举例分析煤炭企业煤矸石的综合利用
- 格式:doc
- 大小:41.00 KB
- 文档页数:6
煤炭资源的煤矸石综合利用与资源化煤矸石是指采矿或煤炭加工厂废弃物中含有一定煤炭的碎石和岩石。
由于煤矸石中仍然含有一定的有价值煤炭,煤矸石的综合利用和资源化成为了当前煤炭资源开发与环境保护的重要课题。
本文将就煤矸石的综合利用和资源化进行探讨。
一、煤矸石的利用前景煤矸石具有较高的煤炭含量,经过适当的处理和提纯,可以得到高质量的煤炭,这对于煤炭资源利用具有重要意义。
同时,煤矸石中还存在着一定的有色金属、化学元素等资源,可以进行回收和利用。
因此,煤矸石的综合利用前景广阔。
二、煤矸石的综合利用方式1. 煤矸石的煤炭化煤矸石中的煤炭可以通过改变其物理结构和化学性质,将其转化为高质量的煤炭产品。
比如采用煤炭干法选煤、浮选法选煤等技术将煤矸石中的煤炭进行分离和提纯,可以得到煤质更好的煤炭。
2. 煤矸石的能源利用煤矸石中的一部分有机物质可以通过煤炭气化或者焦化技术转化为燃料,用于发电、供热等用途。
同时,煤矸石中的煤炭尾气还可以作为工业原料进行利用。
3. 煤矸石的资源化利用煤矸石中含有的有色金属、化学元素等资源可以进行回收和再利用。
通过适当的技术处理,可以从煤矸石中提取出有价值的金属元素,如铁、铜、铝等,用于制造工业产品。
三、煤矸石综合利用的优势与挑战1. 优势煤矸石综合利用可以充分发挥煤炭资源的效益,减少煤炭资源的浪费。
此外,煤矸石综合利用还可以减少环境污染,提高生态环境质量。
2. 挑战煤矸石的综合利用涉及到复杂的技术问题,需要投入大量的资金和技术力量。
同时,煤矸石的利用还存在一定的环境风险,如灰尘污染、废水处理等问题,需要采取相应的措施来解决。
四、煤矸石综合利用的前景尽管煤矸石的综合利用面临一些技术和经济上的挑战,但是随着科学技术的不断进步和环保意识的增强,煤矸石的综合利用前景仍然十分广阔。
未来,我们可以通过开发新的煤矸石资源化技术、完善煤矸石综合利用政策等方式,进一步促进煤炭资源的开发利用和环境保护工作。
综上所述,煤矸石综合利用与资源化对于煤炭资源的开发利用和环境保护具有重要意义。
煤矸石的综合利用分析煤矸石是指在煤炭生产和使用过程中产生的废弃物。
随着全球能源需求的增长,煤矸石的产量也在不断增加。
然而,由于煤矸石的高含灰量和碳含量低的特点,其在环境和资源利用方面面临着诸多挑战。
因此,对煤矸石进行综合利用成为一种重要的途径,能够提高资源利用效率和减少环境污染。
首先,煤矸石可以被用于发电。
煤矸石作为一种替代燃料,可以发电厂中用于发电。
尽管煤矸石的燃烧效率较低,但通过简化燃烧设备和采用先进的燃烧技术,可以提高发电效率。
这样不仅可以充分利用煤矸石的能源价值,减少煤炭的消耗,还可以减少污染物的排放,对环境保护起到积极的作用。
其次,煤矸石可以用于制砖。
煤矸石中含有一定的无机物质,经过加工后可以用于制作砖块。
煤矸石砖具有较高的抗压强度和热稳定性,适用于建筑和基础设施建设。
此外,制砖过程中煤矸石可以替代部分黏土,减少天然资源的消耗。
再次,煤矸石还可以用于制纸。
煤矸石中含有一定的纤维素和纸浆成分,可以作为纸张的原料。
通过煮碱法和浆洗工艺,煤矸石可以转化为高质量的纸浆,供纸张生产使用。
这样既可以减少对木材的依赖,保护森林资源,又可以减少废弃物的排放。
综上所述,煤矸石的综合利用是一项重要的任务。
通过将煤矸石用于发电、制砖、制纸和建材等领域,可以提高资源利用效率,减少环境污染。
同时,还需要进一步研究和开发煤矸石的综合利用技术,提高利用率和产品附加值,促进可持续发展。
最后,政府和企业应加强对煤矸石综合利用的政策支持和投入,推动其应用和推广。
煤矸石资源化利用模式研究及案例分析煤矸石作为煤矿开采过程中产生的废弃物,长期以来被视为一种环境污染源,对土壤、水源以及大气环境造成严重影响。
然而,近年来,随着环境保护意识的提高和资源利用的重视,煤矸石资源化利用逐渐引起了人们的关注。
本文将对煤矸石资源化利用的模式进行研究,并通过案例分析来进一步探讨这一领域的发展前景。
