综合利用齐大山铁矿矿业废渣生产烧结空心砖的研究

2024年度智慧矿山综合技术研究与应用项目随着科技的不断发展和矿产资源的日益枯竭，传统的矿业生产方式已经无法满足当今社会的需求。

因此，智慧矿山综合技术成为了矿山行业发展的重点和方向。

本项目旨在研究智慧矿山技术并将其应用于实际生产中，提高矿山生产效率、保障安全生产、减少环境污染，促进矿山可持续发展。

一、项目背景矿山作为资源开发的重要领域，面临着许多挑战。

传统的矿业生产方式存在安全隐患大、生产效率低、环境污染重等问题。

随着信息技术和通信技术的快速发展，智慧矿山技术为矿山行业提供了新的发展机遇。

该技术可以通过实时数据采集、监测与分析，智能化设备和工艺控制，以及智能化信息管理等手段，有效提高矿山生产效率和安全生产水平，减少资源浪费和环境污染，实现矿山可持续发展。

二、项目目标本项目的主要目标是研究智慧矿山综合技术，并将其应用于实际生产中。

具体目标包括：1.研究智慧矿山的技术体系和关键技术。

通过对智慧矿山的技术体系和关键技术进行深入研究，为智慧矿山的实际应用提供科学依据。

2.开发智能化设备和工艺控制技术。

通过研发智能化设备和工艺控制技术，实现矿山生产的自动化、智能化，提高生产效率和生产质量。

3.构建智慧矿山信息管理系统。

通过建设智慧矿山信息管理系统，实现对矿山生产过程的实时监测与管理，提高决策效率和生产安全性。

4.探索智慧矿山与人工智能、大数据等技术的融合。

以智慧矿山为切入点，深入研究智能化技术与其他前沿技术的融合应用，为矿山行业的创新发展提供支持。

三、项目内容本项目的主要研究内容包括：1.智慧矿山技术体系研究。

通过对智慧矿山的技术体系进行研究和构建，形成完整的智慧矿山解决方案。

2.智能化设备和工艺控制技术研发。

重点研发智能化采矿机械、自动化控制系统、智能检测仪器等技术设备，并开展智能化工艺过程的研究与优化。

3.智慧矿山信息管理系统建设。

构建智慧矿山信息管理系统，实现对矿山生产数据的实时采集、存储、处理与分析，并提供相关的决策支持。

煤矸石研究综述:分类、危害及综合利用*摘要：煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一,处理不当不仅会占用大量的土地资源,还会对周边环境和居民身体健康造成不利影响。

“双碳”背景下要实现煤炭行业的绿色高质发展,必须要解决煤矸石的处理处置问题。

按照全硫含量、灰分产率、灰成分、碳含量和灰熔点对煤矸石进行了分类,对其物理性质和化学组成进行了分析。

阐述了煤矸石污染环境、污染水土和引发地质灾害等危害的机理,介绍了煤矸石的主要处理方法即物理法、化学法、物理化学法。

煤矸石综合利用途径目前主要有用作建筑材料、发电、熔融烧结、充填采空区、用作肥料等,其中熔融烧结法值得重点关注,因煤矸石中含有大量灰分,该方法可以使灰分得到有效利用,符合“吃干榨净”的理念。

关键词：煤矸石;物理化学性质;综合利用;熔融烧结法;物理法;化学法;物理化学法0 引言中国是世界上能源生产和能源消费大国之一,主要依赖于煤炭,煤炭的长期大规模开采造成了煤矸石的大量堆积。

煤矸石是煤炭开采过程中形成的废弃物,其碳含量较低,且干基灰分超过50%,其年排放量约占煤炭开采量的15%～20%,占中国工业废弃物排放量的25%。

按我国原煤年产量35亿～40亿t计,煤矸石年排放量至少在5亿～8亿t,已成为世界上最大的固体废弃物之一。

据统计,我国现有煤矸石在70亿t以上,而且还在以较快的速度增长。

煤矸石一般采用露天堆放,很多煤矸石山在常温环境下会发生自燃,释放出大量NO x、SO2等气体,不仅污染了空气,还影响了居民的正常生活和身体健康。

此外,煤矸石经风化后,锰、铬、硒、镍、砷等多种微量元素会散布到环境中,进而污染环境和地下水,对周边生态系统造成严重破坏。

有调查显示,我国的煤矸石利用率仅为60%～70%,通过燃烧来利用煤矸石通常会造成二次污染。

因此,开发煤矸石绿色高效利用途径,尽量避免其对生态环境造成不良影响,是我国煤炭行业亟需解决的问题。

基于此,本文在总结煤矸石的分类和特性的基础上,全面阐述其危害机理,详细介绍其资源化利用途径,以期为我国煤炭行业的高质量发展提供参考。

齐大山反浮选尾矿理化性质及再选工艺研究崔宝玉;侯端旭;刘文刚;魏德洲【摘要】应用X射线衍射、化学多元素、粒度和金属分布、光学显微镜等研究分析方法,对齐大山反浮选尾矿的化学元素组成、粒度分布特征及单体解离度特征等理化性质进行了系统研究,并对该尾矿进行了再选研究.结果表明:尾矿中铁矿物以赤铁矿为主,主要富集于细粒级中,主要脉石矿物为石英.再选试验采用脱泥-筛分-重选-磁选-反浮选联合工艺对尾矿进行回收,反浮选尾矿经过脱泥-筛分后再进行螺旋溜槽重选可获得铁品位为65.48％、铁回收率为16.88％的重选精矿,铁品位为30.45％、铁回收率为54.51％的磁选精矿给入反浮选作业;选用NaOH为调整剂、淀粉为抑制剂、CaO为活化剂和LKY为捕收剂,经过一次粗选、两次精选,可获得铁品位65.36％,铁回收率为31.04％的反浮选精矿.最终实现了齐大山反浮选尾矿中铁矿物的有效回收.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2018(027)010【总页数】6页(P137-142)【关键词】反浮选尾矿;理化性质;再选;联合工艺【作者】崔宝玉;侯端旭;刘文刚;魏德洲【作者单位】东北大学资源与土木工程学院 ,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院 ,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院 ,辽宁沈阳110819;东北大学资源与土木工程学院 ,辽宁沈阳110819【正文语种】中文【中图分类】TD951随着铁矿资源的开发利用，铁尾矿的堆存量急剧增加。

据统计我国铁尾矿堆存量已超过75亿t，并且以5亿t/a的速度增长[1-2]。

大量尾矿堆存不仅占用了土地，造成资源浪费，也给人类生活环境带来了潜在危害。

铁尾矿资源的综合利用越来越受到人们重视，如利用细粒铁尾矿烧制传统建筑材料[2-3]及新型凝胶材料[4]，利用铁尾矿作为土壤改良剂或充填材料[5-6]等。

铁尾矿中有价组分的二次回收是尾矿再利用的前提[1,7-12]，当前研究大多集中于中粗粒级，而对微细粒铁尾矿中铁矿物的回收研究较少。

矿山矿渣处置方案矿山矿渣是在采矿过程中产生的一种大量废弃物。

由于其含有大量的有害物质，处理方法对矿区的环境和周边居民的生活都有重要的影响。

本文将介绍一些矿山矿渣的处置方案，希望能为相关企业和政府部门提供一些参考。

1. 矿渣填埋矿山矿渣可以通过填埋的方式进行处置。

其主要原理是将矿渣堆积在特定的场地上，采取逐层回填和压实的方式进行处理。

该方法比较简单易行，成本较低，但由于矿渣中含有有害物质，例如重金属、放射性元素等，填埋区可能会污染土壤、地下水等环境。

因此，应该选取离人类居住区较远、地下水流动缓慢的地区进行矿渣填埋。

2. 矿渣固化矿渣固化是将矿渣与一些固化材料混合后进行热处理或自然固化的方法，从而使矿渣在一定程度上减少了对环境的影响。

该方法处理后的矿渣可以用于路面、地基、绿地及其他工程建设等方面。

固化材料的选择应该根据矿渣的性质进行评估。

例如，硅酸盐固化材料对高铁矿渣处理效果较好。

3. 矿渣填矿矿渣填矿是将矿渣放入矿难或煤矿采空区中进行处理的方法，由于这些被挖空的矿难和采空区是由于采矿所致的，因此适合填充矿渣。

这种方法不会占用沃土，同样也不会对周边环境造成污染。

但是，填矿需要对矿渣进行一定的处理和筛选，以免影响采煤工作及矿难工作等。

4. 矿渣永久堆场矿渣永久堆场是将矿渣集中堆放在特定的场地上，加盖密闭罩进行覆盖，防止水、土壤中的有害物质进入矿渣中。

这种方法可以防止废渣渗漏和流失，最终达到永久封存的目的。

但是，建设永久封存生态环境将长期受影响。

过程中应对周边环境保持高度敏感且与当地政府及居民进行协商。

5. 矿渣利用除了上述几种处置方式外，矿渣还可以用于生产水泥、建材、陶瓷、玻璃等材料，或用于农业生产等方面。

这种方法可以将矿渣转化为资源，起到减少废弃物并提高效益的作用，同时还可以降低对环境的负面影响。

总之，矿渣的处理需要根据不同的性质、环境和生态因素考虑到废弃物处理的效益和带来的影响。

选用适当的处理方法，将有助于促进企业的可持续发展，改善环境及生态条件。

第一章总论1。

1项目概况1.1。

1项目名称矿业(集团）有限责任公司粉煤灰综合利用项目1。

1。

２生产规模年产６0万m3烧结粉煤灰陶粒和2亿块（折标砖）蒸压粉煤灰砖.1．1。

3项目承办单位矿业（集团）有限责任公司(以下简称阜矿集团公司)1。

1.4项目负责人王威１.1。

5项目建设地址辽宁省阜新市太平区城南天厦水泥有限责任公司（以下简称天厦公司)厂区内。

1。

２编制依据第四章生产技术方案4。

1烧结粉煤灰陶粒生产4．１。

1生产规模：年产60万立方米烧结粉煤灰陶粒。

(6条生产线）4。

1。

2产品方案：产品符合GB28３8《烧结粉煤灰陶粒》国家标准。

4.1．3生产工艺过程简述原料采用城南电厂的干排粉煤灰由汽车运输或者管道输送入生产线粉煤灰贮仓，膨润土由汽车卸入料仓。

粉煤灰、膨润土经给料、计量后入混料机进行混合搅拌，然后进入成球系统。

成球采用特殊的预湿搅拌系统和专门用途的成球机。

干料与一定比例的水在混合器中经搅拌形成生料球核，通过成球盘的倾斜转动，生料球核逐渐长大形成生料球.生料球的大小，通过调整成球盘的转速和倾斜度控制,生料球强度通过2ｍ自由落体破碎评定。

