煤矿废弃物处理与资源化利用的技术创新

浅析矿山固体废物处理与资源化

[摘要]综合阐述了矿山固体废物的特性、对其进行处理与资源化的途径以及国内外的综合利用现状，并就矿山固体废物资源化利用提出了几点建议。

[关键字]固体废物 矿物加工 综合利用 可持续发展

矿业工业是世界上仅次于农业的最古老和最重要的行业之一。在矿山开采、矿物加工和运输过程中会产生大量的固体废物，影响生态、污染环境及侵占土地。矿山固体废物可粗分为开采过程中产生的废石和选矿过程中排出的尾矿。

近年来，随着我国经济的快速发展，国民经济对矿产品的需求倍增，矿产资源开发规模空前。随着而来的是，矿山固体废物的积存量和递增量起来到了令人忧虑的地步。矿业对环境的破坏和地球资源的日趋枯竭，致使人们越来越关注矿山固体废物的处理和资源化，尤其是低品位矿石和尾矿的开发利用。

1 矿山固体废物的特点及危害

1.1 矿山固体废物的特点

矿山固体废物是指矿山开采过程中所产生的废石及矿石经选冶生产后产生的尾矿或废渣，以其量大、处理工艺比较复杂而成环境保护的一大难题。矿山固体废物可以分为两大类：废石（包括煤矸石）和尾矿。废石，即在开采矿石过程中剥离出的岩土物料，堆放废石地称之为拍土场。尾矿，即选矿加工过程中排放的固体废物，其储存场地称之为尾矿库。

矿山固体废物中的矿物组成与原矿大致相同。原矿通常由多种矿物组成，主要有自然元素矿物、硫化物及类似化合物矿物、含氧盐矿物、氧化物和氢氧化物矿物、卤化物矿物等。对于固体废物而言，量大面广的组合矿物为含氧盐矿物、氧化物和氢氧化矿物等。

由于废石是围绕在矿体周围的无价值的岩石，而尾矿石与有用矿物伴生的脉石矿物，因此矿山固体废物除了粒度不同于天然矿物外，其他性质与天然矿物相似。

1.2 矿山固体废物的危害

矿山固体废物的危害，首先突出的变现在于对土地的占用和破坏上。例如广东某露天矿，仅仅用于排弃废石所占用的土地面积就以每年数千公顷的速度在增加。地下开采破坏的土地面积同样惊人，据统计，在我国矿山破坏土地的总面积中，约59%是由于采矿形成的采空区而遭到破坏的；20%被露天废石堆占据；13%被尾矿库占据；5%被地下采出的废石堆所占用；3%处于塌陷危险区。

浅谈煤矿废弃物的资源化利用

煤矿废弃物的种类包括瓦斯、煤矸石、废水、废润滑油、生活垃圾等五个方面。如处理不当，造成资源浪费污染环境；处理好，变废为宝，节约资源，保护环境，降低生产成本，提高经济效益。

标签： 煤矿；废弃物；利用

1 浅谈煤矿废弃物的利用的重要性

大多数煤炭企业采用的是粗放型的发展模式，在煤炭大量开采和利用的过程中，带来了一系列的环境和生态问题。如煤炭开采引起地表塌陷，泥石流等地质灾害问题，其中一个最重要的问题是产生大量的废弃物，比如大量的瓦斯外排，煤矸石堆放，工作面設备更换下的润滑油直接抛弃，废水直接排放等，这些不仅浪费了资源也破坏了生态环境，不利于煤炭工业的可持续发展。提倡煤矿废弃物的资源化利用与可持续发展是一个亟待解决的问题，对于节约资源，保护生态环境，提高循环利用率，提高经济效益具有极其重要的意义。

2 煤矿废弃物的种类及来源

煤矿废弃物的种类包括瓦斯、煤矸石、废水、废润滑油、生活垃圾等五个方面。

煤炭形成过程中，在高压和厌氧的条件下生产大量气体，其成分主要是甲烷（占85%以上），吸附在煤体上，成为煤层气，通常称为“瓦斯”。在煤炭开采过程中，由于煤体卸压，煤层气在煤体上的吸附平衡条件受到破坏，大量的煤层气就会释放出来。因为瓦斯爆炸和瓦斯突出事故是煤矿安全的最大威胁，所以瓦斯被认为是对煤矿开采最危险的有害气体。

煤矿的主要固体废弃物是煤矸石，它是采煤过程中剥离下来的含碳岩石的统称，其中包括巷道掘进时挖掘的矸石，采煤过程中剥离的顶板、底板和夹层及洗煤厂排出的洗煤石等。

废水主要包括：矿井水、洗煤水和生活污水。矿井水是煤矿主要废水之一，主要是矿井开采中产生的地表渗透水、岩石孔隙水、地下含水层的疏放水以及煤矿生产中防尘用水等。洗煤废水是煤矿湿法洗煤加工工艺的工业尾水，其中含有大量的煤泥和泥砂。生活污水是煤矿的一个很大废水产生源，一般来自于煤矿居住区和工业场地的浴室、办公楼、单身宿舍、洗衣房和锅炉房等用水场合。