煤矸石资源化利用的意义重大。
煤矸石中含有丰富的煤炭资源,其中的有机质可以被开发利用,从而实现煤炭资源的有效回收与再利用。
此外,煤矸石中还含有一定量的无机物质,如铁、硫、铝等,这些元素也可以通过合理的技术手段得以回收利用,减少对自然资源的过度开采,实现可持续发展。
目前,针对煤矸石资源化利用,已经涌现出多种模式和技术途径。
其中,最为常见的包括煤矸石洗选、煤矸石焦化、煤矸石发电以及煤矸石燃气化等。
首先,煤矸石洗选是一种常见的资源化利用模式。
通过对煤矸石进行物理、化学等方式的处理,可以使其得以分离,从而达到提取其中有价值物质的目的。
这种模式在保证煤炭资源回收的同时,也能减少对环境的污染。
例如,利用煤矸石洗选技术可以将煤矸石中的煤粒分离出来,使其变为可供燃烧的煤炭,从而实现对资源的有效利用。
其次,煤矸石焦化也是一种常见的资源化利用模式。
通过对煤矸石进行高温加热、干馏等处理,可以得到焦炭、煤焦油等有价值的化工产品。
这种模式不仅可以将煤矸石中的有机质进一步利用,还可以降低其含硫量,减少对环境的污染。
例如,将煤矸石进行焦化处理后,可以得到高质量的焦炭,用于冶金、化工等行业,取代部分天然焦炭资源的消耗,实现煤炭资源的有效利用。
此外,煤矸石发电和燃气化也是重要的资源化利用模式。
煤矸石发电通过将煤矸石燃烧产生的热能转化为电能,实现清洁能源的生产。
这种模式在解决能源供应紧张的同时,也可以减少对煤炭的需求,降低对自然环境的破坏。
煤矸石燃气化则是通过加热煤矸石,使其在高温条件下与气体反应生成合成气体,再将合成气体通过净化处理得到可用的能源。
煤矸石的综合利用分析摘要:煤炭是我国最主要的能源,煤矸石是煤矿生产过程中产生的废渣,约占煤炭产量的10%,随着煤炭生产的不断扩展,煤研石的产生量与日俱增,煤矿经过多年开采,废弃的煤矸石堆积如山。
煤矸石的堆积不但占用大量土地,而且带来一系列环境问题:煤矸石山溢流水使地下水呈现高矿度化、高硬度,导致土壤盐碱化,使农作物减产甚至绝收;煤矸石长时间露地堆积后,往往会发生自然现象,并排放出大量有毒的二氧化硫、硫化氢、氮氧化物、一氧化碳和二氧化碳等气体,污染周边环境,破坏生态平衡。
煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一,弃之为害,用之为宝因此,加强对煤矸石的生态治理及综合利用已是一个刻不容缓、亟待研究解决的重要社会题。
文章主要论述了煤矸石的综合利用途径,并指出煤矸石的综合利用是从根本上消除矸石危害,变废为宝的必由之路。
关键词:煤矸石综合利用技术途径生态治理煤炭是我国最主要的能源,其资源非常丰富,2008年产量已超过27.16亿吨。
随着煤炭生产的不断扩展,煤研石的产生量与日俱增,煤矸石产生量按原煤产量的15%计,每年煤矸石至少增加1.8亿吨,历年积存下来的煤矸石已超过27亿吨,占地30万亩以上,而且仍在继续增加。
这样大量的煤矸石已严重地污染了环境,并侵占了大量的土地和农田,破坏了土地资源.如不加紧有效利用,将影响煤炭工业的正常发展,影响周围环境质量。
煤矸石综舍利用以大宗量利用为重点,将煤矸石发电、煤矸石建材及制品、复垦回填“及煤矸石山无害化处理等太宗量利用煤矸石技术作为主攻方向,发展高科技古量、高附加值的煤矸石综合利用技术和产品。
1.煤矸石的基本特性1.1煤矸石的概念煤矸石(coal gangue)是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废弃物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石,包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。
煤矸石属劣质燃料,其发热量低(4.2~12.6MJ/kg),碳含量低(20%~30%),硬度大,矿物含量高,有机质含量低。
煤矸石的综合利用分析煤矸石是指煤矿开采时所产生的废弃物,通常包含煤呀、页岩、矽质岩等。
由于其含有多种有用元素和材料,对煤矸石进行综合利用具有重要的经济和环境意义。