烧结采用平面烧结装置。

点火采用电点火.烧结过程:生料球均匀地铺在停止的烧结箱内后点火烧结，烧结温度为120０℃.烧结机采用耐热密封材料,负压烧结，最大程度地减少热损失，降低能耗,同时还为必要的收尘提供了必要的保证。

大大降低了传统烧结机很难得到改善的漏风率.成品通过振动筛分后入库,以５ｍｍ为界,０.16—5ｍｍ为陶砂,５-１６mm 为陶粒.４．1．4粉煤灰陶粒生产设备见下表(一条线)４.1。

5陶粒生产物料平衡4.2蒸压粉煤灰砖生产4。

2.1生产规模：年产２000０万块蒸压粉煤灰砖(2条生产线)４。

２。

2产品规格２40×115×53mm标准实心砖;24０×11５×90mm，孔洞率25%，普通空心砖;２40×１15×１15mm,孔洞率25%,普通空心砖；4.2。

㊀第２６卷第１期洁净煤技术Ｖｏｌ ２６㊀Ｎｏ １㊀㊀２０２０年１月ＣｌｅａｎＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＪａｎ.㊀２０２０㊀煤气化渣综合利用研究进展曲江山１ꎬ２ꎬ３ꎬ张建波１ꎬ２ꎬ孙志刚４ꎬ杨晨年１ꎬ２ꎬ３ꎬ史㊀达５ꎬ李少鹏１ꎬ２ꎬ李会泉１ꎬ２ꎬ３(１.中国科学院过程工程研究所绿色过程与工程中科院重点实验室ꎬ北京㊀１００１９０ꎻ２.湿法冶金清洁生产技术国家工程实验室ꎬ北京㊀１００１９０ꎻ３.中国科学院大学ꎬ北京㊀１０００４９ꎻ４.中石化宁波技术研究院有限公司ꎬ浙江宁波㊀３１５１０３ꎻ５.东北大学资源与土木工程学院ꎬ辽宁沈阳㊀１１０８１９)摘㊀要:我国富煤㊁贫油㊁少气的能源结构特点ꎬ石油㊁天然气对外依存度高的实际情况以及对煤炭高效清洁利用的重视赋予了煤化工产业发展的机遇ꎬ作为煤化工产业龙头的煤气化技术在中国蓬勃发展ꎮ随着煤气化技术的大规模推广ꎬ煤气化渣的堆存量及产生量越来越大ꎬ造成了严重的环境污染和土地资源浪费ꎬ对煤化工企业的可持续发展造成不利影响ꎬ煤气化渣处理迫在眉睫ꎮ笔者介绍了煤气化渣的产生及其带来的环境问题ꎬ煤气化渣的基本特点ꎬ综述了国内外煤气化渣在建工建材(骨料㊁胶凝材料㊁墙体材料㊁免烧砖)㊁土壤水体修复(土壤改良㊁水体修复)㊁残碳利用(残碳性质㊁残碳提质㊁循环掺烧)㊁高值化利用(催化剂载体㊁橡塑填料㊁陶瓷材料㊁硅基材料)等方面的研究进展ꎬ提出了煤气化渣综合利用思路ꎮ煤气化渣主要由ＳｉＯ２㊁Ａｌ２Ｏ３㊁ＣａＯ㊁Ｆｅ２Ｏ３㊁Ｃ组成ꎬ气化细渣残碳含量较气化粗渣高ꎬ煤气化渣的主要矿相为非晶态铝硅酸盐ꎬ夹杂着石英㊁方解石等晶相ꎬ富含硅㊁铝㊁碳资源的化学组成特点和特殊的矿相构成是煤气化渣回收利用的基础ꎮ目前煤气化渣规模化处置利用主要聚焦在建工建材㊁生态治理等方面ꎬ但因其碳含量高㊁杂质含量高等特点ꎬ导致建工建材掺量低㊁品质不稳定ꎬ生态治理二次污染严重等问题ꎬ经济和环境效益差ꎮ在资源化利用方面ꎬ结合煤气化渣资源特点ꎬ目前主要在碳材料开发利用㊁陶瓷材料制备㊁铝/硅基产品制备等方面引起广泛关注ꎬ虽然经济效益相对显著ꎬ但均处于实验室研究或扩试试验阶段ꎬ主要存在成本高㊁流程复杂㊁杂质难调控㊁下游市场小等问题ꎬ无法实现规模化利用ꎮ为了提高企业经济效益ꎬ同时解决企业环保难题ꎬ结合煤气化渣堆存量大㊁产生量大㊁处理迫切的现状以及富含铝㊁硅㊁碳资源的特殊属性ꎬ建议煤气化渣的综合利用思路为 规模化消纳解决企业环保问题为主＋高值化利用增加企业经济效益为辅 ꎮ开发过程简单㊁适应性强㊁具有一定经济效益的煤气化渣综合利用技术路线ꎬ是目前煤气化渣利用的有效途径和迫切需求ꎮ关键词:煤气化渣ꎻ建工建材ꎻ土壤水体修复ꎻ高值化利用ꎻ规模化消纳中图分类号:ＴＱ５４６㊀㊀㊀文献标志码:Ａ㊀㊀㊀文章编号:１００６－６７７２(２０２０)０１－０１８４－１０移动阅读收稿日期:２０２０－０１－０３ꎻ责任编辑:白娅娜㊀㊀ＤＯＩ:１０.１３２２６/ｊ.ｉｓｓｎ.１００６－６７７２.２００１０３０１基金项目:国家自然科学基金资助项目(５１８０４２９３ꎬＵ１８１０２０５)ꎻ固废资源化利用与节能建材国家重点实验室开放基金资助项目(ＳＷＲ－２０１９－００５)ꎻ中石化合作企业横向资助项目(４１９０３５－３)ꎻ山西省科技重大专项资助项目(２０１８１１０２０１７ꎬＭＣ２０１６－０５)作者简介:曲江山(１９９６ )ꎬ男ꎬ山东青岛人ꎬ博士研究生ꎬ从事煤气化渣资源化利用方面的工作ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｊｓｑｕ＠ｉｐｅ.ａｃ.ｃｎꎮ通讯作者:张建波ꎬ助理研究员ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｚｈａｎｇｊｉａｎｂｏ＠ｉｐｅ.ａｃ.ｃｎꎻ李会泉ꎬ研究员ꎬ从事资源循环利用方面研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｈｑｌｉ＠ｉｐｅ.ａｃ.ｃｎ引用格式:曲江山ꎬ张建波ꎬ孙志刚ꎬ等.煤气化渣综合利用研究进展[Ｊ].洁净煤技术ꎬ２０２０ꎬ２６(１):１８４－１９３.ＱＵＪｉａｎｇｓｈａｎꎬＺＨＡＮＧＪｉａｎｂｏꎬＳＵＮＺｈｉｇａｎｇꎬｅｔａｌ.Ｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇ[Ｊ].ＣｌｅａｎＣｏａｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬ２０２０ꎬ２６(１):１８４－１９３.ＲｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇＱＵＪｉａｎｇｓｈａｎ１ꎬ２ꎬ３ꎬＺＨＡＮＧＪｉａｎｂｏ１ꎬ２ꎬＳＵＮＺｈｉｇａｎｇ４ꎬＹＡＮＧＣｈｅｎｎｉａｎ１ꎬ２ꎬ３ꎬＳＨＩＤａ５ꎬＬＩＳｈａｏｐｅｎｇ１ꎬ２ꎬＬＩＨｕｉｑｕａｎ１ꎬ２ꎬ３(１.ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＧｒｅｅｎＰｒｏｃｅｓｓａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＰｒｏｃｅｓｓＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅꎬＢｅｉｊｉｎｇ㊀１００１９０ꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＮａｔｉｏｎａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙｆｏｒＨｙｄｒｏｍｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＣｌｅａｎｅｒＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬＢｅｉｊｉｎｇ㊀１００１９０ꎬＣｈｉｎａꎻ３.ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅꎬＢｅｉｊｉｎｇ㊀１０００４９ꎬＣｈｉｎａꎻ４.ＳｉｎｏｐｅｃＮｉｎｇｂｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ.ꎬＬｔｄ.ꎬＮｉｎｇｂｏ㊀３１５１０３ꎬＣｈｉｎａꎻ５.ＳｃｈｏｏｌｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇꎬＮｏｒｔｈｅａｓｔｅｒｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＳｈｅｎｙａｎｇ㊀１１０８１９ꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＴｈｅｅｎｅｒｇｙｓｔｒｕｃｔｕｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｒｉｃｈｃｏａｌꎬｐｏｏｒｏｉｌａｎｄｌｉｔｔｌｅｇａｓꎬｔｈｅａｃｔｕａｌｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｈｉｇｈｅｘｔｅｒｎａｌｄｅｐｅｎｄｅｎｃｅｏｆｏｉｌａｎｄｎａｔｕｒａｌｇａｓꎬａｎｄｔｈｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｔｏｔｈｅｅｆｆｉｃｉｅｎｔａｎｄｃｌｅａｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｉｎＣｈｉｎａｇｉｖｅｔｈｅｃｏａｌｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｐｐｏｒｔｕｎｉ￣４８１曲江山等:煤气化渣综合利用研究进展２０２０年第１期ｔｉｅｓ.ＡｓａｌｅａｄｉｎｇｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｎｃｏａｌｃｈｅｍｉｃａｌｉｎｄｕｓｔｒｙꎬｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｉｓｄｅｖｅｌｏｐｉｎｇｒａｐｉｄｌｙｉｎＣｈｉｎａ.Ｗｉｔｈｔｈｅｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｐｒｏｍｏｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｔｈｅｓｔｏｒａｇｅａｎｄｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｂｅｃｏｍｅｌａｒｇｅｒａｎｄｌａｒｇｅｒꎬｗｈｉｃｈｈａｓｃａｕｓｅｄｓｅ￣ｒｉｏｕｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｏｌｌｕｔｉｏｎａｎｄｗａｓｔｅｏｆｌａｎｄｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬａｎｄｈａｓａｄｖｅｒｓｅｌｙａｆｆｅｃｔｅｄｔｈｅｓｕｓｔａｉｎａｂｌｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｃｏａｌｃｈｅｍｉｃａｌｅｎｔｅｒｐｒｉ￣ｓｅｓ.Ｔｈｅｔｒｅａｔｍｅｎｔｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｉｓｉｍｍｉｎｅｎｔ.Ｔｈｅｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙꎬｔｈｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇａｎｄｉｔｓｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓꎬａｎｄｔｈｅｂａｓｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｗｅｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｐｒｏｇｒｅｓｓｏｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇａｔｈｏｍｅａｎｄａｂｒｏａｄｗａｓｒｅｖｉｅｗｅｄꎬｉｎｃｌｕｄｉｎｇｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎａｎｄｂｕｉｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓ(ａｇｇｒｅｇａｔｅꎬｇｅｌｌｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌꎬｗａｌｌｍａｔｅｒｉａｌꎬｎｏｎ－ｂｕｒｎｔｂｒｉｃｋ)ꎬｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ(ｓｏｉｌｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔꎬｗａｔｅｒｂｏｄｙｒｅｐａｉｒ)ꎬｒｅｓｉｄｕａｌｃａｒｂｏｎｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ(ｒｅｓｉｄｕａｌｃａｒｂｏｎｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎬｒｅｓｉｄｕａｌｃａｒｂｏｎｕｐｇｒａｄｉｎｇꎬｃｙｃｌｅｂｌｅｎｄｉｎｇｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ)ꎬｈｉｇｈｖａｌｕｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ(ｃａｔａｌｙｓｔｃａｒｒｉｅｒꎬｒｕｂｂｅｒ－ｐｌａｓｔｉｃｆｉｌｌｅｒꎬｃｅｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌꎬｓｉｌｉｃｏｎ－ｂａｓｅｄｍａｔｅｒｉａｌ)ꎬｅｔｃ.Ｓｕｇｇｅｓｔｉｏｎｓｆｏｒｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｗｅｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ.ＴｈｅｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｉｓｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆＳｉＯ２ꎬＡｌ２Ｏ３ꎬＣａＯꎬＦｅ２Ｏ３ａｎｄＣ.Ｔｈｅｒｅｓｉｄｕａｌｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔｏｆｇａｓｉｆｉｅｄｆｉｎｅｓｌａｇｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈａｔｏｆｃｏａｒｓｅｓｌａｇ.Ｔｈｅｍａｉｎｍｉｎｅｒａｌｐｈａｓｅｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｉｓａｍｏｒｐｈｏｕｓａｌｕｍｉｎｏｓｉｌｉｃａｔｅꎬｗｈｉｃｈｉｓｍｉｘｅｄｗｉｔｈｑｕａｒｔｚꎬｃａｌｃｉｔｅａｎｄｏｔｈｅｒｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｐｈａｓｅ.Ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓａｒｅｒｉｃｈｉｎｓｉｌｉｃｏｎꎬａｌｕｍｉｎｕｍꎬｃａｒｂｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｍｉｎｅｒ￣ａｌｐｈａｓｅｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｉｓｔｈｅｂａｓｉｓｆｏｒｔｈｅｒｅｃｏｖｅｒｙａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇ.Ａｔｐｒｅｓｅｎｔꎬｔｈｅｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉ￣ｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｉｓｍａｉｎｌｙｆｏｃｕｓｅｄｏｎｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓａｎｄｅｃｏｌｏｇｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ.Ｈｏｗｅｖｅｒꎬｉｔｓｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｉｇｈｃａｒｂｏｎｃｏｎｔｅｎｔａｎｄｈｉｇｈｉｍｐｕｒｉｔｙｃｏｎｔｅｎｔｌｅａｄｔｏｌｏｗｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｏｆｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓꎬｕｎｓｔａｂｌｅｑｕａｌｉｔｙꎬａｎｄｓｅｒｉｏｕｓｓｅｃｏｎｄａｒｙｐｏｌｌｕｔｉｏｎｃａｕｓｅｄｂｙｅｃｏｌｏｇ￣ｉｃａｌｃｏｎｔｒｏｌ.Ｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃａｎｄｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｂｅｎｅｆｉｔｓａｒｅｐｏｏｒ.Ｉｎｔｅｒｍｓｏｆｒｅｓｏｕｒｃｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬｉｔｈａｓａｔｔｒａｃｔｅｄｅｘｔｅｎｓｉｖｅａｔｔｅｎｔｉｏｎｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｎｄｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃａｒｂｏｎｍａｔｅｒｉａｌｓꎬｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆｃｅｒａｍｉｃｍａｔｅｒｉａｌｓꎬａｎｄｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆａｌｕｍｉｎｕｍ/ｓｉｌｉｃｏｎｂａｓｅｄｐｒｏｄｕｃｔｓ.Ａｌｔｈｏｕｇｈｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓａｒｅｒｅｌａｔｉｖｅｌｙｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔꎬｔｈｅｙａｒｅａｌｌｉｎｔｈｅｓｔａｇｅｏｆｌａｂｏｒａｔｏｒｙｒｅｓｅａｒｃｈｏｒｅｘｐａｎｄｉｎｇｔｅｓｔ.Ｔｈｅｒｅａｒｅｍａｎｙｐｒｏｂｌｅｍｓꎬｓｕｃｈａｓｈｉｇｈｃｏｓｔꎬｃｏｍｐｌｉｃａｔｅｄｐｒｏｃｅｓｓꎬｄｉｆｆｉ￣ｃｕｌｔｃｏｎｔｒｏｌｏｆｉｍｐｕｒｉｔｉｅｓꎬｓｍａｌｌｄｏｗｎｓｔｒｅａｍｍａｒｋｅｔａｎｄｓｏｏｎꎬｗｈｉｃｈｃａｎｎｏｔｒｅａｌｉｚｅｌａｒｇｅ－ｓｃａｌｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ.Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｅｃｏｎｏｍ￣ｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓａｎｄｓｏｌｖｅｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓꎬｃｏｍｂｉｎｅｄｗｉｔｈｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｌａｒｇｅｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｈｅａｐꎬｌａｒｇｅｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎｖｏｌｕｍｅꎬａｎｄｕｒｇｅｎｔｔｒｅａｔｍｅｎｔꎬａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｓｐｅｃｉａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｒｉｃｈｉｎａｌｕｍｉｎｕｍꎬｓｉｌｉｃｏｎａｎｄｃａｒｂｏｎｒｅｓｏｕｒｃｅｓꎬｉｔｉｓｓｕｇｇｅｓｔｅｄｔｈａｔｔｈｅｉｄｅａｏｆｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｉｓｔｏｓｏｌｖｅｔｈｅｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｍａｉｎｌｙｂｙｓｃａｌｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎａｎｄｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｔｈｅｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔｓｏｆｅｎｔｅｒｐｒｉｓｅｓｓｕｐｐｌｅｍｅｎｔｅｄｂｙｈｉｇｈ－ｖａｌｕｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎ.Ｉｔｉｓａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｗａｙａｎｄｕｒｇｅｎｔｄｅｍａｎｄｔｏｄｅｖｅｌｏｐａｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｒｏｕｔｅｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇｗｉｔｈｓｉｍｐｌｅｐｒｏｃｅｓｓꎬｓｔｒｏｎｇａｄａｐｔａｂｉｌｉｔｙａｎｄｃｅｒｔａｉｎｅｃｏｎｏｍｉｃｂｅｎｅｆｉｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇꎻｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｂｕｉｌｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌｓꎻｓｏｉｌａｎｄｗａｔｅｒｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎꎻｈｉｇｈｖａｌｕｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎꎻｓｃａｌｅｃｏｎｓｕｍｐｔｉｏｎ０㊀引㊀㊀言我国是一个富煤㊁贫油㊁少气的国家ꎬ能源结构以煤炭为主ꎮ２０１８年ꎬ我国原煤产量３６.８亿ｔꎬ消费量３９亿ｔꎬ分别占一次能源产量和消费量的６９.６％㊁５９％[１]ꎮ煤气化是煤炭清洁高效利用的核心技术之一ꎬ也是煤基化学品合成㊁液体燃料合成㊁ＩＧＣＣ发电等过程工业的基础ꎬ具有国家战略意义ꎮ２０１８年ꎬ我国原油产量１.８９亿ｔꎬ进口量４.６２亿ｔꎬ对外依存度高达７０％ꎻ天然气产量１６１０亿ｍ３ꎬ进口量１２５４亿ｍ３ꎬ对外依存度达４５.３％[２]ꎮ在国内能源结构与实际需求的作用下ꎬ煤制油与煤制天然气前景看好ꎬ作为煤化工龙头的煤气化技术在中国蓬勃发展[３]ꎮ煤气化是指煤与气化剂作用进行各种化学反应ꎬ将煤炭转化为合成气和少量残渣的过程[４]ꎮ２０１８年ꎬ现代煤化工共转化煤炭９５６０万ｔꎬ２０１９年上半年ꎬ转化煤炭约５５７０万ｔꎮ随着煤气化技术的大规模推广ꎬ导致气化渣的大量产生ꎬ年生产气化渣超过３３００万ｔ[５]ꎮ煤气化渣是煤与氧气或富氧空气发生不完全燃烧生成ＣＯ与Ｈ２的过程中ꎬ煤中无机矿物质经过不同的物理化学转变伴随着煤中残留的碳颗粒形成的固态残渣ꎬ可分为粗渣和细渣两类ꎮ粗渣产生于气化炉的排渣口ꎬ占６０％~８０％ꎻ细渣主要产生于合成气的除尘装置ꎬ占２０％~４０％ꎮ目前气化渣的处理方式主要为堆存和填埋ꎬ尚未大规模工业化应用ꎬ造成了严重的环境污染和土地资源浪费ꎬ对煤化工企业的可持续发展造成不利影响ꎬ气化渣的处理迫在眉睫ꎮ本文概述了煤气化技术㊁煤气化渣的产生及危害㊁煤气化渣的基本特点ꎬ综述了国内外对煤气化渣综合利用的研究进展ꎬ提出了煤气化渣综合利用思路ꎬ指出规模化消纳为主㊁高值化利用为辅是气化渣利用的重要发展方向ꎬ为相关领域科研工作者提供参考ꎮ１㊀煤气化渣的基本特点杨帅等[６]分析了宁煤集团德士古㊁四喷嘴对置式㊁ＧＳＰ三种煤气化炉细渣的化学组成ꎬ主要５８１２０２０年第１期洁净煤技术第２６卷由ＳｉＯ２㊁Ａｌ２Ｏ３㊁ＣａＯ㊁Ｆｅ２Ｏ３㊁ＭｇＯ㊁Ｃ组成ꎬ其中显著不同的是ＳｉＯ２含量和烧失量ꎬ其烧失量分别为３１.２８％㊁２０.６１％和２１.４４％ꎮ赵永彬等[７]分析了宁煤集团德士古㊁四喷嘴对置式㊁ＧＳＰ三种煤气化炉粗渣的化学组成及矿相构成ꎬ化学组成主要包括ＳｉＯ２㊁Ａｌ２Ｏ３㊁ＣａＯ㊁Ｆｅ２Ｏ３㊁Ｃꎬ不同气化技术得到的粗渣烧失量差异较大ꎬ其烧失量分别为３９.２７％㊁１３.４０％和４.３４％ꎬ矿相主要以非晶态玻璃体为主ꎬ其晶相组成为石英㊁莫来石㊁方铁矿和方解石等ꎮ帅航等[８]研究了航天炉㊁渭河德士古㊁咸阳德士古㊁神木德士古㊁多喷嘴对置式气化炉粗渣的化学组成及矿相构成ꎬ各种炉渣的主要化学成分为ＳｉＯ２㊁Ａｌ２Ｏ３㊁ＣａＯ㊁Ｆｅ２Ｏ３和残余碳ꎬ还含有少量的Ｎａ２Ｏ㊁ＭｇＯ㊁Ｐ２Ｏ５㊁Ｋ２Ｏ㊁ＴｉＯ２和Ｓ等ꎬ其中航天炉渣残碳量最高ꎬ达２７.９９％ꎬ多喷嘴对置式炉渣残碳量最少ꎬ为１５.３２％ꎬ５种气化炉渣的矿相均以非晶相铝硅酸盐和无定形碳为主ꎬ其晶相为石英ꎬ其次还有方解石ꎮ高旭霞等[９]分析了德士古㊁多喷嘴对置式㊁壳牌炉等气流床煤气化粗渣和细渣的矿物组成㊁可燃物含量ꎮ结果表明ꎬ气化渣主要由大量的非晶态物质以及少量的结晶矿物质组成ꎬ细渣在气化炉内的停留时间较粗渣短ꎬ故细渣的可燃物含量较粗渣高ꎮ表１为从陕北煤化工基地㊁宁东能源化工基地以及鄂尔多斯煤化工基地选取的代表性气流床气化渣的化学组成ꎬ图１为从陕北煤化工基地选取的典型煤气化渣的矿相构成ꎮ尽管不同的煤气化工艺㊁煤种及原煤产地所产生的气化渣成分有所不同ꎬ但煤气化渣主要由ＳｉＯ２㊁Ａｌ２Ｏ３㊁ＣａＯ㊁Ｆｅ２Ｏ３㊁Ｃ组成ꎬ细渣残碳含量较粗渣高ꎬ煤气化渣主要矿相为非晶态铝硅酸盐ꎬ夹杂着石英㊁方解石等晶相ꎬ富含硅㊁铝㊁碳资源的化学组成特点和特殊的矿相构成是煤气化渣回收利用的基础ꎮ表１㊀气化渣化学组成Ｔａｂｌｅ１㊀Ｃｈｅｍｉｃａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｏｆｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇ％气化渣种类ＳｉＯ２Ａｌ２Ｏ３ＣａＯＦｅ２Ｏ３ＭｇＯＮａ２Ｏ烧失量陕西粗渣３５.７５８.７１１５.８７１４.１９１.７６２.９１１６.０８陕西细渣１４.８６７.７２８.１６８.７３１.５５１.５５５２.９１宁夏粗渣５３.３６１６.８１８.１１１０.０４２.１５２.１３１.１９宁夏细渣４０.７５１２.６６６.７９７.２７２.４０１.９２２２.８１内蒙古粗渣２７.３３１４.４３１９.０４２３.９００.９４２.１３６.９９内蒙古细渣３２.０１１２.８８１１.１９１１.４８０.８６３.２２２５.３９图１㊀陕西煤气化渣ＸＲＤ谱图Ｆｉｇ.１㊀ＸＲＤｓｐｅｃｔｒｕｍｏｆＳｈａａｎｘｉｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇ２㊀煤气化渣的综合利用目前ꎬ国内外针对气化渣应用的研究主要集中于以下几个方面:①建工建材制备:骨料㊁胶凝材料㊁墙体材料㊁免烧砖等ꎻ②土壤㊁水体修复:土壤改良㊁水体修复等ꎻ③残碳利用:残碳性质㊁残碳提质㊁循环掺烧等ꎻ④高附加值材料制备:催化剂载体㊁橡塑填料㊁陶瓷材料㊁硅基材料等ꎮ煤气化渣综合利用现状如图２所示ꎮ２ １㊀煤气化渣用于建工建材煤气化渣在建工建材方面的应用主要包括制备图２㊀煤气化渣综合利用Ｆｉｇ.２㊀Ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｕｔｉｌｉｚａｔｉｏｎｏｆｃｏａｌｇａｓｉｆｉｃａｔｉｏｎｓｌａｇ陶粒㊁水泥㊁混凝土㊁墙体材料以及砖材等ꎬ是煤气化渣规模化消纳的重要途径ꎮ２ １ １㊀煤气化渣作骨料陶粒具有耐火性㊁强度高㊁抗震性好㊁保温隔热等优良性能ꎬ在建筑工程㊁耐火材料㊁轻骨料领域应用广泛ꎮ目前陶粒的制备途径主要是页岩和黏土制陶粒ꎬ该方式会造成严重的环境破坏ꎮＺｈａｏ等[１０]６８１曲江山等:煤气化渣综合利用研究进展２０２０年第１期使用煤气化粗渣制备了非烧结陶粒ꎬ最佳原料配比为:气化粗渣７３％ꎬ水泥１５％ꎬ石英砂１２％ꎬ制得的陶粒抗压强度为６.７６ＭＰａꎬ吸水率为２０.１２％ꎮ由于煤气化渣颗粒具有一定的级配ꎬ可作为混凝土生产过程中的骨料和掺合料ꎮ刘开平等[１１]发现在混凝土中掺入研磨后的气化粗渣ꎬ其抗压强度远高于基准混凝土ꎬ且随着龄期延长后期强度持续上升ꎬ提出可以在混凝土中使用研磨后的气化粗渣部分替代天然砂作为细集料ꎮ２ １ ２㊀煤气化渣制备胶凝材料煤气化渣的化学成分主要为ＳｉＯ２㊁Ａｌ２Ｏ３㊁Ｆｅ２Ｏ３㊁ＣａＯ等ꎬ与硅酸盐水泥成分相近ꎬ且具有一定的火山灰活性ꎬ是优良的水泥原料ꎮＬｉ等[１２]研究了气化渣与水泥或石灰的水化产物的特性ꎮ结果表明ꎬ细渣残碳含量高ꎬ阻碍气化渣与水泥或石灰之间的胶凝反应ꎻ粗渣中丰富的活性矿物相有利于胶凝反应ꎬ提高砂浆强度ꎮ袁蝴蝶等[１３]利用Ｔｅｘａｃｏ炉气化渣制备硅酸盐水泥ꎮ黏土添加量为５％㊁烧成温度为１４５０ħ时ꎬ烧制的水泥２８ｄ抗折强度㊁抗压强度分别为８.０㊁５０.９ＭＰａꎬ推断其标号为４２.５水泥ꎮ杭美艳等[１４]研究了煤气化渣微粉胶凝体系水化机理ꎬ发现掺加３０％煤气化粗渣微粉的水泥ꎬ３ｄ水化产物生成大量结晶度较低的纤维状水化硅酸钙凝胶ꎬ２８ｄ水化产物由结晶度较低的纤维状水化硅酸钙凝胶转化为结晶度较高的类似于硬硅钙石的针状晶体ꎬ胶砂强度增强ꎮ王军龙等[１５]研究了煤矸石和气化渣在水泥生料配料中的应用ꎬ发现在生料配料中掺加煤矸石和气化渣均能起到降低熟料热耗㊁提高余热发电量㊁改善熟料质量的效果ꎮ地质聚合物是一种兼具有机物㊁水泥㊁陶瓷特点的新型胶凝材料ꎬ近年来在国际上受到广泛关注ꎮ其具有强度高㊁耐腐蚀㊁耐高温㊁硬化快等优点ꎬ有望在未来替代水泥ꎮＬｅｅ等[１６]利用整体煤气化联合循环发电排放的气化渣ꎬ制备出具有纳米结构的地质聚合物ꎮ在液固比０.２６~０.２８的条件下ꎬ用含５０％~７０％水玻璃的ＮａＯＨ作为碱激发剂制备的地质聚合物抗压强度为７５~８０ＭＰａꎬ符合韩国高强度混凝土的设计标准(４０ＭＰａ)ꎮＣｈｅｎ等[１７]以壳牌炉气化渣和钢渣为原料合成了一种新型地质聚合物复合材料ꎮ最佳原料配比为:６７％气化渣ꎬ３０％钢渣ꎬ３％偏高岭土ꎬ在液固比为０.３３的条件下ꎬ用８ｍｏｌ/Ｌ的ＮａＯＨ和Ｎａ２ＳｉＯ３混合溶液活化ꎬ得到的地质聚合物复合材料的３㊁７和２８ｄ无侧限抗压强度值分别为１１.２㊁３７.４和６５.６ＭＰａꎮ２ １ ３㊀煤气化渣制备墙体材料利用气化渣中的残碳作为造孔剂和内部燃料ꎬ可降低烧结制品的密度和导热率ꎬ从而制备保温隔热㊁低密度的墙体材料ꎮＡｉｎｅｔｏ等[１８]研究了煤气化渣作为黏土添加剂在建筑陶瓷中的应用ꎮ结果表明ꎬ将ＩＧＣＣ气化渣添加到中等塑性的黏土中ꎬ压制成试样ꎬ在９００ħ下焙烧ꎬ能够改善烧结体的吸收㊁饱和以及力学性能ꎬ且对收缩㊁变色或风化无负面影响ꎮ冯银平等[１９]以气化渣为原料ꎬ采用挤出成型法ꎬ制备轻质隔热墙体材料ꎮ在１０００ħ烧成时ꎬ添加２０％黏土可制备出体积密度为１.００ｇ/ｃｍ３㊁导热系数为０.１９Ｗ/(ｍ Ｋ)和耐压强度为５.３ＭＰａ的轻质烧结自保温墙体材料ꎻ添加３０％黏土可制备出体积密度为１.２０ｇ/ｃｍ３㊁导热系数为０.２３Ｗ/(ｍ Ｋ)和耐压强度达到２０.１ＭＰａ的烧结自保温可承重墙体材料ꎻ添加４０％黏土可制备出体积密度为１.１８ｇ/ｃｍ３㊁导热系数为０.２６Ｗ/(ｍ Ｋ)和耐压强度达到１６.６ＭＰａ的烧结自保温可承重墙体材料ꎮ李国友等[２０]利用高含碳量的气化渣取代湿排粉煤灰和水泥制备轻质隔墙板ꎮ最佳原料配比为:水泥２２.８６％ꎬ０~３ｍｍ气化渣５.７１％ꎬ气化炉渣粉１４.２９％ꎬ低品质矿渣５７.１４％ꎬ所制备的产品性能满足国家标准要求ꎮ云正等[２１]在铁尾矿中添加２０％的气化渣ꎬ９５０ħ烧结时ꎬ可制备出密度低于１.４５ｇ/ｃｍ３㊁导热系数低于０.２３Ｗ/(ｍ Ｋ)㊁抗压强度高于３０ＭＰａ的墙体材料ꎮ２ １ ４㊀煤气化渣制备免烧砖近年来ꎬ随着环保压力的增大ꎬ传统的烧砖企业生存困难ꎬ部分黏土烧砖企业关停ꎬ砖价上涨ꎮ免烧砖的制备过程节能环保ꎬ具有良好的发展前景ꎮ章丽萍等[２２]以气化渣和锅炉渣为主材料ꎬ以生石灰㊁水泥㊁除尘灰为辅料ꎬ以石膏为激发剂制备免烧砖ꎮ最佳原料配比为:气化渣３５.