煤基固废资源化利用与处置技术

煤基固废是指在煤矿生产和利用过程中产生的副产物和废弃物。传统上，煤基固废通常被视为环境污染源和负担，然而，随着资源和环境压力的增加，煤基固废资源化利用与处置技术受到了广泛关注。通过有效的技术手段，可以将煤基固废转化为有用的资源，同时减少对环境的负面影响。

首先，煤基固废的资源化利用包括能源利用和材料利用两个方面。能源利用主要通过煤基固废的热值进行能源回收。例如，将煤基固废作为燃料，通过热能回收发电或供热。此外，还可以通过生物质燃烧、气化或液化等技术将煤基固废转化为可再生能源，例如生物质煤、甲烷、合成气等。材料利用则是指将煤基固废转化为建筑材料、水泥、陶瓷等产品。例如，将煤矸石和尾矿经过破碎、筛分等处理工艺后，可以用于制造砖块、砂浆、水泥混凝土等材料。

在煤基固废资源化利用中，研究和应用的主要技术包括分类与分选、破碎与磨碎、热处理和化学处理等。分类与分选主要是根据煤基固废的物理和化学特性将其进行分离和分类，以实现不同材料的不同利用方式。破碎与磨碎是将煤基固废进行机械处理，使其粒度达到一定要求。热处理则是将煤基固废进行高温处理，以实现能源回收和材料转化。化学处理是指利用化学反应将特定成分的煤基固废进行转化，使其具备更高的资源利用价值。

此外，除了资源化利用，对于无法有效利用的煤基固废，还需要进行有效的处置。常见的处置方式包括填埋、浸出、焚烧和封存等。填埋是将煤基固废填埋到地下，但需要注意防止环境污染和地下水污染。浸出是将煤基固废浸出其中有价值的成分，如重金属等，从而减少对环境的影响。焚烧是将煤基固废进行高温燃烧，减少体积和有害物质排放。封存是将煤基固废进行特定处理后，将其封存到特定的地质体中，防止环境风险和生态风险。

总的来说，煤基固废资源化利用与处置技术对于解决煤炭产业的环境问题和资源压力具有重要意义。通过有效的技术手段，可以将煤基固废转化为可再生能源和有用材料，实现资源的循环利用。同时，对于无法有效利用的固废，采取合适的处置措施，以减少对环境的负面影响。因此，加强煤基固废资源化利用与处置技术的研究与应用，不仅有助于推动煤炭产业的可持续发展，还有利于实现资源的节约利用和环境的可持续保护。

工业废弃物的处理与资源化利用

随着工业的发展，工业废弃物已经成为一个全球性的环境问题。处理和利用这些废弃物，既可以减少环境污染，又可以开发资源，实现可持续发展。本文将探讨工业废弃物的处理方法以及资源化利用的途径。

一、工业废弃物的处理方法

1. 垃圾分类

垃圾分类是工业废弃物处理的基础工作。将废弃物按照材料、性质进行分类，方便后续的处理和利用。可以分为可回收物、有害垃圾、湿垃圾和干垃圾等几大类别。通过分类处理，可以提高资源回收率，减少对环境的影响。

2. 填埋

填埋是一种传统的工业废弃物处理方法。将废弃物运送到专门的填埋场，埋入地下进行处理。填埋可有效减少废弃物的体积，但会产生渗滤液和气体，对环境造成污染。

3. 焚烧

焚烧是一种常见的处理工业废弃物的方法。通过高温燃烧，将废弃物还原为二氧化碳、水蒸气和灰渣等物质。焚烧可以减少废弃物的体积，并产生能源。

4. 综合利用

综合利用是一种多种处理方法结合运用的方式。例如，通过物理、化学和生物等方法对废弃物进行处理，最大程度地回收资源，减少对环境的影响。

二、工业废弃物的资源化利用

1. 再生利用

再生利用是将废弃物进行再加工，生产出新的产品。例如，废纸可以用于再生纸生产，废油可以通过精炼再生变成可再生能源等。再生利用可以有效降低资源消耗，减少废弃物的排放。

2. 能源回收

工业废弃物中含有很多有机物，可以通过焚烧或生物发酵等方法转化为能源。例如，废弃物的焚烧可以产生热能，用于发电或供热。利用工业废弃物的能源价值可以减少对化石燃料的依赖，实现可持续发展。

3. 原料回收

工业废弃物中含有很多有价值的金属和化学物质，可以通过回收再利用。例如，废电池可以回收其中的金属，再用于生产新的电池。回收废弃物中的有价值物质不仅可以减少资源消耗，还可以降低生产成本。

4. 培育新兴产业

工业废弃物的资源化利用还可以培育新兴产业。通过技术创新和研发，可以将废弃物转化为新的材料、化学品或生物制品。例如，将废塑料转化为可降解材料，用于替代传统塑料制品。通过培育新兴产业，可以促进经济发展和环境保护的双重效益。