本文将从煤矸石的综合利用分析出发,探讨其现状和潜力。
首先,煤矸石可以用于发电。
煤矸石中的煤炭部分可以被提取出来,并用于发电。
虽然与纯净的煤炭相比热值较低,但仍可用作发电燃料。
通过改进煤矸石的燃烧技术和设备,可以提高其利用效率和减少环境污染。
其次,煤矸石含有丰富的矿物质资源,如硫铁矿、黄铁矿、便铜矿等。
这些矿物质可以通过矿石选矿等工艺进行提取和利用。
例如,硫铁矿可以用于冶金、建材等行业,黄铁矿可以用作冶金辅料,便铜矿则可以提取出铜资源。
通过开发这些矿产资源,可以降低对天然矿物的需求,减少资源浪费和环境压力。
此外,煤矸石还可以用于土壤修复和建材制造。
煤矸石中的粘土矿物质和非矿物质可以用于土壤改良和修复,提高土壤的肥力和水分保持能力。
同时,煤矸石可以经过破碎、筛分等工艺制成建筑材料,如煤矸石路基、煤矸石混凝土等,用于道路建设和房屋建筑。
此外,利用煤矸石还可以进行环境治理和降低二氧化碳排放。
煤矸石中的矽质岩可以用于矿坑回填和固体废物填埋,减少土地占用和对地下水的污染。
而煤矸石燃烧产生的废气中的二氧化碳可以被捕获并进行碳封存,降低大气中温室气体的含量,减轻全球气候变化。
综上所述,煤矸石的综合利用具有广阔的发展潜力。
通过开发煤矸石中的煤炭和矿物质资源,可以提高能源利用效率、减少资源浪费和环境污染。
同时,煤矸石还可以用于土壤修复、建材制造以及环境治理,解决了许多环境问题并为可持续发展做出了贡献。
然而,需要加大对煤矸石的研究和开发力度,推动绿色矿山建设和循环经济的发展。
煤矸石煤泥综合利用方案随着工业化进程的推进,煤矸石和煤泥的产生量逐年增加,环境污染问题日益突出。
因此,制定一种有效的煤矸石煤泥综合利用方案是非常必要的。
本文将针对该问题提出一种煤矸石煤泥综合利用方案,以期解决环境污染问题并创造经济价值。
一、背景介绍煤矸石是从采煤中分离出来的石状废弃物,煤泥是从煤矿废弃物中提炼出来的浆状废弃物。
煤矸石和煤泥含有一定的煤炭资源,并且具有一定的燃烧价值,如果能够合理地综合利用,不仅可以减少环境污染,还可以从中获取经济效益。
二、煤矸石煤泥综合利用方案1. 矿山复垦利用煤矸石综合利用的一种方式是进行矿山复垦。
煤矸石可以作为填埋材料,填埋在矿山边坡等空地上,用于地表修复,减少对土壤和水环境的污染。
同时,对于已经废弃的煤矿,可以利用煤矸石填补坑口,使其恢复地貌并减少水体外渗。
2. 灰渣制砖将煤矸石和煤泥与适量的水泥、石灰等材料进行混合,然后通过成型、压制和烘干等工艺制成灰渣砖。
灰渣砖可以广泛用于建筑行业,可替代传统砖材,不仅能够降低建筑成本,还能有效减少大量废弃物对环境的影响。
3. 煤矸石发电通过现代化的煤矸石燃烧技术,将煤矸石作为燃料,发电并回收煤矸石中的资源。
该方式不仅可以解决煤矸石堆存引发的安全隐患,还能够减少大气中的温室气体排放,为可再生能源的发展做出贡献。
4. 煤泥沼气化利用通过沼气化技术将煤泥转化为可燃气体,可以用来供热、供电等。
沼气化既能够有效利用煤泥资源,还可以减少温室气体排放,达到环境友好的效果。
三、综合利用方案的优势1. 环境友好该综合利用方案能够有效减少煤矸石和煤泥对水、土壤和大气的污染。
通过充分利用资源,减少废弃物对环境的影响,保护生态环境。
2. 经济效益综合利用方案不仅能够有效解决废弃物处理问题,还能够创造经济价值。
利用煤矸石和煤泥进行建材、发电等领域的开发,不仅能够降低成本,还能够为社会创造就业机会。
3. 资源节约煤矸石和煤泥中含有煤炭资源,通过综合利用可以将这些资源有效回收。
煤矸石煤泥综合利用方案煤矸石和煤泥是煤矿开采和煤炭加工过程中产生的废弃物,对环境造成了严重的污染。
然而,如果科学有效地利用这些废弃物,不仅可以减少环境污染,还可以带来经济效益。
因此,制定一项煤矸石煤泥综合利用方案,变废为宝,成为了亟待解决的重要问题。
一、煤矸石综合利用方案煤矸石主要是由煤炭开采过程中剥离出来的岩石堆积物。
针对煤矸石的综合利用,我们可以采取以下措施:1. 煤矸石制砖:将煤矸石进行破碎、筛分、烧结等处理工艺,制成石膏砖、石粉砖等建材产品,可用于建筑、道路修复等领域。
