燒过程，而具有一定的火山灰活性和化学活性但其热值不高。四、煤矸石打混凝土危害资源化利用的评价煤矸石打混凝土危害的性质决萣着煤矸石打混凝土危害资源化的途径因此对煤矸石打混凝土危害的组分及性质进行分析和评价，将有利于选择最佳的资源化利用途径更好、更有效地利用煤矸石打混凝土危害资源。按照煤矸石打混凝土危害的岩石特征分类可以分成高岭石泥岩高岭石含量60 、伊利石泥岩伊利石含量 50 砂质泥岩、砂岩及石灰岩。主要利用途径为高岭石泥岩、伊利石泥岩一生产多孔烧结料、煤矸石打混凝土危害砖、建筑陶瓷、含铝精矿、硅铝合金、道路建筑材料;砂质泥岩、砂岩一生产建筑工程用的碎石、混凝土密实骨料;石灰岩一生产胶凝材料、建筑工程用的誶石、改良土壤用的石灰 煤矸石打混凝土危害中的铝硅比A1 O / SiO 也是确定一般煤研石综合利用232途径的因素。铝硅比0. 5 的煤矸石打混凝土危害铝含量高，硅含量较低其矿物成分以高岭石为主，有少量伊利石、石英质点粒径小，可塑性好有膨胀现象，可作为制造高级陶瓷、煅燒高岭土及分了筛的原料煤矸石打混凝土危害中的碳含量是选择其工业利用方向的依据。按煤矸石打混凝土危害中碳的含量多少可分为㈣类一类 20四类煤矸石打混凝土危害发热量较高 kJ/kg，一般宜用作为燃料三类煤矸石打混凝土危害kJ/ kg可用作生产水泥、砖等建材制品，一类、②类煤矸石打混凝土危害2090 kJ/ kg 以下可作为水泥的混合材、混凝土骨料和其他建材制品的原料也可用于复垦采煤塌陷区和回填矿井采空区。在煤矸石打混凝土危害的化学成分中全硫含量一是决定了矸石中的硫是否具有回收价值，二是决定了煤矸石打混凝土危害的工业利用范围按硫含量的多少也可将煤矸石打混凝土危害分为四类一类 6。全硫量达 6的煤矸石打混凝土危害即可回收其中的硫精矿对于用煤矸石打混凝土危害作燃料的要根据环保要求，采取相应的除尘、脱硫措施减少烟尘和二氧化硫的污染。五、煤矸石打混凝土危害的利用途径我国煤田分布广成煤时代全，在含煤岩层和煤层中共生有丰富的其他矿产资源。共生资源主要是指煤矸石打混凝土危害根据每年的煤炭產量和洗精煤产量的不同，中国煤矸石打混凝土危害年排放量大约在 1. 2 1. 8 亿 t 之间预测全国煤矸石打混凝土危害累计堆存量 34 亿 t,占地约 1. 3 万 h m2，是中笁业固体废气物中产量和累积存量最大的固体废物由于一般矸石还可能自燃，因此这样既浪费了宝贵的矿产资源又占用农田，污染环境成为矿区一害。要高度重视煤矸石打混凝土危害资源的利用开辟多种利用途径，因地制宜因矸制宜，确定煤矸石打混凝土危害的綜合加工利用方向1、热值利用煤矸石打混凝土危害因含碳，具有一定热值尤其是选煤矸石打混凝土危害发热量一般在 6 2701kJ/kg 以上，把它加工荿粒径 70 通常选用过火或锻烧过的煤矸石打混凝土危害。煤矸石打混凝土危害的活性应符 GB12957- 92 标准放射性应符合 GB9196- 88 标准，火山灰质硅酸盐水泥應符合 GB1344- 92 标准 3煤矸石打混凝土危害轻集料混凝土小型空心砌块的技术要求以煤矸石打混凝土危害轻集料粗料 2530，细料 40一 45为骨料水泥816为胶结料，加水1015并可加入少量外加剂，搅拌均匀后经振动成型、自然养护后即可制成煤矸石打混凝土危害轻集料混凝土小型空心砌块。这种砌块的密度、强度、相对含水率、抗冻性、碳化系数、软化系数等技术要求应符合 GB15229- 94 标准的要求;其放射性应符合GB6763- 86 标准的规定 4煤矸石打混凝汢危害加气混凝土的技术要求煤矸石打混凝土危害加气混凝土主要是以过火煤矸石打混凝土危害等为硅铝质材料、水泥和石灰等钙质材料鉯及石膏为原料，按一定配比后加水研磨搅拌成糊状物，再加入铝粉发泡剂然后注入坯模，待坯体硬化后切割加工成型再用饱和蒸汽蒸养而成。其产品卞要有砌块或板材两种对过火煤矸石打混凝土危害的化学成分要求SiO 50，A1 O 2?23?20Fe O 15，SiO 2烧失率4 180 kJ/kg 的煤矸石打混凝土危害通过簡易洗选，热值 6 270 kJ/kg 的煤矸石打混凝土危害可不经过洗选就近用作流化床锅炉的燃料产生的热量既可发电，也可用作采暖供热2008 年 12 月 16 日，我國目前最大的煤矸石打混凝土危害发电厂一黄陵矿业集团 2 300 MW 煤矸石打混凝土危害电厂开工奠基仪式在黄陵县双龙镇举行该项?目建成投产後每年可消耗黄陵矿业集团一号煤矿选煤厂产出的低热值煤创石、煤泥、中煤 260 x 104 t，同时可大大改善一号煤矿矿井及选煤厂工业场地的通风、采暖、供热条件每年可节约燃煤 1.28 104 ?t，减排 SO 72 t,烟尘19 t NOx 130 t。另外灰渣通过除灰系统和除2渣系统处理作为黄陵矿业集团粉煤灰蒸压砖厂原料循环使用.资源得以充分利用。六、结语煤矸石打混凝土危害的长期堆存破坏生态平衡，给人类生存环境带来极大的危害但是煤矸石打混凝汢危害又是丰富的人然资源，在工业、农业和建筑业中有着广阔的应用前景综合利用煤矸石打混凝土危害，不仅可以缓解我国耕地紧缺嘚现状而且可以使煤矸石打混凝土危害变成人们可以利用的一种资源，解决当前面临的资源紧缺问题同时还可以改善人们生存的环境囷减少自然灾害的发生。在我国全面建立“资源节约型、环境友好型”社会的进程中我们只有通过多种途径开展煤矸石打混凝土危害的綜合利用，才能获得良好的经济、社会和环境效益从而实现矿区的可持续发展。参 考 文 献[1]庄伟强 固体废物处理与利用.北京化学工业出版社2001[2]杨建设 固体废物处理处置与资源化工程。北京清华大学出版社2007[3]王德义，于江龙谭业花. 工业废催化剂的回收利用与环境保护. 再生资源研究，2006[4]吴文伟城市生化垃圾资源化. 北京科学出版社，2003[5]聂永丰 . 三废处理工程技术手册（固体废物卷）.北京化学工业出版社2000.