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1、煤矸石资源化引言煤系固体废弃物来自煤的开采、加工和利用过程，包括煤矸石、粉煤灰和锅炉渣等，他们在工业固体废弃物中占有很大的比重，引起严重的环境问题。但它们的组成和性质决定了它们有很高的利用价值，可再资源化利用。其中，煤矸石的产生量最大，约占我国工业废渣年排量的1/4，它是采矿过程和洗煤过程中排出的固体废弃物。据资料统计,在煤炭开发过程中,全国累计堆存煤矸石已达30亿,t形成1500座矸石山,占地12万ha,对煤矿周边环境造成了严重污染,而目前对煤矸石的治理不尽如人意。因此,结合煤矸石的组成特征和理化性能,对煤矸石资源化再利用问题进行分析、探讨,将促进对煤矸石的综
2、合整治和资源化利用。关键字：煤矸石资源化组成与特性危害展望一、煤矸石的组成和性质1.1煤歼石的组成1煤矸石的岩石组成煤研石的岩石组成和煤田地质条件有关,也和采煤技术密切相关。岩石组成变化范围大,成分复杂,主要由页岩、碳质页岩、泥质页岩、粉砂质页岩、,泥岩类、泥岩、碳质泥岩、粉砂质泥岩,砂质岩、泥质粉砂岩、砂岩、,碳酸盐岩类、泥灰岩、灰岩、及煤粒、硫结核组成。煤矸石的矿物组成由各种岩石组成的煤研混合物中,矿物成分也是复杂多变的,主要由粘土矿物.高岭石、伊利石、蒙脱石、勃母石、石英、方解石、硫铁矿及碳质组成。煤歼石的化学组成随着不同产地,不同层位,不同开采方式,煤研
3、石的化学组成变化很大。除含有碳外,一般以氧化物为主,如S02.Fe2O3、MgO、CaO等，其中S02和AL2O3占较大比例,分别占40%一60%和20%-30%,此外还有少量稀有元素。1.2煤矸石的岩性特性煤矸石是成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低,且具有一定强度的岩石,大部分结构致密,呈黑色。它的含碳量、化学成分、矿物组成随各地区煤层的生成年代和生成条件而有较大的波动。煤矸石与煤系地层共生,是多种岩石组成的混合物,属沉积岩,具有一定的块度和粒度和一定的热值。煤矸石的特性是决定煤矸石综合利用途径的重要因素。主要是指煤矸石的矿物特性和化学特性。由于煤层地质年代、
4、地区、成矿地质环境、开采条件不同,我国产于不同地区、不同时代层位、不同开采方式的煤矸石特性差别很大,但煤矸石的化学成分变化与矿物成分变化是相吻合的[6],例如Al2O3的含量表明了高岭石含量的多少。根据构成煤矸石中无机质和有机质成分的元素,可以考虑煤矸石综合利用的途径。和煤矸石综合利用密切相关的质量指标主要有:有机碳含量、全硫含量、硅铝比(SiO2/Al2O3)、铁的氧化物含量(Fe2O3)、MgO+CaO含量等。煤矸石的危害1.1侵占大量耕地、破坏自然景观目前我国人均耕地占有量只有0.933hm2，不到世界人均水平的45%，耕地资源非常紧缺，据不完全统计，全国
5、煤矿占用土地约1.5万hm2，而且随着煤矸石排放量的连年增加，耕地被侵占的现象将进一步扩大，这对于拥有13亿多人口的我国来说，形势很不乐观。此外，煤矸石山上植被覆盖率低、黑色地面大部分还是暴露的，严重影响了矿区自然景观，矸石山已成为煤炭矿区的不良标志。1.2破坏生态环境1.2.1煤矸石对大气环境的影响煤矸石对大气环境的影响主要包括两个方面：①煤矸石在运输、堆放过程中会产生扬尘，扬尘进入空气成为可吸入颗粒污染物，致使矿区呼吸系统疾病发病率居高不下；②煤矸石自燃会产生很多有害气体及多环芳烃类有机污染物，它们排入大气，严重影响矿区空气质量及周边居民身体健康，威胁区域生
6、态系统的多样性。1.2.2煤矸石对水体和土壤的污染煤矸石长期露天堆放，在降水作用下，其淋溶水或进入水域或渗入土壤。这些携有矸石风化细颗粒和微量重金属元素的淋溶水会污染水体、破坏土壤生态功能，同时还会经由食物网的生物放大、富集作用，将其危害作用于动植物，对人类潜在威胁极大。1.3其他危害目前，多数煤矸石的堆积未经设计，矸石山堆放极不正规、结构疏松。在人为开挖、降雨淋滤等作用下，稳定性差的矸石山就容易引发诸如滑坡、崩塌、泥石流等重力灾害。如今年徐州旗山矿煤矸石山发生坍塌，致使2人被埋身亡。另外，煤矸石山还对附近的铁路运输安全构成一定的威胁。煤矸石的资源化途径2.1煤
7、矸石在农林业中的应用1土地复垦煤矸石充填复垦造田、煤矸石山复垦造林是实现煤矸石土地复垦的主要途径。该项技术消耗矸石量大，能避免矸石露天堆放带来的环境污染，显著改善矿区生境，同时还能缓解人口和土地之间的矛盾。如平顶山市卫东区的土地开垦整理项目，已成为成功的现代化工业复垦区，经济和环境效益双丰收。但使用该项技术时还应关注煤矸石潜在的危害，考虑煤矸石的地球化学特性和有害元素状况以确保其绿色运用。2.1.2生产农肥以煤矸石为原料生产的农用肥料有两种：①微生物肥料：目前，我国煤矸石微生物肥料厂有50余座，年产菌肥约40万t，取得了很好的社会效益和经济效益。其制作工艺简单、
8、耗能低，利于生态农业发展