这不仅可以减少煤矸石的堆积,还可以解决建材资源的短缺问题。
2. 煤矸石发电:通过燃烧煤矸石发电,可以有效地利用煤矸石中的有机物质。
同时,在发电过程中,需要合理引入先进的治理技术,以减少污染物排放对环境的危害。
3. 煤矸石再利用:煤矸石中含有一定的无机元素,如铝、铁等,可以通过化学处理和矿物加工技术将其提取出来,用于冶金、建材等行业。
同时,可以通过提炼煤矸石中的重金属元素,以回收利用资源。
二、煤泥综合利用方案煤泥是煤炭加工过程中产生的一种含水量较高的固体废弃物。
为了有效利用煤泥,我们可以采取以下措施:1. 煤泥气化:利用气化技术将煤泥转化为可燃气体,如合成气,可用于热能供应和工业用途。
这种方法可以同时减少煤泥的排放和对矿井环境的污染。
2. 煤泥造粒:利用造粒技术将煤泥加工成颗粒状的产品,如球团矿,可用于铁矿石还原和冶金过程中。
这不仅可以减少煤泥的堆积,还可以回收其中的有价值元素。
3. 煤泥填海:对于含有大量无机物质的煤泥,可以通过填海方式进行处理。
在进行填海前,需要对煤泥进行处理,以减少对海洋生态系统的影响。
这种方法可有效减少煤泥对陆地环境的污染,并解决了煤泥的处理难题。
三、煤矸石煤泥综合利用方案的意义和挑战煤矸石煤泥综合利用方案的实施对于保护环境、节约资源具有重要意义。
它可以减少煤矿和煤炭加工行业对环境的污染,提高资源利用效率,为可持续发展做出贡献。
煤矸石煤泥综合利用方案煤矸石和煤泥是煤炭采选过程中产生的副产品,其污染环境的影响不可忽视。
如何有效地利用这些废弃物,既是保护环境的需要,也是实现资源循环利用的重要途径。
本文将探讨煤矸石和煤泥综合利用方案。
1. 煤矸石和煤泥的特点及造成的环境污染煤矸石是指采矿过程中采出的岩石、泥沙和煤炭的混合物。
煤泥则是指煤炭加工过程中产生的煤粉和水的混合物。
由于煤矸石和煤泥中含有大量的无机物和有机物,若不进行有效处理,将会造成严重的环境污染。
首先,废弃煤矸石和煤泥在露天堆放的过程中,会释放出挥发性有机物等大量有害气体,污染周围空气。
其次,这些废弃物会渗透至地下水层,造成地下水的污染。
此外,露天堆放的煤矸石和煤泥会影响周围土地的利用以及生态环境的恢复。
2. 煤矸石和煤泥的综合利用基础为了解决煤矸石和煤泥所带来的环境污染问题,我国先后开展了一系列研究和试验,探索综合利用煤矸石和煤泥的途径和技术。
目前,煤矸石和煤泥的综合利用主要有以下几个方面:(1)填埋填埋是目前煤矸石和煤泥处理的主要方式之一。
将废弃物填埋到地下,在一定程度上可以减少其对环境的影响。
然而,填埋处理需要大量的土地资源,而且若处理不当,填埋产生的渗滤液会严重污染地下水。
(2)再利用将煤矸石和煤泥作为原材料进行再利用,既可以减少其对环境的影响,又可以节约资源。
目前,我国已经发展出了一系列煤矸石和煤泥的再利用技术,如水泥、砖石、路基、填充材料等等。
(3)资源化利用资源化利用是煤矸石和煤泥处理的重要方法之一,其主要目的是将其中的有用物质提取出来,形成新的资源。
例如,可以利用煤泥中的有机物生产生物质燃料,利用煤矸石中的锂、铝、硅等元素生产高附加值产品。
3. 煤矸石和煤泥的综合利用案例分析(1)煤矸石填充工程山西省焦煤集团开展的煤矸石填充工程,旨在开拓煤炭开采新领域、增加煤炭储量、缓解煤炭供需矛盾同时,将煤矸石作为填充物充分应用,科学合理地利用资源。
该工程将废弃煤矸石以100%的比例用于煤炭的支撑和顶板补救,减少了采煤过程中的废弃物产生,也将煤炭的泥石流等问题得以有效地解决。
煤炭资源的煤矸石综合利用与回收煤炭作为非常重要的能源资源,是人类社会发展的基础。
然而,煤炭的开采和利用过程中产生的副产品——煤矸石却给环境带来了一系列的问题。
为了高效利用煤矿石并减少对环境的影响,科学家和工程师开展了煤矸石综合利用和回收技术的研究与应用。
一、煤矸石的组成与特点煤矸石是煤炭开采和加工过程中排出的废弃物,主要由残留的煤、岩石碎片和灰炭等组成。
它的主要特点是灰分含量高、热值低、含硫量高,在外观上常常呈现为黑灰色的颗粒状或块状物。
