[精品]煤矸石综合利用的途径现状与趋势姜思远

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1、煤肝石综合利用的途径现状与趋势摘要煤歼石是煤在开采和洁净煤生产过程屮的一种固体废弃物,长期堆积不仅占用人量耕地面积，而且严重污染环境，同时也存在着严重的安全隐患。本文主要阐述煤侨石综合利用现状，同时指出其发展趋势。关键词煤硏■•石综合利用环境保护可持续发展随着国民经济的飞速发展，我国煤炭生产虽也在逐年增加。预计2011年煤灰量将超过32亿吨，其中煤什石占产量的15%左右，伴随而来的就是什石堆积问题，以及其伴生的环境污染问题。如：侵占耕地，自燃所产牛的有毒有害气体対大气的污染，风蚀扬尘及淋溶水污染等。因此合理利用煤肝石既可以保护环境乂可以利用具富含的有价能

2、源和资源。1煤什石的组成煤肝石的矿物成分以粘土矿物和石英为主，常见矿物为高岭土、蒙脱石、伊利石、石英、长石、云母和绿泥石类。除石英和长石外，以上矿物均属于层状结构硅酸盐，这是煤歼石矿物成分的一个特点。煤砰石常规的主要化学成分见表lo表1煤歼石的常规化学组成（Wl・/%）Si®AI2Q3FezQsCaOMgOK20CN遨040-6015-402~101~3・50・8~31-225~301~22煤不干石利用的有效途径及成果近年来煤炭行业在煤肝石发电、煤肝石建材、煤化工、石煤及煤系共（伴）生矿产的综合开发利用等方面都有可喜的进展。日前煤肝石的综合利用率达20%

3、以上，粉煤灰综合利用率超过了30%。1）煤肝石发电煤歼石发电是煤肝石综合利用的主要途径之一。煤歼石燃烧时产生的热能。一般在1.68〜2.10MJ/kg,有的也可达10.50—12.60MJ/kg,标准煤燃烧值为29-3MJ/kg,一般4吨煤什石约合1吨标准煤发热值。每度电换算成能量位为3.6MJ,经换算得出，每燃吨煤不T石可发电约2000度（理论计算）。在实际利用中通常按一定的比例掺入原煤。2）生产建材原料（1）生产煤肝石水泥利用煤歼石生产水泥成本低，肝石利用屋大。煤肝石中含冇可燃物C,Si02,AhOao和FezO：'等物质，具有一定的热值，这样不仅解

4、决了生产水泥所需耍的燃料问题，还可以把煤肝石作为水泥生料中Si、Al等元素的來源。利川煤肝石生产的水泥主要冇：硅酸盐水泥，火山灰水泥，少熟料水泥等。同济人学设计将煤彳开石、硅酸盐水泥熟料、激发剂、石膏调凝剂、矿物掺和料按适当的重量配比经一定的工艺混合制成大掺量煤%T石复合水泥。这种复合水泥具冇高强度、优异耐久性、低环境负荷的特征，适用于制造各种混凝土构筑物，特別适用于人体积混凝土构筑物。（2）生产肝石砖煤硏:石具有一定的可驭性和烧结性，将煤硏:石净化、均化和陈化等处理后，可以川來牛产肝石砖。利用煤肝石来制备肝石砖可以充分利用其矿物成分和热屋，制备的肝石砖

5、具冇免烧、免蒸、加压成型、白然养护等优点。我国生产歼石砖的种类主要有：烧结实心砖、多孔砖、空心砖、内燃砖、免烧砖、釉面砖、高档瓷质砖等。利用煤肝石制备肝石砖节能节土,保护环境，同时生产又不受季节气候限制，对以常年运行，效益显著。现在我国利用煤肝石生产歼石砖已具有相当的规模。（3）制轻骨料含碳量不高（低于13%）的碳质页岩和选煤斫适宜烧制轻骨料。轻骨料是一种轻质和具有良好保温性能的新型建筑材，发展前景非常广阔。用煤硏:石烧制轻骨料有成球法和非成球法。成球法是将煤彳iT石破碎、粉磨后制成球状颗粒，入窑焙烧;非成球法是将煤价石破碎到一定粒度肓接焙烧（4）生产微

6、米级多孔陶瓷微米级多孔陶瓷是担载型微孔陶瓷膜的支体，同吋也是各种催化剂的载体。合适孔径的多孔陶瓷可直接用于高温气体分离和流体的过滤，应用I•分广泛。煤肝石在灼烧过程中由于碳的烧失会造成微孔，因此选择煤科•石为原料可以制备出不同孔径和力学强度的多孔陶瓷。吴兴才等⑴用煤歼石生产多孔陶瓷的主要工艺：煤肝石经粉碎、预烧、骨料分级示，用％的聚乙烯醴溶液为粘合剂，将熟料塑化成型，经高温即可烧制出多孔陶瓷材料。利用富含高岭石的煤仰石，采取碳热还原氮化的方法可制取赛降陶瓷引。3）生产化工产品通过分析煤硏■•石的化学纽成，可以发现价石中含有多种不同的化学元索，故其可川來主

7、产不同种类的化学产晶（1）合成SiCSiC是一种理想的高温结构材料，作为烧结体原料有较好的活性，并具有硬度大、良好的导热、导电和高温抗氧化等特性。王晓刚⑵等通过AFM实验发现，硅质煤硏:石的主要纽分是SiOz和c,而且这两种组分具有纳米粒状和纳米层状结构。纳米SiO颗粒的粒径为3-20nm,纳米c质颗粒的粒径为10-20nm,纳米层厚为5-80nm,Si0和c呈密接触状态。用这种结构的煤肝石为原料，在1300°C时可合成B-SiC,合成温度明显低于同等条件下人T混合物料的合成温度，而且产率也人幅度提高。西安交通大学的贾书海⑶在2气氛下将5%的碳黑加入煤硏

8、:石中并在1400°C下反应2小时，得到性能良好的碳化硅,这种碳化硅的抗弯曲性能