煤矸石对环境的危害及其综合利用.pdf

江苏煤炭年第期 活净 谋与珠保 煤砰石对环境的危害及其综合利用 张晋霞 , 叶璀玲 , 杨建国 中国矿业大学化工学院 , 江苏徐 州 【摘要〕煤研石是当前我国排放量最大的工业 固体废弃 物之一 , 大量侵占土地 , 严 重污染 环境 。 而煤奸石又是一种可再生资源 , 只有对其进行综合利用 , 才能节约资源 , 改 善环境 , 实现 资源优化配置和可持续发展 。 关键词煤研石综合利用环境保护 中图分类号 ‘ 文献标识码文章编号 一一一 引言 煤研石是煤炭 开采和洗选加工 过程 中产生 的固体废弃 物 , 是当前我国排放量最大的工业 固 体废弃物之一 。 据不完全统计 , 我 国煤矿煤研石 总量累计达亿 , 占用 土地约万耐 , 形成 研石山多座 , 并且 还以每年约时的 速度增 长 。 大量 的煤研石不仅侵 占土地 , 而且还 会 发生自燃或雨淋 , 严重 影响周 围大气 、 水体和 环境的质量 。 然而 , 煤研 石 中的可燃成 分和矿物质又是很 好 的燃料和工 业 原 料 , 是 一 种可以综合利用 的 “ 可再生资源 ”。 因此 , 若对其进行资源化利用 , 不 但可以节 约资源 , 改善环境 , 而且 还可以实现资 源优化配置和可持续发展 。 煤歼石对环境的危害 和状态时便可能形成泥石流 。 如枣庄煤矿北井一 研石山发生坍塌 , 导致人死亡 , 人受伤阎 。 煤歼石自燃对环境 的污染 。 据统计 , 我国大约有三分之一 的砰石山发生 过 自燃 , 放出大量 的 、、、 和氮氧化 物等有害气体并伴有大量 烟尘 , 对矿区环境造成 严重污染 。 煤研石对水体和土壤的污染 。 煤研石经 雨水淋溶进入水域或渗入土壤 , 会 影响水体和土壤 , 并 被植物根部所吸 收 , 影响农 作物 的生长 , 造成农业减产 , 同时 , 还会通过食物 链进入人体 , 危及人类健康 。 石干石山造成的滑坡和泥石流 。 研 石山堆 积 过高 , 坡 度 过大 , 就容易造成滑 坡 由于降雨等作用使得研 石山的含水量达到饱 煤歼石的综合利用 , 作为燃料 煤歼石中有一些煤或可燃成分 , 是可以作为 燃料使用 的 , 热值在以上 的煤研石可 以作为沸腾炉 的燃料直接燃烧 , 用于矿区供热或 发 电 。 利用煤研石进行发电 , 不仅有效地降低了 环境污染 , 还取得了显著的经济效益 。 生产建筑材料 用煤研石制砖 煤研石制砖 包括用煤歼石生产烧结砖和内 燃砖 。 煤砰石砖以煤研石 为主要原料 , 一般 占坯 料重量 的 以上 , 有 的全部以煤研石为原料 , 外掺少量粘土 。 由于煤砰石 的成分和性质各不同 , 并不是所 有的煤歼石都能制砖 。 经实践证明 , 泥质和碳质 煤歼石质地软 、 易于粉碎成型 , 是 生产煤研石砖 较为理想 的原料 。 煤研石粉碎后 的颗粒应控制在 以下 , 小于的含量不低于 , 塑 性指数一般应控制在 一 之间网 。 内燃砖 , 是将粉碎 的煤研石 和粘土混合在一 起 , 并配以适当的石灰 , 按粘土砖或 蒸汽养护砖 的生产工艺加工 。 在焙烧过程 中 , 煤歼石产生的 全部热量将砖烧热 , 制得 的砖就是 内燃砖 。 一般 每块砖只需要热值 一 。 煤研石作原燃料生产水泥 煤研石 的化学成分和粘土相近 , 可以用其代 替粘土和部分燃料生产水泥 , 取得节省好煤 , 少 年第期张晋霞等煤研石对环境的危害及其综合利用 占用土地 , 保护环境的效果 。 以煤研石 、 石灰石和无 烟煤 为主要 原料 , 并 使用石膏 、 萤石等复合 矿化剂 , 配制成 适当成分 的生料烧至部分熔融 , 得 到 的是以硅酸钙 为主要 成分 的熟料 , 称之为硅 酸水泥熟料 。 当烧 制出高 质量 的硅 酸盐水泥熟料后 , 可按 照水泥 的有关国 家质量标准生产出多种通用水泥 。 