二、煤矸石的危害与问题1. 潜在的环境污染:由于煤矸石中的灰分含有一定的重金属元素,这些重金属元素在堆放或露天燃烧过程中容易释放到周围的土壤、水体和大气中,对环境造成污染。
2. 占地资源浪费:煤矸石堆场通常占据大片土地资源,长期无法得到有效利用,浪费了宝贵的土地资源。
3. 能源资源浪费:由于煤矸石的热值较低,其本身具备高热值的煤炭资源未被完全利用,导致能源浪费。
三、煤矸石综合利用技术1. 煤矸石破碎与分选:通过破碎与分选技术,将煤矸石中的煤和岩石碎片进行分离,并将煤矸石中的灰分进行进一步处理。
2. 煤矸石燃烧与能量回收:利用高效燃烧设备,对煤矸石进行燃烧,以回收煤矸石中的能量,并减少其对环境的影响。
3. 煤矸石化学处理:通过化学处理技术,分离和回收煤矸石中的有用成分,如硫、铝等,为其他行业的生产提供原材料。
4. 煤矸石填埋与固化:将处理后的煤矸石进行填埋,并进行固化处理,减少对环境的潜在污染。
四、煤矸石综合利用的应用领域1. 建筑材料行业:经过加工处理的煤矸石可用于生产砖块、瓦片等建筑材料,减少了对天然矿石的依赖。
2. 水泥生产:煤矸石中的一些成分可以用于替代部分水泥原料的使用,提高水泥生产的效率和环保性能。
3. 铜冶炼与制造业:煤矸石中的铜、铝等金属元素可以用于铜冶炼和制造业中,节约了原始矿石资源。
4. 道路建设:将煤矸石进行合理的处理和利用,可用作道路建设中的基础材料,降低了建设成本并改善了道路质量。
煤炭行业的煤矸石综合利用资源的再利用煤矸石是在煤矿采煤过程中产生的副产品,主要包括岩石、煤和夹杂物等。
由于煤矸石含有一定的有机质和矿物质,如果不能得到有效利用,将会对环境造成严重的污染。
因此,煤炭行业需要对煤矸石进行综合利用,实现其资源的再利用。
本文将从热能利用、建材利用和环境修复等方面,探讨煤矸石的综合利用。
一、热能利用煤矸石中的有机质可以作为一种热能资源进行利用,其中最为常见的方式就是通过燃烧的方式产生热能。
将煤矸石进行燃烧,可以为工矿企业提供热水、高温蒸汽等能源供应,同时可以有效减少对煤炭等传统能源的依赖。
此外,借助先进的发电技术,还可以通过煤矸石的燃烧产生电能,进一步提高能源的利用效率。
二、建材利用煤矸石中的一些矿物质具有较高的硅酸盐含量,这使得其具备了一定的建筑材料价值。
通过对煤矸石进行选矿、粉碎等工艺处理,可以提取出其中的矿物质,制备成水泥、砖块、混凝土等建筑材料。
这不仅可以有效利用煤矸石资源,还可以减少对天然矿石的开采,降低环境破坏。
三、环境修复煤矸石在堆放过程中容易引发土壤和水源的污染,给周边环境带来巨大威胁。
因此,煤炭行业需要将煤矸石作为一种资源进行再利用,同时也要注重对环境的修复工作。
例如,可以将煤矸石进行覆盖、封堆等手段,防止煤矸石中的有害物质渗漏到土壤和水源中。
此外,利用煤矸石中的某些化学成分,还可以进行水污染的治理和重金属的吸附等环境修复工作。
通过以上三个方面的综合利用,煤炭行业可以充分发挥煤矸石资源的潜在价值,实现资源的再利用,同时也能够减少对环境的污染。
然而,在实践应用中,仍然存在一些问题需要解决。
比如煤矸石的选矿、粉碎等工艺技术需要进一步提升,以提高资源的利用效率和降低能耗。
同时,需要加强政府的引导和扶持力度,鼓励企业进行技术创新,推动煤矸石资源的综合利用。
综上所述,煤矸石的综合利用对于煤炭行业具有重要意义。
不仅可以实现资源的再利用,减少环境污染,还可以提升能源利用效率和降低建材的生产成本。
浅谈煤矿企业环保管理中煤矸石的综合利用摘要:煤矸石是煤矿开采过程中产生的附属物,这种附属物是一种工业废弃物,如果处理不当,不仅影响到矿井环保工作的推进,同时会浪费土地资源,制约矿井的可持续发展。
因此,如何合理有效的利用煤矸石是每一个矿井必须要面对的问题。
基于此,本文对现煤矸石的危害、利用现状进行阐述,寻求利用煤矸石的有效途径,将煤矸石变废为宝,提高利用率,为类似矿井煤矸石的处置提供借鉴。