６％ꎬ锅炉渣３２.４％ꎬ除尘灰１４％ꎬ石灰８％ꎬ石膏４％ꎬ水泥６％ꎬ在１００ħ蒸养１８ｈ可制备出符合ＪＣ/Ｔ４２２ ２００７«非烧结砖垃圾尾矿砖»和ＧＢ１１９４５ １９９９«蒸压灰砂砖»要求的免烧砖ꎮ２ ２㊀煤气化渣用于土壤水体修复将煤气化渣应用于土壤水体修复是气化渣资源化利用的重要途径之一ꎬ符合以废治废的环保理念ꎬ目前许多学者尝试将气化渣用作土壤改良剂㊁污泥调理剂㊁水处理吸附剂等ꎮ２ ２ １㊀煤气化渣用于土壤改良Ｚｈｕ等[２３]研究了煤气化细渣在碱沙地土壤改良中的应用ꎬ发现在土壤中添加２０％的煤气化细渣７８１２０２０年第１期洁净煤技术第２６卷能有效改善碱沙地土壤的容重㊁ｐＨ值㊁阳离子交换能力㊁保水能力等理化性质ꎮＺｈｕ等[２４]利用化学和植物吸收试验对煤气化细渣用作硅肥的潜力进行了研究ꎮ在相同的工艺条件下ꎬ煤气化细渣的可盐酸浸出硅含量高于其他硅源样品ꎻ水稻生长试验茎的强度指数和总硅含量表明ꎬ５％的煤气化细渣对水稻的生长有明显的促进作用ꎮ２ ２ ２㊀煤气化渣用于水体修复煤气化渣富含铝㊁硅㊁碳资源ꎬ是制备硅吸附材料㊁碳吸附材料㊁碳硅复合材料以及聚合氯化铝等水处理剂的优良原料ꎮＬｉｕ等[２５]以煤气化细渣为硅源ꎬ利用酸浸技术ꎬ制备出比表面积３６４ｍ２/ｇ㊁孔容积０.３３９ｃｍ３/ｇ的介孔玻璃微球ꎬ其对亚甲基蓝的最大吸附量为１４０.５７ｍｇ/ｇꎮ胡文豪等[２６]以煤气化渣酸浸液为原料制备出氧化铝含量为１０％~１１％ꎬ盐基度为４４％~５０％的聚合氯化铝净水剂ꎮ杨会朵[２７]以煤气化渣为铝源ꎬＭｇ(ＮＯ３)２ ６Ｈ２Ｏ为镁源合成镁铝水滑石ꎬ其对Ｃｒ(ＶＩ)的最大吸附量为９５.３８ｍｇ/ｇꎮ姚阳阳[２８]利用水蒸气对气化粗渣中的炭进行活化ꎬ通过水热晶化反应制备出活性炭/沸石复合吸附材料ꎬ其对水溶液中亚甲基蓝和重金属Ｃｒ３＋的去除率可达９０％和８５％ꎮ鲍超等[２９]发现研磨和氢氟酸改性后的煤气化渣对Ｐｂ２＋㊁Ｃｕ２＋㊁Ｃｄ２＋的最大吸附量分别为１１２.０７㊁４０.１８㊁３１.２１ｍｇ/ｇꎮ胡俊阳等[３０]以２号油为起泡剂ꎬ煤油为捕收剂对气化渣进行浮选ꎬ浮选精炭作为吸附剂用于甲基橙废水处理ꎬ所需的精炭添加量为商品活性炭的１.２８倍ꎮ顾彧彦等[３１]以煤气化细渣为原料制备碳硅复合材料ꎬ并利用过硫酸铵进行表面改性ꎮ改性后的碳硅复合材料比表面积为４７４ｍ２/ｇꎬ在ｐＨ＝５时ꎬ对Ｐｂ２＋的平衡吸附量为１２４ｍｇ/ｇꎬＰｂ２＋去除率可达９８.２％ꎮ刘冬雪等[３２]采用浮选法分选出煤气化渣中的炭ꎬ并以此精炭为前驱体㊁ＫＯＨ为活化剂制备活性炭ꎮ当碱炭质量比为２.０㊁活化温度为８００ħ㊁活化时间为１.５ｈ时ꎬ制备出的活性炭比表面积为１２２６.８ｍ２/ｇꎬ孔容为０.６９４ｃｍ３/ｇꎬ碘吸附值和亚甲蓝吸附值分别为１２９２和２７８ｍｇ/ｇꎮ徐怡婷等[３３]以煤气化渣为原料制备出高比表面积的活性炭ꎬ并采用浸渍法负载Ｆｅ３＋ꎬ用于非均相Ｆｅｎｔｏｎ体系降解染料废水中甲基橙ꎬ在最佳条件下甲基橙降解率可达９７％ꎮ凌琪等[３４]采用研磨和氢氟酸改性后的煤气化渣对污泥进行调理ꎬ在改性煤气化渣添加量为污泥干重的２０％时ꎬ污泥脱水性能最佳ꎮ凌琪等[３５]采用超声波协同改性煤气化渣调理污泥ꎬ在超声波功率６０Ｗꎬ作用时间３０ｓꎬ改性煤气化渣添加量３０％时效果最佳ꎮ凌琪等[３６]发现添加气化渣可以使动态膜生物反应器对印染废水中ＣＯＤ㊁ＮＨ３－Ｎ㊁ＴＮ㊁ＴＰ㊁色度的平均去除率分别提高６.１２％㊁９.２１％㊁８.１４％㊁２.８９％㊁６.００％ꎮ凌琪等[３７]发现添加气化渣可以将动态膜生物反应器对造纸废水中ＣＯＤ㊁色度㊁ＮＨ３－Ｎ的平均去除率分别提高到９６.７４％㊁９４.３０％㊁９０.８６％ꎮ２ ３㊀煤气化渣残碳利用煤气化渣残碳含量高㊁发热量低㊁水分高ꎬ导致其直接掺烧比例较低ꎬ掺烧需增加辅助设备ꎬ从而增加运行成本ꎮ针对煤气化渣的这些特点ꎬ许多学者对残碳性质㊁残碳提质以及循环掺烧等方面进行了研究ꎮ２ ３ １㊀煤气化渣残碳性质明确煤气化渣中残碳的性质对残碳资源的利用具有重要的意义ꎮＬｉｕ等[３８]研究了褐煤焦炭颗粒在灰熔融温度的气化特征ꎬ提出气化渣表面覆盖的变形灰或熔渣阻碍了ＣＯ２向焦炭颗粒中扩散ꎬ从而导致气化渣中存在残碳ꎮＷｕ等[３９]研究了气流床煤气化渣中残碳的结构特征和气化活性ꎮ结果表明ꎬ与细渣中的残碳相比ꎬ粗渣中的残碳具有较低的孔表面积和孔容积㊁更无序的碳晶体结构㊁更多的活性位点㊁更高的气化活性ꎮ许慎启[４０]研究了气化渣中残碳的反应活性ꎮ结果表明ꎬ粗渣含有的催化作用的金属元素较细渣丰富ꎬ且残碳的石墨化程度较细渣低ꎬ使得粗渣残碳气化反应活性高于细渣ꎮ２ ３ ２㊀煤气化渣残碳提质煤气化渣资源化利用主要利用其中的残碳和无机矿物质ꎬ但二者的利用相互制约ꎬ气化渣的碳灰分离是实现其规模化消纳与高附加值利用的重要保障ꎮ葛晓东[４１]发现气化细渣表面具有一定的疏水性ꎬ采用浮选机或浮选柱分选ꎬ均可将气化细渣的灰分由５０.７１％降至２５.００％以下ꎬ干燥基发热量由１６.５９ＭＪ/ｋｇ提高至２６.３６ＭＪ/ｋｇ以上ꎮ张晓峰等[４２]提出采用分级浮选技术对煤气化细渣进行浮选脱碳ꎬ对于４０μｍ以下的颗粒采用旋流－微泡浮选柱ꎬ对于４０μｍ以上的颗粒采用机械搅拌式浮选机进行浮选ꎮ吴阳[４３]发现反浮选对气化渣中残碳分选效果优于正浮选ꎬ在ｐＨ＝８.３时浮选精矿产率１７.０８％ꎬ灰分８３.６２％ꎬ浮选尾矿产率８２.９２％ꎬ灰分５５.２７％ꎬ反浮选效率为１５.６９％ꎮ胡俊阳[４４]以煤油为捕收剂㊁２号油为起泡剂对煤气化渣进行浮选ꎬ浮选精炭采用ＫＯＨ活化法和ＣＯ２活化法制备活性炭ꎬ浮选尾矿作水泥混合材ꎮ景娟等[４５]通过物理解离和筛分的方法分离航天炉气化粗渣中的碳ꎬ发现粗渣中的碳富集在小粒径物料中ꎬ提出此部分渣可用８８１曲江山等:煤气化渣综合利用研究进展２０２０年第１期于制备泡沫玻璃ꎮ２ ３ ３㊀煤气化渣循环掺烧煤气化渣烧失量过高是其难以利用的原因之一ꎬ对高含碳量气化渣进行循环掺烧ꎬ不仅利用了其中的碳资源ꎬ而且使高碳渣转变成低碳渣ꎬ有利于气化渣的建材化利用ꎮ董永波[４６]提出气化细渣碳回收资源化㊁气化细渣掺烧循环流化床锅炉以及蒸汽干燥用作燃料３种气化细渣碳资源利用方法ꎮ晁岳建等[４７]研究了气化渣的理化特性及入炉燃烧的可行性ꎬ提出控制含水量为３０％ʃ２％时ꎬ气化渣与煤泥以质量比１ʒ１混合成浆后泵送至循环流化床锅炉进行掺烧ꎬ气化渣㊁煤泥与原煤掺烧的综合发热量满足锅炉设计的燃料要求ꎬ可实现气化渣中碳资源的利用ꎮ２ ４㊀煤气化渣高值化利用煤气化渣高值化利用主要包括制备催化剂载体㊁橡塑填料㊁ＳｉＡｌＯＮ材料㊁多孔陶瓷㊁硅基材料等ꎮ现阶段利用煤气化渣能够制备出高附加值的产品ꎬ但是由于技术不成熟ꎬ无法实现规模化利用ꎮ２ ４ １㊀煤气化渣作催化剂载体Ｔｅｏｈ等[４８]以气化渣为载体ꎬ合成了高机械强度的萘水蒸气重整镍基催化剂ꎬＮｉ的活性约为商业催化剂的３.２倍ꎮＨａｎ等[４９]研究了煤气化渣负载钒催化剂对ＮＯ的选择性催化还原活性ꎮ结果表明ꎬ浸渍１％钒的煤气化渣基催化剂具有最佳的脱硝活性ꎬ随着温度的升高(２００~２５０ħ)ꎬＮＯ转化率可从６０％提高到１００％ꎮＷｕ等[５０]发现由于Ｆｅ－Ｃａ氧化物和Ｆｅ氧化物等催化组分的存在ꎬ使气流床煤气化渣中的无机成分对碳气化产生明显的催化作用ꎬ且气化粗渣的催化活性优于气化细渣ꎮ２ ４ ２㊀煤气化渣作橡塑填料Ａｉ等[５１]研究了煤气化细渣玻璃珠填充聚丙烯复合材料的力学和非等温结晶性能ꎮ结果表明ꎬ煤气化细渣玻璃珠能够提高聚丙烯材料的热稳定性ꎬ但使其结晶能力下降ꎻ同时发现煤气化细渣玻璃珠经ＫＨ５７０改性或ＨＣｌ活化后制得的复合材料的抗拉强度㊁热稳定性和结晶能力均有明显提高ꎮＡｉ等[５２]发现煤气化细渣填充低密度聚乙烯的抗拉强度随煤气化细渣尺寸的减小而增加ꎬ且由于未燃碳的存在ꎬ表现出良好的抗拉性能ꎮ２ ４ ３㊀煤气化渣制备陶瓷材料ＳｉＡｌＯＮ材料是Ｓｉ３Ｎ４中元素经置换而形成的一大类固溶体的总称ꎬ具有高温强度高㊁化学稳定性高㊁耐磨性强㊁热稳定性好等优点ꎬ广泛应用于钢铁冶金㊁陶瓷㊁航空航天等领域ꎮ部分学者利用煤气化渣合成了ＳｉＡｌＯＮ材料ꎬ为气化渣在陶瓷领域的高效利用开辟了途径ꎮＴａｎｇ等[５３]对气化渣碳热还原氮化后ꎬ通过两步纯化工艺获得了高浓度Ｃａ－α－ＳｉＡｌＯＮ粉末ꎬ转化率高达４５％ꎮ汤云等[５４]以３种气化炉型的５种气化渣为研究对象ꎬ分别在１３５０~１５００ħ进行碳热还原氮化ꎬ均可合成出Ｃａ－α－ＳｉＡ￣ｌＯＮ粉体ꎮ汤云[５５]以Ｔｅｘａｃｏ炉煤气化渣为原料在１５００ħ碳热还原氮化合成Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ ＳｉＣ复相粉体ꎬ并以此为原料热压制备出Ｃａ－α－Ｓｉａｌｏｎ ＳｉＣ复相陶瓷ꎮ结果表明ꎬ随着热压温度的升高ꎬＣａ－α－Ｓｉａｌｏｎ ＳｉＣ复相陶瓷致密化程度增加ꎬ硬度和断裂韧性均有提高ꎮ尹洪峰等[５６]将一定比例的气化渣细粉与碳黑混合ꎬ以纸浆废液为结合剂ꎬ采用碳热还原氮化法合成了Ｃａ－α－ｓｉａｌｏｎ和β－ｓｉａｌｏｎ粉体ꎮ多孔陶瓷具有相对密度小㊁化学稳定性好㊁机械强度高㊁耐热性好㊁比表面积高㊁热导率低㊁吸附性能好等特点ꎬ广泛应用于环保㊁吸声㊁隔热㊁催化和生物工程等领域ꎮ煤气化渣中含有丰富的硅㊁铝㊁钙㊁铁等氧化物ꎬ适于制备多孔陶瓷ꎮ赵永彬等[５７]以煤气化渣为主要原料ꎬ采用模压成型工艺ꎬ在１１００ħ时烧结制备了煤气化渣基多孔陶瓷ꎬ其孔隙率为４９.２％ꎬ平均孔径为５.９６μｍꎬ０.０１ＭＰａ压力下平均Ｎ２通量为２４５２.６ｍ３/(ｍ２ ｈ)ꎬ抗弯强度为８.９６ＭＰａꎮ吴海骏[５８]以神华集团产出的气化渣为原料ꎬ加入５％羧甲基纤维素钠作为黏结剂ꎬ升温速率为１０ħ/ｍｉｎꎬ在１２００ħ下保温３ｈ制备出多孔陶瓷ꎬ孔隙率和抗弯强度分别为３９.２％和１３.１７ＭＰａꎬ平均孔径为８.３７μｍꎬ氮气通量为２３００００ｍ３/(ｍ２ ｈ ＭＰａ)ꎮ２ ４ ４㊀煤气化渣制备硅基材料针对煤气化渣中硅㊁碳资源丰富的特点ꎬ许多学者以气化渣为原料制备了高附加值硅基材料ꎮＺｈａｎｇ等[５９]以煤气化细渣为原料ꎬ利用酸浸技术ꎬ制备出比表面积为３９３ｍ２/ｇ㊁孔容积为０.４０５ｃｍ３/ｇ的高效煤气化细渣基除臭剂ꎬ其在２７３Ｋ下对丙烷的最大吸附量可达１２１.６１ｍｇ/ｇꎬ其对聚丙烯树脂中挥发性有机物的去除效果是常用沸石除臭剂的３倍ꎮＧｕ等[６０]以水煤浆气化细渣为原料ꎬ采用ＫＯＨ活化－盐酸浸出法ꎬ制备出ＢＥＴ比表面积为１３４７ｍ２/ｇꎬ总孔容积为０.６９ｃｍ３/ｇ的碳－硅复合材料ꎮ李辰晨等[６１]利用煤气化渣酸浸提铝后的残渣ꎬ采用非水热溶胶凝胶法合成了孔道(２.９１~３.６５ｎｍ)呈六方有序排列的ＭＣＭ－４１ꎬ其比表面积为１３４７ｍ２/ｇꎬ孔容积为０.８３ｃｍ３/ｇꎮＤｕ等[６２]发现用醋酸和盐酸处理的气化渣比表面积比未处理的气化渣分别增加２０倍和８６倍ꎬ提出酸浸气化渣可作９８１。