煤研石作水泥混合材料 为了改善水泥 的某种特性 , 提高水泥 的质 量 , 降低成本 , 在磨制水 泥 时 , 掺入一定比例 的天 然或人工无机矿物质材料 , 称为 “ 混合材料 ”。 煤 砰石 经自燃或人工媛烧后具有一定活性 , 可掺人 水泥中作活性混合材料 〔二 。在水 泥熟料中掺人 的煤研 石 , 可制得 普通 硅 酸盐水泥掺量超过 时 , 按 国家规定为火山灰硅酸盐水泥 。 煤研石生产轻骨料 轻骨料是一种多孔轻质建筑材料 。 它与水泥 配制而成的轻质混凝土 , 与普通混凝土相比 , 具有 自重轻 、相对强 度高 、保 温 、抗震性能好 等优点 。 煤研石轻骨料 , 一般是把煤研石破碎后 , 进 行焙烧 , 然后破碎 、筛分而成。 采用自燃煤研石作 轻骨料时 , 硫化物及硫酸盐的含 量不得超过 , 氯离子不得超过 。 提取及制备化工原料 用煤研石制取聚合氯化铝和水玻璃 煤研石 的主要成分是和 。 如果将 其破碎 、焙烧、 酸溶 、 过 滤 , 那么滤液中的氯 化 铝 经过浓缩 、结 晶 、热解、 聚合 、 干燥等作用 , 就可制 成 聚合氯化铝 网 。 滤渣 中的与加人 的 反 应 , 在 ℃至巧℃的温 度 下 , 反 应 一 , 然后在贮存池 中沉淀 , 滤 去 不溶物 , 滤 液浓 缩 后 便得到水玻璃 。 该工艺产生 的残渣含有大量活性 物质 , 可用作建筑材料 , 如作为水泥配料 。 对有些 煤研石原料 , 还可从残渣中提取金属元素 。 用煤研石制取硫酸钱 硫酸馁工 业 上 主要 是合 成 氨与硫酸 直 接作 用或将氨与二氧化碳通人石膏粉 的悬浮液制得 。 用煤研石 生产硫酸 钱 的原理是煤研石内部的硫 化铁在高温 下形 成 二氧化 硫 , 再氧化成三 氧 化 硫 , 三 氧 化硫遇 水 而形成硫酸 , 并与 氨的化合物 生成硫酸钱 。 经检验 , 这种硫 酸钱 的肥效很好 。 生产肥料或改良土壤 煤研石制备有机复合肥料 煤研石 中一般含有大量的碳质页岩 , 其有机 含量可达 巧 一 , 并且煤歼石中含 有植物生 长所必需 的 、、 、 等微量元素 , 所以可 以利用煤研石生产有机复合肥料 。 北京市勘察院 与中国地质大学合作 , 利用煤研石生产高浓度有 机 复合肥 , 具有 速效和 长效的特点 , 适 用 于各种 农作物的土壤 。 改 良土壤 利用煤研石 的弱 酸性及其中含有 的多种微 量元素和营养成分 , 可将其用 于改 良土壤 , 提 高 土壤 的酸性和疏松度 , 并 可增加土壤的肥效 。 具 体实施时 , 要查清楚土壤的化学成分和性质 , 并 在其中掺人有机肥料 。 结语 煤研石不仅 占用大量土地 , 而且严重污染环 境 , 所以开发利用 煤研石具有保护环境和产生经 济效益两重意义 。 目前 , 我 国已将煤研石用于发 电 , 生 产各种化工产品 、 建筑材料和有机复合肥 料等 。 但总 的说来 , 开发利用煤研石在 我 国还 属 于起步阶段 , 利用规模还很小 , 大约为产出总量 的 。 因此 , 必须加大力度开发与研制新技术 、 新设备 , 以充分利用矿产可再生资源 , 减少污染 , 促进资源与环境的可持续发展 。 参考 文献〕 川 屈连忠煤矿环保优秀论文集【北京煤炭工业 出版 社 , 【张莉 , 等 浅谈煤研石综合利用与生态环境山西能 源与节能 ,, 」江洪清 煤研石对环境的危害及其综合治理与利用 煤炭加工与综合利用 ,, 【马超 , 等煤研石 的排放对生态环境影 响的分析煤 矿环境保护 ,, 」常允新 , 等煤研石 的危害及 防治中国地质灾害与 防治学报 , , 〔」张策 , 等 煤矿固体废 物治理 与利用北京 煤炭 工 业出版社 , 仁 〕尹国勋 , 等 煤矿环境地 质灾害与防治」北 京煤炭 工业 出版社 , 【 〕 蔡明华 浅谈我国煤研石利用 的技术途径煤矿环境 保护 ,, 作者简介 张晋霞一 , 女 , 年毕业于中国矿业大学化工 学 院矿物加工工程专业 , 现为该校在读硕士研究生 。 收稿日期 一一