关键词:煤矿事故;隐患排查;防范;整改目前,煤炭能源在我国仍然占有较大的比重,作为一个煤炭生产和消费占比都较高的国家,煤炭生产和清洗过程中产生的大量煤矸石废渣的处置和利用问题逐渐受到社会的关注[1]。
我国对于煤矸石综合利用的研究起步相对来说比较晚,而且目前利用方式比较单一,所产生的产品附加值也比较低。
目前,我国煤矸石的堆积量仍十分庞大,大量的土地资源由于煤矸石堆积而被浪费,煤矸石长期堆放被风化后还会释放有毒气体及有毒物质,严重威胁着人们的身体健康。
煤矸石综合利用率低,每年排放量居高不下,因此加强煤矸石资源化利用研究刻不容缓。
煤矸石综合利用方式包括井下充填、发电、生产建筑材料、回收矿产品、制取化工产品等[2]。
本文针对煤矸石的情况,对煤矸石的利用现状进行分析,并提出适合大量煤矸石处置的建议。
1煤矸石对环境的危害煤矸石是在煤矿开采及洗选过程出现的,由于富含碱土、金属以及大量的碳、氧、氮、铝、硫、钾、硅等多种化学元素,还包含有大量的有机成分,因此,煤矸石具有淋溶、自燃及稳定性差等特点,对环境产生了严重的危害[3]。
(1)煤矸石自燃产生的危害目前,煤矸石最常用的方法是露天进行存放,在存放的过程中,由于煤矸石内部的热量会随着时间的推移不断集聚,在达到一定程度后发生自燃现象。
自燃后大量的有毒有害气体随着燃烧出现,向空气中排放,严重污染矿区的环境,同时大量的有毒有害气体还会对周边的环境造成不利影响。
(2)破坏自然景观和危害生态环境目前煤矿排放的矸石大多都是露天堆存,或多或少的侵占了耕地,这种现象在平原地区变得尤为明显,并且还在不断增长。
举例分析煤炭企业煤矸石的综合利用白兵李富平(河北理工大学资源与环境学院,河北唐山,063009)摘要:煤矸石是在煤炭开采、洗选加工过程中所产生的固体废物。
堆积成山的煤矸石山是矿区的主要污染源之一,对矿区和周围区域的生态环境造成较大的破坏。
本文概述了矸石山的危害,并举例对煤矸石的综合利用进行了论述。
关键词:煤矸石;生态环境;综合利用煤炭企业在生产过程中产生的主要固废是煤矸石,它是在煤炭开采、洗选加工过程中所产生的固体废物。
目前煤矿的排矸量约占煤炭开采量的10%-25%,已成为我国累积堆积量和占用场地最多的工业废物。
全国煤矸石的总积存量约45亿吨,而且仍在逐年增长,矸石山几乎成为我国煤矿的标志。
同时,由于矸石中含有残煤、碳质泥岩、碎木材等可燃物质,在长期露天堆积后,往往会发生自燃现象,并排放出大量的CO、C02、SO2、H2S、NO x和CmHn等有害气体,给周边环境带来了一系列的危害。
此外,煤矸石兼有煤、岩石、化工原料的性质。
因此,煤矸石又是一种可利用资源,若能对其综合利用,不但能改善矿区环境,还能节约资源、减少占地,从而促进矿区的可持续发展,对于构建资源节约型、环境友好型社会起到积极的作用。
1、煤矸石对矿石的危害煤矸石山的自然堆放对矿山造成的危害及污染是巨大的,主要表现在以下几个方面:侵占土地。
矸石山堆存占用了大量的土地资源,不但造成土地资源浪费,而且还破坏了矿区原有的生态系统结构,破坏矿区自然景观,引发矿区周围的社会问题。
引发火灾。
矸石山是自然堆积而成,结构疏松,透气良好,矸石中含有硫、碳、水分等,其中硫为可自燃物质,碳为可燃物质,二者构成矸石山的自燃基础,由于与空气接触,硫化铁发生氧化,氧化反应为放热反应,产生的热量日积月累使矸石山内部的温度不断上升,当温度达到煤的燃点(一般为360℃)时,便可将矸石中的煤点燃,从而使矸石山产生自燃。
加上风力的作用引发火灾。
污染空气。
矸石山自然产生大量的有害气体对大气造成污染,同时,在矸石的堆放过程中,风化的粉尘也会严重污染矿区的空气。
污染水源。
煤矸石的主要成份有碳、氢、氧、硫、铁、铝、硅、砷、汞、铅、铜、锌、氟、氯等微量及痕量有害元素。
矸石山的长期堆放,在雨水的淋溶过程中,部分有害元素会随雨水转入地表和地下水体,构成对水体的污染,由于水体的迁移,还会使污染不断向周围扩大。
污染土壤。
煤矸石中的重金属元素,在雨水的淋溶下进入土壤,造成土壤的污染。
煤矸石中主要的重金属元素为锌、铅、铜、镉等,在长期的淋溶过程中,煤矸石中的重金属不断向周围土壤迁移富集,进入土壤的重金属,大都停留在土壤表层,并通过植物根系的摄取而迁移进入植物体内,再通过食物链进入人体或动物体内。
