煤矸石資源再生利用途徑

姚宏龍

(大同煤礦集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

煤矸石資源再生利用途徑

姚宏龍

(大同煤礦集團(tuán)馬道頭煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 大同 037000)

煤炭工業(yè)在生產(chǎn)過程中會(huì)不可避免地產(chǎn)生煤矸石這種固體廢物，為了響應(yīng)國(guó)家節(jié)能減排的號(hào)召，煤礦行業(yè)必須加強(qiáng)對(duì)煤矸石資源的再生利用。對(duì)煤矸石資源再生利用途徑進(jìn)行了探究，尋找出了煤矸石再生利用的高效途徑，以便我國(guó)煤礦行業(yè)對(duì)煤矸石資源進(jìn)行妥善處理。

煤礦行業(yè)；煤矸石資源；再生利用

對(duì)煤矸石中各種化學(xué)元素的含量以及所占比例檢測(cè)分析表明，煤矸石物質(zhì)中的主要化學(xué)元素是硅和鋁。對(duì)于少部分富鋁質(zhì)煤矸石，其包含的鋁元素高于硅元素。煤矸石除了硅和鋁元素之外，還包含少量的鈣、鉀和鈉元素。但在煤矸石中鈉、鉀元素的含量十分稀少，其構(gòu)成主體仍是硅和鋁的化合物[1]。

1 我國(guó)煤矸石資源再生利用存在的問題

1.1 煤矸石資源總體利用水平不高

我國(guó)的煤礦企業(yè)與發(fā)達(dá)國(guó)家煤礦企業(yè)相比，生產(chǎn)規(guī)模較小，缺乏較多的研究資金投入到煤矸石資源再生利用研究中去，再加上我國(guó)科技水平還相對(duì)落后，造成了技術(shù)含量較高的煤矸石再生利用工藝無法在我國(guó)煤礦行業(yè)進(jìn)行大規(guī)模推廣。此外，我國(guó)煤礦生產(chǎn)的產(chǎn)品品種過于單一，限制了對(duì)煤矸石資源再生利用進(jìn)一步研究。

1.2 各地區(qū)煤矸石資源利用情況發(fā)展不均衡

由于煤礦資源在我國(guó)領(lǐng)域中的分布呈現(xiàn)不平均的現(xiàn)象，導(dǎo)致了煤炭資源相對(duì)短缺的地區(qū)，會(huì)動(dòng)用更多的資源對(duì)煤矸石的開發(fā)利用進(jìn)行扶持，進(jìn)而使得區(qū)域內(nèi)的煤矸石資源的利用效率較高；對(duì)于煤炭資源相對(duì)豐富的區(qū)域，只是對(duì)優(yōu)質(zhì)的煤炭資源進(jìn)行利用，對(duì)于品質(zhì)差的煤矸石資源則可能會(huì)棄之不用，進(jìn)而造成了煤矸石資源的低利用率現(xiàn)象。

1.3 二次污染嚴(yán)重

盡管目前我國(guó)少數(shù)煤礦企業(yè)對(duì)煤矸石進(jìn)行了再生利用，但是受科學(xué)水平的限制，在對(duì)煤矸石資源的利用過程中，企業(yè)尚未具備完善的再生利用工藝。有些企業(yè)針對(duì)節(jié)能減排的目標(biāo)對(duì)煤矸石資源進(jìn)行再生利用，但在利用過程中卻對(duì)環(huán)境造成了二次污染，最終導(dǎo)致節(jié)能減排的目標(biāo)不僅沒有實(shí)現(xiàn)，而且給環(huán)境保護(hù)帶來了更多的問題。

2 煤矸石資源再生利用途徑分析

2.1 煤矸石資源的能源利用

煤矸石資源是煤礦行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的固體廢料，具有一定的能源資源，因此，煤矸石資源進(jìn)行能源利用是行之有效的再生利用途徑。在對(duì)煤矸石資源進(jìn)行能源利用之前，需要進(jìn)行煤矸石含碳量分析工作，根據(jù)煤矸石含碳量的高低水平，決定煤矸石如何進(jìn)行能源利用[2-3]。

2.1.1 回收煤炭

回收混在煤矸石中的煤炭資源，是煤矸石資源進(jìn)行再生利用必需的預(yù)處理工作。煤矸石資源作為煤礦工業(yè)產(chǎn)生的固體廢料，其內(nèi)部必然夾雜著大量?jī)?yōu)質(zhì)的煤炭資源，若這些煤炭資源跟隨煤矸石進(jìn)行再生利用處理，不僅會(huì)造成能源的浪費(fèi)，而且會(huì)降低煤礦企業(yè)的生產(chǎn)效益。為了避免這種現(xiàn)象的發(fā)生，在煤矸石資源化再生利用之前，必須通過技術(shù)手段對(duì)其內(nèi)部煤炭資源進(jìn)行回收。目前，從煤矸石資源中回收煤炭主要是通過洗選工藝實(shí)現(xiàn)的，洗選工藝中的水力旋流器分選以及重力介質(zhì)分選，有效地對(duì)煤矸石資源和煤炭資源進(jìn)行分離。對(duì)煤炭資源進(jìn)行回收之后，煤矸石將會(huì)具備更加穩(wěn)定的性能，進(jìn)而確保煤矸石建材以及化工利用的質(zhì)量。