赤泥综合利用研究现状及分析报告赤泥是一种工业废渣，是生产铝的重要副产品。

由于其具有高碱度、高粘度、高铁含量等特点，赤泥一度被认为是难以处理和无法综合利用的垃圾。

然而，在科技发展和环保意识加强的背景下，越来越多的研究者开始关注赤泥的综合利用问题，以期将这种废弃物变废为宝。

赤泥的处理历史可以追溯到上世纪五六十年代。

当时，赤泥的主要处理方式是填埋和堆放。

然而，由于赤泥被认为是一种有害的垃圾，这种处理方式无法满足环境保护的要求。

随后，一些学者开始研究赤泥的综合利用方法，例如热处理、酸洗、氧化焙烧等，但这些方法不仅需要消耗大量的能源和资源，而且产生的二次污染问题也无法忽视。

近年来，很多研究者开始尝试利用赤泥开展无害化处理和综合利用。

其中，最为成功的就是赤泥水泥技术。

该技术的基本思路是将赤泥与其他原料一起烧成水泥熟料，然后经过粉碎、混合等工艺步骤后，制成水泥制品。

赤泥水泥技术主要具有以下优点：一是可有效地解决赤泥处理过程中的环境问题；二是降低了水泥生产和相关行业的能耗和排放，从而实现了能源和环境的协调；三是可以降低水泥生产成本，提高企业的盈利能力。

然而，赤泥水泥技术并不是没有缺陷。

其中，最主要的问题是赤泥中含有大量的重金属、铁、铝等有害元素，如果直接用于水泥生产，可能会影响水泥产品的品质和安全性。

为了解决这个问题，研究者们不断开展创新研究，例如对赤泥进行分级分选、预处理等，以达到安全利用的目的。

综合来看，赤泥的无害化处理和综合利用具有重要意义。

在当前经济环境下，大力推广赤泥水泥技术和其他赤泥综合利用技术，有利于促进工业转型升级，提高资源利用效率，实现绿色可持续发展。

同时，为了保障消费者的安全和环境保护，我们也需要进一步加强赤泥综合利用相关的监管和标准制定，从而确保整个产业链的可持续发展。

赤泥是一种工业废渣，具有高碱度、高粘度、高铁含量等特点。

赤泥的处理历史可以追溯到上世纪五六十年代。

当时赤泥的主要处理方式是填埋和堆放，随着环境问题逐渐凸显，赤泥的处理方式逐渐发生了变化，越来越多的人开始尝试赤泥的综合利用。

矿山遗弃废料的筛分处理及综合利用谌向阳【期刊名称】《水泥工程》【年(卷),期】2013(000)005【总页数】1页(P76)【作者】谌向阳【作者单位】南京中联水泥有限公司,江苏南京211123【正文语种】中文【中图分类】TQ172.91 矿场概述南京中联水泥有限公司是2009年7月由中国联合水泥集团收购重组的水泥企业，公司目前拥有三条生产线，分别为1992年建成投产的1000t/d生产线，2003年建成投产的1500t/d生产线，以及2011年7月投产的4500t/d生产线，三条水泥熟料生产线累计水泥生产能力达300万t/a。