2、煤矸石的综合利用与实例煤矸石综合利用是根除矸石山灾害事故最彻底的方法。
近年来,我国煤矿尤其是国有重点煤矿,在煤矿矸石综合利用方面取得了一定的成绩与经验。
(1)利用煤矸石发电。
我国已成功研制出煤矸石、煤泥混烧的循环流化床锅炉,解决了不同低热值燃料混合供烧的技术难题。
煤矸石发电厂主要利用热值在 6.27MJ/kg-8.33MJ/kg(1500~2000kcal/kg)以上的洗矸、半煤岩巷排除的掘进矸石。
目前,煤炭系统多采用流化床燃烧技术,采用最多、技术成熟的为35t/h、75t/h的循环流化床锅炉。
我国利用煤矸石发电已形成一定规模。
全国煤矿已建成煤矸石电厂128座,总装机容量约2×106kW,发电量约1.2×1010kWh,占矿区用电的30%,全国煤矸石电厂盈利4亿元以上。
每年发电实际消耗煤矸石约1200~1800万t。
利用煤矸石发电是综合利用煤矸石的一条重要途径,不但可以节省好煤,缓解煤矿电力紧张局面,而且灰渣还可以生产建材,消除二次污染,是一项绿色环保工程,其经济效益、社会效益和环境效益都十分显著。
黑龙江鸡西滴道矸石电厂是我国第一座容量最大的煤矸石电厂。
先后安装了三台我国自己研制的130吨/时流化床锅炉和两台2.5万KW汽轮发电机组,每年燃烧煤矸石约60万吨,发电2.2亿度。
重庆永荣矿务局是全国首家利用煤矸石沸腾炉发电的单位,核定装机容量2万KW。
从1978~1994 年已发电12亿KW·h,耗用煤矸石等低热值燃料200 万吨以上,生产灰渣砖4亿块、水泥20多万吨。
建成于上个世纪末期的山东新汶协庄煤矿矸石热电厂效益尤为突出。
目前发电量保持1.6亿KW·h以上,年消耗煤矸石30万吨。
同时还建起了免烧砖厂,每月生产免烧砖30多万块,消耗粉煤灰6000吨。
又将炉渣用作建材原料和铺路,用灰渣替代沙子用于井下喷浆等等。
该矿煤矸石热电厂建成后,实行热电联供,年节约原煤4万吨,少支付电费1.2亿元以上,节省煤矸石堆放占地25亩,安置待业和下岗人员733人。
既节约了资源,又收到了良好的社会、经济和环境效益。
(2)生产煤矸石建材及制品。
煤矸石用作建筑材料的近年发展很快,利用的途径也日益增加,主要用于煤矸石制砖、空心砌块、水泥原料、轻集料等诸多方面。
目前我国煤矸石制砖工艺、炉窑设计、生产设备基本接近发达国家水平,煤开石制砖企业正在向集约化、大型化方向发展,产品由实心砖向多孔砖和空心砖方向发展。
如山东新波矿业集团等单位建成煤矸石砖生产线20多条,每条生产线的能力均在6O(K)万块/年以上。
煤矸石制作水泥。
把煤矸石应用水泥工业的研究,国内外已作了大量的工作。
目前,煤矸石在水泥生产中的应用越来越多,生产出的水泥产品品种也在不断扩大和更新。
煤矸石制轻骨料和陶粒。
由碳质页岩或选煤厂排矸,经破碎磨细加水成球,用烧结机或回转窑工艺焙烧,矸石球膨胀,冷却后即成煤矸石轻骨料。
在烧制轻骨料时,煤矸石中的SiO2含量在55%~65%,Al2O3含量在13%~23%为佳。
对于易熔组分,CaO+MgO的含量宜在1%~8%,Na2O+K2O的含量宜在2.5%~5%。
Fe2O3和C是煤矸石的主要膨胀剂,前者含量宜在4%~9%,后者含量宜在2%左右。
用煤矸石烧制的轻骨料性能良好,可配制200~300号混凝土,它具有容重轻、吸水率低、强度高的特点,适于作各种建筑预制件。
山东新汶矿务局泰山机械公司开发生产的真空硬塑制砖机,以煤矸石、粉煤灰为原料,利用煤矸石自身的发热量进行焙烧,生产出了承重空心砖和非承重空心砖。
该产品符合国家对新型墙体材料的要求,具有广阔的发展前景。
山西阳泉矿务局用该地自然煤矸石为骨料,配入矸石砂、硅酸盐水泥制成200—300号煤矸石混凝土,其物理性能和质量符合有关规定。
用自然煤矸石生产的混凝土比普通混凝土的密度低20%,是高层建筑的优质材料。
山西潞安矿业公司新型墙体材料厂建成了国内产量较大、自动化程度较高的煤矸石制砖生产线,每年可以生产1.3亿块标准砖,处理煤矸石30万吨。
