浅谈煤矸石的危害及其综合利用

发表时间:2018/8/9   来源:《科技新时代》2018年6期   作者:谭乐 郝建程
[导读] 煤矸石是具有热值的矿物质,可作为造田复垦、燃烧发电、生产建材产品等原料。

延安市煤矿安全生产监测监控中心 陕西延安  716000
  
  摘要:目前我国煤炭开采和加工过程中煤矸石的排放量,大约占有我国工业固体中废弃物排放量的26%。煤矸石的大量堆积和排放,即占用珍贵的土地资源,又破坏了矿区生态环境,淋溶水和矸石山自燃又会造成严重的水资源和大气污染。针对此问题本文阐述了煤矸石的危害及有效利用和资源化及其发展前景。
  
  关键词:煤矸石  危害  综合利用
  
  煤矸石是具有热值的矿物质,可作为造田复垦、燃烧发电、生产建材产品等原料。随着中国发展对能源需求激增,煤炭的产量和原煤的入洗量都有很大的增长率,煤矸石的排放量会相应增加。另外煤随着煤炭资源的进一步开采利用,劣质煤炭逐步上升,吨煤排矸率也将不断提高。因此煤矸石的有效利用和资源化技术发展迫在眉睫,对推动我国可持续发展起到很大作用。
  1煤矸石的危害
  煤矸石的产量约占煤炭产量的10%,煤矸石的堆积即占用大量珍贵土地,而且煤矸石中的有害物经过物理化学变化后散发出会污染大气以及水源的有毒物质,对环境、土地造成严重的危害,甚至引地质灾。
  1.1环境污染
  当有足量的空气和水分进入煤矸石山内部,煤矸石中混有的硫铁矿会氧化发热,热量积攒至温度一定程度时,煤矸石中包含的碳质泥岩、残煤和废木材等可燃物资会发生自燃现象。煤矸石山在自燃过程中会排放出大量的毒害气体其中包括CO、CO2、SO2、H2S、NyOx等。同时在堆放、运输过程中形成的煤粉颗粒加剧了空气中可吸入固体颗粒物的浓度。露天堆积的煤矸石受风化及雨水淋洗作用,其中的毒害成分进入土壤和地下水,再加上有害气体形成的酸降作用,对煤矸石山周边的土地、地表水、地下水、土壤等资源毒害严重。
  1.2地址灾害
  众所周知,煤矸石排放后多堆积成煤矸石山,由于固体颗粒粒度不一,组成结构差异化,将其堆积成山,高度高、坡度大再经风雨侵蚀等作用,非常容易形成塌方,泥石流以及滑坡等地址灾害,不仅掩埋土地对附近建筑或者矿区工作人员的生命财产安全造成严重危害。
  1.3土地占用
  作为我国的主要能源物质,煤炭的开采加工需求量之大难以想象,据统计,在我国大约每开采一亿吨原煤,就要排放两千万吨煤矸石,每洗选加工一亿吨毛煤将排放一千五百万吨的煤矸石,同时由于技术不成熟的原因,我国80%的煤矸石以露天堆放为主,煤矸石的综合利用量不到15%,目前我国大的煤矸石山堆积多达1600多座,占地面积约1.5万hm2,既造成了资源浪费又占用了宝贵的土地资源,故加快推进煤矸石的利用及资源化对可持续发展起到重要作用。



  2煤矸石的综合利用
  根据煤矸石结构及成分的不同,煤矸石具有不同的用途,含碳率较高的煤矸石,可以通过洗选加工回收煤炭用作发电的原料;含碳率较低的煤矸石能用来做水泥等建材;有毒成分不超标的还可以直接复垦。随着科技进步,一些新型技术也逐渐应用到煤矸石的利用中。
  2.1煤矸石复垦
  在明确煤矸石中有毒成分不超过标准时,可以将煤矸石复垦,复垦后的土地可以种植抗旱、耐盐等可以在贫瘠土地上生长的乔木植物,也可选用草坪植物,如煤矸石已经风化,无需复土可直接开垦农田或者造林。
  2.2煤矸石代替粘土做水泥
  用煤矸石代替粘土做水泥,不但可以提高煤矸石的利用减少其污染,而且可以提高水泥熟料质量,由于煤矸石与粘土的成分接近,并且具有一定的热量,用煤矸石代替粘土做水泥与普通水泥的生产无差异,只需将煤矸石破碎磨细,按一定配比,烧至部分熔融,就会得到主要成分为硅酸钙的熟料,再根据要求加入适量石膏和其他混合材料,进而磨成细粉而制成水泥。
  2.3煤矸石发电
  由于煤矸石组成成分是混合物,其一般含有一部分碳和其他的可燃物,因此可以将其作为燃料使用。据统计,我国煤矸石的发热量大都不超过6200kJ/kg,其中低于1300kJ/kg、1300~3300kJ/kg、3300~6300kJ/kg三个级别分别占30%,高于6300kJ/kg的仅占10%,而对用于发电的煤矸石发热量标准要在62700kJ/kg以上。由此可见,我国大部分煤矸石都不符合发电的标准,大量的煤矸石仍被浪费。
  2.4煤矸石利用的新型技术
  聚合氯化铝(PAC)绝大多数用做工业用水及生活用水的净化剂,也常用于净化工业废水。PAC作净水剂时比一般铝盐净水剂具有用量低、效率好、使用方便快捷、使用性强等优点,其净水能力比硫酸铝盐类净水剂高达810倍,在凝聚过程形成的絮状物胶质体的速度快、空隙率高且颗粒大。PAC的制备,一般采用高岭土或废铝为主要原料,最新研究证明可以煤矸石为原料制取PAC,并将其运用于废水净化处理研究中。煤矸石PAC针对印染废水及生活污水等浊度、COD脱除效果良好,矾花形成速度快、空隙率高、颗粒大、沉淀性能非常好。而且以煤矸石为原料制备的PAC处理废水效果优于现市售的一般PAC。
  3结语
  总之,我国目前煤矸石利用的现状与我国以煤为主的能源结构以及实施可持续发展战略的要求不相适应,任务非常艰巨。加快发展煤矸石处理技术,避免露天堆积矸石山,减少煤矸石山,杜绝由煤矸石山引发的各种灾害,加强煤矸石的综合利用,既保护了国家宝贵资源,又充分利用了国家的资源,同时又净化了生态环境,可谓一举多得。从长远发展的战略角度,我们必须重视煤矸石综合利用在可持续发展中的重要作用。
  
  
  参考文献
  
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