公司自备石灰石矿山是一个始建于1973年的老矿山。

该矿山位于南京市江宁区淳化街道青龙山，矿区南北长2.6 km，东西宽1.2 km，面积约3.12km2。

矿山现开采范围：南北长约530 m，东西宽230m，其余地段被遗弃废料堆积，矿山开采平台已至90m，进入矿山开采封闭圈，将转凹陷开采阶段。

2 矿区堆积遗弃废料现状及其综合利用情况由于受过去水泥生产工艺技术和矿山开采技术落后的影响，加之矿山基建剥离以及4500 t/d熟料生产线场平工程建设的影响，矿山封闭圈内堆积约有50～80万t的遗弃废料。

此遗弃废料不仅严重压矿，影响下一层平台的石料开采；且造成了矿山资源的极大浪费，急需对此遗弃废料进行综合利用，确保水泥原料的正常供应。

本矿场石灰石资源丰富，但考虑资源不可再生，且废弃料压矿严重，因此长期以来我们一直没有放弃对此废弃料的综合利用。

如利用晴天翻晒此废弃料后，在生产中进行搭配利用。

但此堆积的废弃料因受长江两岸多雨天气的影响，导致含水率较高，达15%～35%；且含泥量也高，约为40%，具有很大的黏性，通常翻晒多次，仍然潮湿，导致破碎时易堵机，搭配利用进展缓慢。

后在多方了解和调研的基础上，我们配套了TEREX883履带式移动筛分设备（技术参数见表1）。

目前，直接采用挖掘机挖装废弃料到该履带式移动筛分设备的喂料斗(见图1)，通过移动筛分设备筛分出两种粒径的物料。

红土镍矿冶炼镍铁废渣综合利用研究综述孔令军;赵祥麟;刘广龙【摘要】简要介绍了红土镍矿冶炼镍铁废渣(简称镍铁渣)的化学组成、矿物组分、活性、易磨性等相关特性以及镍铁渣制备水泥混合材和矿物棉的综合利用研究现状，分析了镍铁渣综合利用的主要影响因素，提出了镍铁渣在填海物料、混凝土砌块、砖、微晶玻璃、筑路材料等综合利用发展方向，目的在于进一步推动镍铁渣的无害化、资源化利用。

%This paper briefly introduces the characteristics of the slag made form Lateritic Nickel Ore smelting ( abbreviated Ferro-Nickel Slag) such as chemical composition, mineral composition, activity, grindability and the present situation of the comprehen-sive utilization of Ferro-Nickel Slag producing cement admixture and mineral wool, analyzes the main factors affecting the comprehen-sive utilization of Ferro-Nickel Slag. Put forward the development direction of Ferro-Nickel Slag producing material for filling sea , concrete block, brick, glass ceramics, road - building material. The purpose is to make harmless and resource utilization for Ferro-nickel slag.【期刊名称】《铜业工程》【年(卷),期】2014(000)004【总页数】3页(P42-44)【关键词】红土镍矿;镍铁渣;水泥混合材;矿物棉;综合利用【作者】孔令军;赵祥麟;刘广龙【作者单位】金川镍钴研究设计院，甘肃金昌 737100;金川镍钴研究设计院，甘肃金昌 737100;金川镍钴研究设计院，甘肃金昌 737100【正文语种】中文【中图分类】X751 引言近年来，随着红土矿火法冶炼镍铁合金规模逐步扩大，红土镍矿冶炼镍铁废渣(简称镍铁渣)的排放量逐渐增多[1]。

煤矸石烧结砖煤矸石烧结砖是以煤矸石为结合剂的烧结砖工艺所生产的建筑材料。

生产工艺生产工艺的主要环节有：将煤矸石装入料斗经皮带机送至原料加工厂房，经锤式粉碎机粉碎、滚筒筛或振动筛筛选加工成合格物料，然后送入一级搅拌加水后送入陈化仓进行陈化。

把经过陈化的物料用皮带机送入二级搅拌及真空制砖机制成砖坯，然后用液压自动码坯机将砖坯码到窑车上送入烘干洞进行烘干，将烘干的砖坯用摆渡车送到隧道窑口后顶入窑内烧结而成为成品砖。

制作方法ａ．利用锤式破碎机对煤矸石原料进行破碎，然后用滚筒筛进行颗粒筛分处理，使得到的原料颗粒大小在２ｍｍ以下，其中２ｍｍ－５０μｍ的占２５％，５０μｍ－５μｍ的占５５％，小于５μｍ的占２０％，然后所得原料经搅拌机加水搅拌；ｂ．把搅拌好的原料输入陈化库陈化；ｃ．经陈化完的原料输入真空挤出机挤出成型；ｄ．把成型得到的坯体码放入干燥窑中干燥；ｅ．将干燥好的坯体放入焙烧窑中焙烧。

本发明由于采用高细破碎和陈化技术，提高坯料塑性；制坯采用高压真空挤出成型，提高砖坯密实度，优化空心砖的孔型和孔洞排布，进一步提高孔洞率，降低了砖内部传热，提高了砖的保温性能。

优点煤矸石制砖，从耐压、抗折、耐酸以及耐碱性能都高于粘土砖；从建筑用砖的成本方面来看，砌墙及粉刷前不用浇水，可节省用水费及人工费，同时，由于硬度高，产品在运输中的损耗比粘土砖低。