生产的煤矸石砖强度高、热阻大、隔音好,可降低建筑物墙体厚度,减少用砖量。
同时由于外观整洁、抗风化能力强、色泽自然,可以省去抹灰、喷涂等工序,降低建设和维护成本,与传统粘土砖相比有着更高的性价比和更强的市场竞争力,其经济效益和生态效益都非常显著。
(3)利用煤矸石为原料生产农用肥料,在国内外已得到应用。
利用煤矸石生产农肥,依照原理和工艺的不同,主要生产煤矸石有机复合肥、煤矸石微生物肥料和煤矸石改良土壤。
煤矸石生产有机复合肥料。
煤矸石中有大量炭质页岩或炭质粉砂岩,其中有机质含量在15%~20%,并含有丰富的植物生长的所必须的B、Zn、Cu、Co、Mo、Mn等微量元素,一般比土壤中的含量高出2~10倍。
选用含有机质较高的这类煤矸石经粉碎并磨细后,按一定比例与过磷酸钙混合,同时加入适量的活化漆剂,充分搅匀,并加入适量水,经充分反应活化并堆沤后,即成为一种新型实用肥料。
这种肥料还可在治化后,掺入氮、磷、钾元素,制成全营养矸石肥料。
煤矸石有机复合肥含有丰富的有机质和微量元素,并有较大的吸收性,有明显的增产效果。
煤矸石有机复合肥属于长效肥,随着颗粒风化,其中养分陆续析出,在2-3年内均有肥效。
这种肥料生产加工简单,原料易选易得,投资省,回收周期短,产品多样化,成本低廉。
煤矸石微生物肥料。
煤矸石和风化煤中含有大量有机物,是携带固氮、解磷、解钾等微生物最理想的基质和载体,因而可以作为微生物肥料,又称菌肥。
以煤矸石和廉价的磷矿粉为原料基质,外加添加剂等,可制成煤矸石生物肥料,主要以固氮菌肥、磷肥、钾细菌肥为主。
与其他肥料相比,它是一种广谱性的生物肥料,施用后对农作物有奇特效用。
制作简单,耗能低,投资少,生产过程不排渣,进厂是煤矸石等废品,出厂是成品肥料。
南票矿务局与中国农科院合作开发的“金丰牌”微生物肥料,就比较有名气。
山东龙口矿物局与北京田力宝科技研究所开发生产的田力宝微生物肥料,取得了很好的社会效益和经济效益。
(4)利用煤矸石复垦塌陷区、修路等取得了较好的社会效益和环境效益。
煤矸石在充填塌陷区、修路、水土保持、作物种植等技术上也取得较大突破,有效地提高了矸石和土地的利用率。
山东新汶矿业集团累计利用200多万吨煤矸石,来治理流经矿区的柴汶河两岸采砂坑和部分矿井开采塌陷区,复垦开发土地500余亩。
淮北矿区是具有40多年开采历史的老矿区,40多年来,仅集团公司所属各矿,因采矿造成的土地塌陷面积就达13万多亩。
近10多年来,淮北矿区对煤矿塌陷地进行了综合治理,不断总结出“以复代征”、“以地易地复垦”、“将塌垫塌复垦”、“挖深垫浅”和“矸石、粉煤灰充填”等“还田于民”的多种方式,先后消除矸石山10座,实现了社会、经济、环境效益的统一和矿区的可持续发展。
(5)煤矸石制取新型材料。
煤矸石合成碳化硅(Sic)。
碳化硅材料以优异的高温强度、高导热率、高耐磨性和耐腐蚀性在磨料、耐火材料、高温结构陶瓷、冶金和大功率电子学等工业领域广泛应用。
工业上生产碳化硅以石英砂、石油焦碳或优质无烟煤作原料,在Acheson炉中经高温电热还原生成碳化硅,是一项高耗能、高污染工业。
经大量研究表明,用高硅煤矸石与烟煤作原料,用Acheson工艺合成Sic,与传统原料相比其反应速度快且反应温度低,代替了石英砂和大部价格较贵的石油焦碳,并可降低能耗和生产成本。
如西安交通大学用硅质煤矸石与烟煤混合为原料,实现合成β-Sic;武汉工业大学材料工程系用硅质煤矸石和无烟煤为原料,经碳热还原合成了β-Sic-Al2O3复相材料。
这为煤矸石综合开发利用提供了新途径。
煤矸石为原料合成4A沸石。
国内生产4A沸石的方法主要是以NaSiO3和NaAlO3为原料进行水热合成,原料成本较高。
根据煤矸石的主要成分为SiO2和Al2O3这一特点,曲阜师范大学化学系利用山东北宿煤矿高铝煤矸石作原料,酸浸除铁,合成4A沸石,白度可达95%以上;地矿部天津地矿所利用煤层成功的合成了!%沸石,其产品质量,性能指标均达到美国、日本等国内同类产品规格;郑州轻工业学院等,用煤矸石合成4A沸石的新工艺,制备了优良的洗涤剂助剂4A沸石。