煤矸石資源化利用的現狀分析與前景探討

作者:紅星機器 發布時間:2016-05-14 11:46:02

我國的能源賦存決定了在很長時間內,煤炭將仍然保持較高的生產量,因此煤矸石還未來一段時間內還將繼續大量產生。如不做好綜合利用工作,不僅對生態環境會造成嚴重的危害,也浪費了大量的資源。為此,本文對煤矸石的資源化利用進行研究。

一、煤矸石的危害

煤矸石中含有大量固定碳和揮發分,以及硫、鐵、銅等元素,如不進行綜合利用,則可能會對自然環境造成嚴重的危害。煤矸石堆存可能造成的危害有以下幾點:

1、占用大量的土地,加劇我國的土地資源緊張情況。

2、在露天的長期堆放過程中,逐漸被風化形成 細小顆粒及粉塵,尤其是在礦區有風的天氣下會產生揚塵,造成大氣污染。

3、煤矸石自燃會產生大量的SO2、H2S等有害氣體,與空氣中的水分、顆粒物接觸會發生酸雨沉降。

4、煤矸石長期暴露在空氣中而發生分化作用,在這過程中煤矸石可分解成部分可溶鹽,導致了土壤的鹽漬化,影響農作物的生長。

5、煤矸石長期露天堆放于地表,其表面的顆粒在降水的沖刷作用下,會形成黑色淤泥流進附近的河道湖泊中,導致河道湖泊的淤積,使河床抬高、通航能力下降、行洪能力減弱、調蓄能力降低。

6、當矸石堆積過高坡度過大時,在降雨淋濾等條件下會引起滑坡、坍塌和泥石流等地質災害。

二、煤矸石利用技術

煤矸石綜合利用技術主要包括以下幾方面:

1、煤矸石發電

煤矸石中含有相當數量的固定碳,具有一定的熱值,可用來代替燃料進行發電。煤矸石發電早期使用沸騰爐燃燒,由于其燃燒效率低,能耗大,煙氣中飛灰含量大、對鍋爐磨損嚴重,已經被循環流化床鍋爐所取代,尤其是近十年來,矸石發電所用循環流化床鍋爐正逐步向高效率、大容量方向發展,可使得入爐燃料的熱值進一步降低。

2、價值組分提取

對碳含量在30%以上的煤矸石,可以采用洗選法回收其中的大部分煤炭,然后再進行加工利用。除煤炭外,煤矸石中還有硫鐵礦、氧化鋁以及稀有金屬等可以回收。利用煤矸石中所含有的鋁元素可以回收提取氫氧化鋁,硫酸鋁等產品。將煤矸石進行顎式破碎機破碎機、煅燒、浸取、氨水中和、提純干燥后,可以得到Al(OH)3,再經高溫煅燒后可制得Al2O3。另外,還可以煤矸石為原料進行水玻璃、白炭黑等產品的生產。

顎式破碎機

3、生產建筑材料

煤矸石的礦物成分主要是硅鋁酸鹽,完全可以用于生產建筑材料。制磚和生產水泥是煤矸石在建筑行業的兩種主要的應用途徑。以煤矸石為原料燒制的空心磚比同體積的實心磚重量減輕17%,顯著降低了建筑物基礎承載負荷;其抗折強度比實心磚墻體提高20%,抗震性高;同時具有良好的隔熱保溫性能,可降低建筑物冬季取暖和夏季空調使用的能源消耗25%。煤矸石還可以用于水泥生產,其生產工藝與普通水泥相似。將煤矸石、石灰石等原料經過顎式破碎機及球磨機破碎磨洗后,混入一定量的鐵粉(或鋁粉),磨細、攪拌配制成生料,然后,在回轉窯中煅燒生成水泥熟料,再摻入石膏等磨制成水泥熟料。另外,煤矸石還可以用于混凝土砌塊、輕骨料等建筑材料的生產,得到了良好的效果。

4、充填材料

煤炭開采會造成大量的采空區和塌陷區,煤矸石則可用作充填材料,此時重要的是確定良好的級配比例。在進行采空區回填時,通常采用水力和風力兩種充填方法。水力充填是利用煤矸石進行礦井回填的常用方法。水力充填所需的水,可采用廢礦井或采煤過程中排出的廢水,回填后分離滲出的水還可以復用。

5、在農業方面的利用

煤矸石中含有一定量的有機物,可以成為微生物的載體,從而用于復合肥的生產。煤矸石生產復合肥,先將煤矸石用球磨機細磨后,與一定比例的過磷酸鈣混合,再加入一定量的活化劑,攪拌均勻后,便可以得到矸石肥料。

球磨機

球磨機

三、發展建議

為促進煤矸石綜合利用工作更好的發展,提出以下建議:

1、推進信息平臺建設。各地煤矸石產量和性質差異顯著,而且目前的交易渠道也非常欠缺,通過信息平臺,能夠方便供需雙方對接,從而有力促進綜合利用產業的發展。

2、強化主體責任。煤矸石是煤炭生產過程中的副產品,其處理處置的主體應是煤礦,因此政府相關部門應根據相關法規制度,使煤炭企業切實承擔起煤矸石綜合利用的主體責任。

3、堅持發展大宗利用技術。煤矸石的產生規模巨大,而高值化利用技術則往往只能利用其中的一小部分,對整體利用率的提高幫助很小。必須堅持發展推廣回填、建材生產等大宗利用技術,以便早日實現煤矸石的完全利用。

綜上可知,煤矸石具有極高的利用價值,加強煤矸石的資源化利用,對解決我國資源短缺的現狀,促進我國資源的可持續發展及經濟的發展具有重要作用。如果您有煤矸石開發利用設備方面的需求,歡迎咨詢紅星機器客服熱線:0371-67772727。