煤矸石烧结多孔砖。

煤矸石烧结多孔砖。

煤矸石烧结多孔砖。

煤矸石烧性能项目规格mm 抗压强度MPa 抗折荷重KN 孔洞率%吸水率% 泛霜实验石灰爆裂试验冻融试验单块% 强度等级当量导热系数w/mk平均值最小值平均值最小值190*190*90 22.5 19.2 13.0 10.0 28.8 13 轻微泛霜符合一等品指标＜0.4 MU20 λ≤0.55190*140*90 23.6 18.1 13.3 10.8 29.0 12.3 轻微泛霜符合一等品指标＜0.4 MU20 λ≤0.55190*90*90 22.3 21.2 13.6 11.2 25 12.5 轻微泛霜符合一等品指标＜0.4 MU20 λ≤0.55240*115*90 21.4 15 28 11.8 轻微泛霜符合一等品指标＜0.4 MU20 λ≤0.55性能指标规格mm 抗压MPa 抗压指数五块平均值容重孔洞率吸水率石灰爆裂大面条面立方米% %240*240*115 5.0 3.5 5.0 800kg 55 ＜8 无240*200*115 5.0 3.5 5.0 800kg 55 ＜8 无240*190*115 4.0 3.0 3.5 750kg 60 ＜8.5 无240*180*115 4.0 3.0 3.5 720kg 60 ＜8.9 无性能项目规格mm 抗压强度MPa 抗折荷重KN 吸水率% 泛霜试验石灰爆裂试验冻融试验单块% 强度等级平均值最小值平均值最小值240*115*53 24.3 16.8 13.3 10.8 11.0 轻微泛霜符合一等品指标＜0.4 MU20煤矸石制备砖瓦砌块生产工艺、生产方法专利大全（198元/全套）1.利用当地煤矸石研制琉璃瓦2.煤矸石混凝土装饰瓦的生产工艺3.我国利用煤矸石生产砖瓦的现状和前景4.我国发展高起点粉煤灰煤矸石烧结墙材制品5.发展煤矸石制砖推进墙体材料改革6.羊草沟煤矿煤矸石的煅烧特性及制作轻质墙体材料研究7.浅谈新型墙体材料--煤矸石空心砖8.煤矸石混凝土墙沿空留巷9.用大掺量粉煤灰、煤矸石生产承重空心墙板和板式快装房屋的研究开发10.大掺量粉煤灰、煤矸石承重空心墙板及板式快装房屋的研究开发11.云南高岭质煤矸石建筑墙地砖的研制12.微波辐照技术在煤矸石建筑墙地砖研制中的应用13.煤矸石轻质隔墙板成型机的研制与应用14.微波辐照在煤矸石陶瓷墙地砖研制中的应用15.我国利用煤矸石生产墙体材料的现状及其技术措施16.立足煤矸石综合利用为新型墙体发展做贡献17.利用云南高岭质煤矸石研制建筑墙地砖18.以黄河淤泥、煤矸石、工业尾矿等废弃物制作新型墙体材料19.发展煤矸石多孔砖加快北京墙改步伐20.低周反复荷载下钢筋煤矸石混凝土剪力墙的力学性能21.利用煤矸石研制锦光墙地砖22.钢筋煤矸石混凝土低剪力墙的抗震性能23.煤矸石:一种经济的处理办法--生产高质量填充墙砖和面砖24.反复荷载下钢筋煤矸石砼低剪力墙的性能25.煤矸石在加筋挡墙中的应用26.煤矸石空心小砌体承重墙体裂缝的分析与控制27.陶瓷墙地砖坯用煤矸石原料工业要求初探28.软化桁架模型理论在钢筋煤矸石砼低剪力墙中的应用29.煤矸石墙体材料的保温性能30.利用煤矸石生产新型墙体材料在我国势在必行31.煤矸石在墙地砖生产中的应用32.煤矸石釉面砖外墙砖研制33.缩小煤矸石墙地砖色差的措施34.煤矸石墙地砖35.利用煤矸石等低质原料生产彩釉墙地砖36.自燃煤矸石混凝土与小型空心砌块的应用研究37.全煤矸石空心砌块应用技术38.粉煤灰、煤矸石烧结空心砌块的研制39.自然煤矸石混凝土小砌块的生产与应用40.利用煤矸石、页岩制造烧结空心砌块的设想与建议41.利用煤矸石生产轻型空心砌块是煤矸石资源化的有效途径42.利用沸腾炉渣生产砌块是综合利用煤矸石的有效途径43.煤矸石空心砌块应用技术44.多层混凝土小型空心砌块与煤矸石页岩多孔砖组合砌体模型楼动力性能实测与分析45.煤矸石混凝土空心砌块的应用46.高钙页岩煤矸石承重砌块的开发47.煤矸石承重保温砌块的研制48.煤矸石空心砌块的生产工艺49.高钙页岩煤矸石承重砌块50.自燃煤矸石轻集料小型空心砌块应用51.煤矸石混凝土砌块抗剪性能试验研究52.高钙煤矸石砌块的开发和生产53.混凝土/煤矸石空心砌块及砌块成型机54.煤矸石小型空心砌块住宅抗震加固55.煤矸石混凝土小型空心砌块在采暖地区应用范围的划分56.煤矸石混凝土空心砌块房屋加固研究57.煤矸石轻质空心砌块多层住宅的设计与施工58.煤矸石水泥及混凝土砌块的研制59.煤矸石与煤矸石炉渣制作烧结多孔砖的可行性研究60.煤矸石淤泥空心砖生产工艺及管理61.关于煤矸石烧结砖生产线设计的建议62.煤矸石淤泥空心砖的自然干燥工艺63.浅析煤矸石多孔砖的开发生产和工程应用64.浅议烧结煤矸石页岩砖厂的管理65.用湖泊淤泥和煤矸石生产空心砖66.大同市年产5亿块煤矸石空心砖项目奠基67.全煤矸石烧结模数多孔砖的设计及其砌体的热工性能试验研究68.煤矸石烧结多孔砖生产工艺69.煤矸石烧结砖企业提高质量效益的途径70.提高煤矸石空心砖质量的工艺操作及管理要点71.露天矿煤矸石生产烧结空心砖初探72.煤矸石淤泥空心砖芯架裂纹的成因及防治73.浅谈变质作用对煤矸石烧制砖的影响74.高碱灰渣--煤矸石砖的酸雨淋溶分析75.6000万标块/a煤矸石砖生产工艺的技术经济分析76.煤矸石模数多孔砖的基本力学性能试验研究77.煤矸石劈离砖的研制及生产78.煤矸石与粉煤灰综合利用制砖技术工艺方案的探讨79.煤矸石制砖工艺的探讨80.影响煤矸石烧结砖生产工艺因素的探讨81.煤矸石烧结砖生产中隧道窑烟气治理82.一项新技术--用煤矸石制瓷质砖83.利用露天煤矿剥离废弃物煤矸石生产全矸石烧结空心砖的研究84.浅谈生产煤矸石空心砖85.用高碱灰渣和煤矸石制烧结砖的可行性86.用煤矸石成功制造玻化砖87.超热焙烧煤矸石制砖余热发电的可行性研究88.浅新煤矸石制砖窑炉焙烧控制要点89.浅谈一种新型建筑材料--煤矸石、页岩烧结多孔装饰砖90.某煤矸石空心砖的原料特征研究91.年产亿块以上煤矸石、粉煤灰空心砖生产线设计与工程实践92.烧结煤矸石空心砖厂环保措施93.煤矸石制砖原料破碎处理中应注意的几个问题94.煤矸石生产环保装饰砖在京实现95.浅议煤矸石砖坯在干燥过程中的控制措施96.浅析煤矸石内燃制砖窑炉烧成97.煤矸石制烧结砖有特色的工艺环节98.煤矸石、粉煤灰烧结砖生产中SO2排放浅析99.利用湖泊淤泥生产煤矸石空心砖100.消除煤矸石砖石灰爆裂的措施101.奥远煤矸石页岩砖："制砖不用土，烧砖不用煤"102.用高碱灰渣和煤矸石制烧结砖103.煤矸石页岩砖厂的管理104.煤矸石淤泥空心砖生产工艺105.煤矸石瓷质砖及其制备方法106.煤矸石烧结砖生产线107.30亿t废物变宝藏用煤矸石成功制造玻化砖108.用煤矸石制造玻化砖的新工艺109.煤矸石烧结空心砖项目中SO2排放问题分析110.煤矸石页岩烧结砖的原料制备工艺111.煤矸石制造玻化砖技术研制成功112.用煤矸石成功制造玻化砖113.30亿吨废物变宝藏用煤矸石成功制造玻化砖114.新矿集团建成一座大型煤矸石砖厂115.利用露天矿煤矸石制空心砖可行性分析116.煤矸石烧结空心砖的原料选择和生产工艺影响因素研究117.煤矸石烧结空心砖生产工艺探讨118.谈煤矸石制砖焙烧中对"黑心"砖的控制119.煤矸石、粉煤灰烧结砖生产工艺优化120.再谈烧结煤矸石砖原料处理？121.煤矸石制砖焙烧中对"黑心"砖的控制122.烧结煤矸石砖的生产123.高含量蒙脱石煤矸石制砖工艺的研究及实施124.煤矸石多孔烧结砖在开滦投入生产125.国内现规模最大的煤矸石烧结空心砖现代化生产线126.煤矸石制砖石灰爆裂问题试验研究127.以煤矸石为原料生产多孔烧结砖全硬塑制砖设备及生产工艺探讨128.煤矸石等工业废物研制环保陶瓷生态砖129.利用页岩和煤矸石生产烧结多孔砖130.高溶物煤矸石制砖工艺研究131.煤矸石变高档瓷砖132.煤矸石能变高档瓷砖133.利用燃烧煤矸石渣配制混凝土路面砖的试验研究134.煤矸石煤结砖隧道窑的烘调方法135.煤矸石巧变高档瓷砖136.浅析煤矸石制砖工艺控制要点137.煤矸石烧结砖的设计应用138.浅议煤矸石空心砖生产技术139.利用自养煤矸石砖技术治理铬渣初步研究140.煤矸石-页岩-粉煤灰名孔及空心砖的研制141.大断面隧道窑煤矸石空心砖几个问题的探讨142.利用高铁砂岩质煤矸石制备瓷质砖的研究143.煤矸石、页岩砖厂粉尘的治理144.煤矸石烧结砖的市场预测及成本分析145.煤矸石砖厂多功能液压顶车机的研制及应用146.煤矸石砖γ辐射水平简易测量方法的探讨147.煤矸石、粉煤灰烧结空心砖生产线建设规模的探讨148.煤矸石砖厂矸石原料自然的防治149.煤矸石砖正在成为实心粘土砖的替代品150.煤矸石烧结多孔砖设计规范和施工标准若干问题探讨151.关于利用煤矸石制砖的几点体会152.煤矸石页岩砖厂生产管理153.煤矸石、粉煤灰烧结空心砖生产线建筑规模的探讨（二）154.利用煤矸石烧砖的实践和分析155.煤矸石烧结砖生产线156.鹤壁矿区煤矸石烧制多孔空心砖的研究157.利用煤矸石制砖势在必行158.全煤矸石烧结空心砖生产线技术改造的探索与实践159.页岩和煤矸石等制砖原料粉碎粒度合理控制的探讨160.关于高铝煤矸石砖耗热量与烧结温度的探讨161.全煤矸石烧结多孔砖的硬塑成型和一次码烧技术162.兖州矿务局开展全煤矸石制砖的研究163.粉煤灰煤矸石自然式烧结砖的研制164.煤矸石烧结多孔砖在双鸭山地区的应用165.煤矸石硬塑成型空心砖厂技术与经济分析166.全煤矸石砖泛霜的研究167.高钙煤矸石生产烧结空心砖168.利用煤矸石或其它尾矿、工业废渣、沙石、建筑废墟生产免烧普通砖地砖生产线169.煤矸石制造空心砖170.论煤矸石烧结空心砖原料制备和码煤生产工艺的技术特点171.煤矸石劈离砖的生产工艺及特点172.积极开发应用煤矸石多孔砖提高住宅产业现代化水平173.煤矸石烧结空心砖原料制备和码烧生产工艺的技术特点174.低掺量煤矸石烧结砖不该享受免税政策175.以煤矸石为原料生产多孔烧结砖的全硬塑制砖设备及生产工艺176.煤矸石烧结空心砖原料制备和码烧工艺的特点177.煤矸石全硬塑制砖技术178.煤矸石空心砖的生产工艺179.煤矸石制非烧结砖的可行性研究180.煤矸石烧结空心砖及生产工艺181.我国煤矸石制砖的现状及未来创新发展的思考182.生产优质煤矸石承重空心砖的实践经验183.我国煤矸石制砖现状及创新发展思考184.煤矸石制砖技术经济分析185.超高内燃煤矸石砖焙烧技术的探讨186.煤矸石釉面砖生产工艺187.自燃煤矸石与粉煤灰复合双免砖的研制188.煤矸石，粉煤灰在制造釉面炻器砖中的应用研究189.煤炭工业煤矸石制砖综合利用项目建议190.综合利用煤矸石制砖的合理性分析191.高钙低塑煤矸石空心砖192.煤矸石菱镁矿合成堇青石--莫来石隔热砖研究193.新建烧结煤矸石空心砖生产线时应注意的问题194.煤矸石制砖前期破碎的工艺改进195.利用煤矸石制造空心砖196.自燃煤矸石于釉面砖生产中的应用研究197.煤矸石粉煤灰页岩烧结砖的研制198.利用煤矸石制烧结空心砖199.利用煤矸石制造空心砖的研究200.煤矸石硬塑挤出成型制砖的实践201.利用煤矸石生产免烧砖202.凤台煤矸石制砖的研究203.论煤矸石砖厂粉碎系统的技术改造204.煤矸石:一种经济的处理办法--生产高质量填充墙砖和面砖205.一座技术先进的全煤矸石空心砖厂206.煤矸石砖厂ZQ型减速器润滑维修应注意的问题207.利用煤矸石酸渣制砖的试验研究208.煤矸石制作轻质莫来石砖研究209.走利用煤矸石制砖与保护耕地相结合的道路210.煤矸石彩釉砖的研制211.煤矸石制砖主要工艺技术特点212.煤矸石轻质保温砖的导热性能研究213.全煤矸石空心砖试验研究214.[ 200510130921 ]- 利用淤泥粉煤灰页岩煤矸石生产的烧结砖及其制备工艺215.[ 200510104549 ]- 一种煤矸石免烧砖及其生产工艺216.[ 200510012960 ]- 自燃煤矸石免烧砖及其生产方法217.[ 03118629 ]- 煤矸石瓷质砖及其制备方法218.[ 00110917 ]- 一种煤矸石砖的制作方法219.[ 99121601 ]- 以煤矸石为结合剂的高掺量粉煤灰烧结砖工艺220.[ 97105616 ]- 煤矸石墙地砖的快烧方法221.[ 96108306 ]- 一种煤矸石烧结砖及其制造方法222.[ 93103037 ]- 煤矸石无熟料水泥红壤(粘土)砖及其制作工艺223.[ 87101617 ]- 制备蒸压煤矸石砖的方法224.[ 200310111249 ]- 以建筑垃圾混合物或煤矸石为主要原料制备的现浇墙体材料225.[ 00231609 ]- 煤矸石轻集料混凝土轻质隔墙板1 技术简介1．1基本原理生产煤矸石砖工艺比较复杂，要求煤矸石充分均化、陈化，生产工艺对原料性能要求较高，对原料处理较严格，对设备也有较高要求。