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• “十一五”期间中国煤炭工业将大力发展循环经济，按照 减量化、再利用、再循环的原则，重点治理和利用煤矸石、 矿井水和粉煤灰。2019年，煤矸石综合利用量3.9亿吨以上， 利用率达到70％以上。其中，煤矸石等低热值燃料电厂年 利用2亿吨，煤矸石砖利用0.9亿吨；煤矸石复垦造田筑路 和井下充填消纳1亿吨以上。产生矿井水50亿立方米，利用 36亿立方米，利用率达到70％。
煤矸石的资源化利用
• 我国煤矸石的发热量 热值/(kJ/kg) 多在6300kJ／kg以下， <2095 其中3300～6300kJ／ kg、1300～3300kJ／
kg和低于1300kJ／kg 2095~4190
的各占30％，高于
6300kJ／kg的仅占10 4190~6285
％。各地煤矸石的热
• 3 煤矸石的活性
煤矸石的概念：
煤矸石（ coal gangue）：
煤矸石是采过煤程和洗煤过程中排放 的固体废物，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。（如右图所示)
目前煤矿的排矸量约占煤炭开采量的 8％～20％，平均约为 12％；已成为我国 累计堆积量和占用场地最多的工业废弃物。 目前，全国煤矸石的总积存量约 45 亿 t， 而且仍在逐年增长，矸石山几乎成为我国 煤矿的标志。同时，由于矸石中通常含有 残煤、碳质泥岩、流铁矿、碎木材等可燃 物质，在长期露天堆积后，往往会产生自 燃现象，并排放出大量的 CO、CO2、 SO2、H2S、NO等有害气体，给周边环 境带来了一系列的危害 。如果煤矿开采 给环境造成的破坏得不到有效的整治，必 将带来严重的后果，因而煤矿的清洁生产 是煤炭开采业的发展方向 ，也是煤矿企
我国煤矸石污染现状及危害
煤矸石是我国目前排放量最大的工业 固体废弃物之一，年产量达到3.8亿吨，目 前已累计堆放50多亿吨。我国每年的煤矸 石排放量占当年煤炭产量的10%至15%。 大量煤矸石长期堆放不仅占用土地，而且 造成环境污染。
图表 2019年~2019年我国煤矸石产量增长趋势图
煤矸石的燃烧污染了空气。 煤矸石堆积，拥堵河道。
煤矸石的资源化利用
1，了解煤矸石的概念及我国煤矸石的现状。 2，熟悉煤矸石产生的危害。 3，掌握煤矸石的资源化利用和前景。
煤矸石的资源化利用
• 一 概况 • 二 煤矸石的资源化利用 • 三 减少煤矸石的途径 • 四 煤矸石的前景发展 • 五 结语
• 1 煤矸石的概念、来源和分类
概
况
• 2 组成、现状及危害
•
煤矸石含硫量大于3%即会着火，含硫量大于1%就有
可能自燃。一般煤矸石的着火点为280℃．比煤的发火点
约低80℃，这是煤矸石自燃的基本原因，此外，煤矸石的
自燃还与热值、气候、微生物等等有关，其机理比较复杂。
我国煤矸石利用现状
• 大量煤矸石长期堆放不仅占用土地，而且造成环境污染。 开展资源综合利用，是实施节约资源基本国策的重要途径。 我国已从税收、电力调度等方面扶持煤矸石发电，“十一 五”规划需增加煤矸石发电装机2000万千瓦。
煤矸石的主要来源：
1、巷道掘进过程中的掘进矸石； 2、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的等。
• 煤矸石是与煤伴存的岩石。在煤的采掘进和 煤的洗选过程，都有煤矸石排出。0.1～0.2t 煤矸石/t原煤。
• 在煤矿的上，中、底层的页岩，挖掘煤层之 间的巷道时排出的砂岩、石灰岩以及其他岩 类都属煤矸石之列。
等有毒有害气体。
Байду номын сангаас
煤矸石的活性（性质）
•
粘土岩粪煤矸石主要由粘土矿物组成，加热到一定温
度时(一般为700-900℃)．原来的结晶相分解破坏，变成 无定型的非晶体，使煤矸石具有活性。活性的大小和矸石
的物相绢虎有关，还和煅烧温度有关。堆积在大气中经过
自燃的红矸．其热值报低，但具有一定的活性。测定煤研
石的活性，可采用化学法火山灰括性检验方法来进行比较。
值差别很大。
6285~8380
• 最理想的热值范围：
3344kJ/kg~~~4180k
J/kg
8380~10475
合理用途
说明
回填、筑路、 制骨料以砂岩 造地、制骨料 类未然煤矸石
为宜
烧内燃砖
cao<5%
烧石灰
渣可做骨料和 水泥混合料
烧混合材、制 用于小型沸腾 骨料、代煤、 炉供热产气 节煤烧水泥
少混合材、制 用于大型沸腾 骨料、代煤、 炉工发电 烧水泥
（二）煤矸石生产肥料
以煤矸石为载体可生产无机复合肥和微生物肥料。据 不完全统计，全国有微生物化肥厂50余座，年生产能力40 多万t，大部分以煤矸石为载体。
煤矸石的资源化利用
（一）煤矸石制砖 （二）煤矸石生产肥料
（三）利用煤矸石发电
（四）煤矸石代替粘土生产水泥 （五）提取化工产品 （六）煤矸石复垦绿化 （七）回填矿井采空区或铺路料 （八）其他应用
(一)煤矸石制砖
• 我国利用煤矸石烧结 砖，一般采用全内燃 焙烧技术，即用煤矸 石自身的发热量提供 的热能来完成干燥和 焙烧的工艺过程，基 本不需加燃料。但产 品的成本普遍偏高， 另外砖的放射性也是 值得考虑的问题。
煤矸石的分类
•
一、煤矸石依其所含矿物组分可分为： 碳质页岩、泥质页岩和砂质页岩；
二、依其来源可分为： 掘进矸石，开采矸石和洗选矸石。
三、煤矸石堆放过程，其中的可燃组分缓慢 氧化、自燃，故又有自燃矸石与未燃矸 石的区分。
煤矸石的组成
• 矿物组成：粘土矿物（高岭石、伊利石、蒙脱石）、 石英、方解石、黄铁矿。
煤矸石堆积导致河流阻塞
1）侵占良田，阻塞河道，造成水灾
煤
2）释放大量有害气体，甚至引发火
矸 石
灾 3）损伤临近土壤，农作物及水环境 4）细粒随风飘散，造成沉降污染
的
5）煤矸石中天然放射性元素对人体与
危
环境的危害
害
6）煤矸石中的黄铁矿在空气中易被氧
化，放出热量聚集，使煤矸石中所
含碳质自燃产生SO2、C02 、CO
• 化学组成：氧化物SiO2+Al2O3占60～90％。
SiO2 51～65
Al2O3 16～36
煤矸石的化学成分
CaO 1～7
MgO 1～4
Fe2O3 2～9
Na2O+K2O 1～2.5
烧失量 2～17
煤矸石发热量一般为800～1500卡/克,其无机成分主要是
硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。