2.1.2 煤矸石資源發(fā)電

對(duì)于含碳量較高的煤矸石資源，可以把其作為流化床鍋爐的燃料進(jìn)行利用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國(guó)在20世紀(jì)90年代已經(jīng)掌握了相應(yīng)的消煙除塵技術(shù)，這也為煤矸石資源發(fā)電的實(shí)現(xiàn)提供了保障。隨著對(duì)利用煤矸石資源發(fā)電技術(shù)研究的深入，利用煤矸石資源進(jìn)行發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)煤矸石再生利用的主要途徑。煤矸石發(fā)電工藝具有簡(jiǎn)單的特點(diǎn)，其工藝技術(shù)要求較低。在發(fā)電過程中，首先對(duì)煤矸石進(jìn)行碾壓處理，把煤矸石的粒徑碾壓至規(guī)定粒徑，隨后送入到鍋爐中進(jìn)行燃燒，進(jìn)而產(chǎn)生能量。對(duì)煤矸石產(chǎn)生的污染物質(zhì)則通過消煙除塵技術(shù)進(jìn)行處理，避免出現(xiàn)二次污染的現(xiàn)象。利用煤矸石進(jìn)行發(fā)電不僅解決了煤矸石帶來的環(huán)境污染問題，而且利用煤矸石再次提供了能源，幫助煤礦企業(yè)完成了節(jié)能減排的目標(biāo)。

2.2 煤矸石資源作為建筑材料的利用

目前，煤矸石資源作為建筑材料主要是通過煤矸石制磚和制水泥2種途徑實(shí)現(xiàn)的。煤矸石制磚的生產(chǎn)工藝基本上與黏土制磚工藝相似，但在生產(chǎn)過程中需要先對(duì)煤矸石進(jìn)行破碎處理，然后再作為制磚原料。在煤矸石破碎過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，煤礦企業(yè)需要借助除塵器對(duì)粉塵進(jìn)行控制，避免造成粉塵污染。煤矸石制水泥利用了煤矸石化學(xué)成分與黏土較為接近這一特性，并且煤矸石中還包含著少量的熱量，因此可以完全代替黏土進(jìn)行水泥生產(chǎn)。利用煤矸石生產(chǎn)燒結(jié)磚以及制備水泥，不僅技術(shù)要求低，生產(chǎn)工藝操作簡(jiǎn)單，而且可以節(jié)省黏土資源，對(duì)國(guó)土資源進(jìn)行了保護(hù)。此外，煤矸石生產(chǎn)出的建材可以完全滿足建筑要求，進(jìn)而為煤礦企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。

2.3 煤矸石資源的化工利用

由于我國(guó)地質(zhì)條件較為復(fù)雜，煤矸石資源包含著大量的有益礦物，因此，可以通過工業(yè)技術(shù)對(duì)煤矸石中的有益礦物進(jìn)行提取利用。目前，煤矸石資源化工利用的主要途徑就是制備鋁鹽，鋁鹽是我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的重要原料之一，利用煤矸石制備鋁鹽主要產(chǎn)物有聚合氯化鋁、硫酸鋁、氫氧化鋁以及氧化鋁。利用煤矸石實(shí)現(xiàn)鋁鹽的制備，不但節(jié)省了我國(guó)鋁礦資源的消耗，而且妥善處理了煤矸石廢料，實(shí)現(xiàn)了變廢為寶的目標(biāo)。

3 結(jié)語

煤矸石的再生利用，不僅可以提高煤礦企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以對(duì)我國(guó)的環(huán)境進(jìn)行保護(hù)。對(duì)煤矸石再生利用途徑進(jìn)行探究，是為了尋求煤矸石再生利用更高效的途徑，確保煤矸石資源的再生利用率最大化，幫助煤礦企業(yè)最大限度地實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo)。

[1] 張春定，趙湘娟.淺談煤矸石循環(huán)流化床鍋爐的應(yīng)用[J].廣東科技,2013(16):218,200.

[2] 張曉宇.煤矸石綜合利用途徑的分析[J].化工管理,2014(35):3-4.

[3] 張凱峰，吳雄，楊文，等.煤矸石建材資源化的研究進(jìn)展[J].材料導(dǎo)報(bào),2013,27(z1):290-293.

Recyclingmethodsofcoalgangueresources

YAOHonglong

(DatongCoalMineGroupMadaotouCoalIndustryCo.,Ltd.,DatongShanxi037000,China)

The coal industry will inevitably produce coal ganguein production process, which is solid waste.In order to respond to the call of national energy saving and emission reduction,coal industry must strengthen the recycling of coal gangue resources. The recycling ways of coal gangue resources are explored, and an efficient way to reuse coal gangue is found outso as to properly handle coal gangue resources in China’s coal mining industry.

coal mining industry; coal gangue resources; recycling

2017-01-18

姚宏龍，男，1987年出生，2012年畢業(yè)于黑龍江科技學(xué)院礦物加工工程專業(yè)，助理工程師，從事煤礦運(yùn)銷站工作。

10.16525/j.cnki.cn14-1109/tq.2017.03.21

TQ536;TD849

A

1004-7050(2017)03-0066-02

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