矿区煤矸石的综合利用研究.doc

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1、矿区煤肝石的综合利用研究摘要：煤肝石是煤炭开采和洗选加工过程中产生的固体废弃物，也是我国目前排放和堆放量最人的工业固体废弃物之一。它占用土地，危害生态环境，污染大气、土壤、水体、引发地质灾害。大力加强煤肝石的综合利用是节能降耗，延伸煤炭产业链实施可持续发展战略的双重要求。鉴于此，本文对矿区煤什石的综合利用进行了探讨。关键词：煤可石；综合利用；环境一、刖吕我国是一个煤炭生产和消费大国，每年的煤炭生产和消费总量均达亿吨级，在煤炭开采和洗选加工过程中，排放岀大量的煤歼石。煤肝石产出量一般要占到煤炭产量的10%左右，约占全国工

2、业废渣排放量的l/4o煤可石是工业固体废弃物中排放和堆放量最大的一种，若不加以利用，长期堆放于地表，不仅占有大量土地，影响自然景观，而且还会造成大气、土壤、水体污染和地质灾害的发生。目前我国煤肝石的积存量已达45亿吨以上，并且仍以每年亿吨的速度递增。什石山侵占着大量的土地，其中大部分为耕地。因此加强对煤肝石的综合利用已经势不容缓。二、煤可石性能分析煤肝石的性能决定了煤肝石的利用范围和利用方式，是评价其品质的重要依据，也是煤肝石综合利用的基础。下面从物理性能和化学危害两方面对煤歼右性能进行分析。1、煤li干石的物理性能(

3、1)可塑性。煤石干石必须经过细碎后才有塑性，歼石中砂岩塑性较页岩差。(2)粘性。随着煤肝石颗粒的比表血增大，肝石泥团基本可以犁性成型时，泥浆粘度在1・1P左右，可用于注浆成型。(3)硬度。含砂岩煤肝石的真比重和硬度较含页岩煤什石的大，含页岩多的歼石硬度在2~3摩氏硬度之间，含砂岩多的U干石硬度在4〜5摩氏硬度之间。(4)收缩性。煤什石塑性比较低，收缩性也就比较小，一般线收缩在2.5%〜3.0%,烧结后的线收缩在2.2%〜2.4%,相应吸水率在17%〜19%之间。(5)烧结温度范围。煤砰石的烧结温度一般在1050°C左右

4、，900°C为一次膨胀,1120°C至1160°C时收缩量小，温度继续上升至1160°C以上时产生二次膨胀，由固相转为固液相或完全熔融。(6)脱炭温度。煤肝石的脱炭温度一般总是低于最佳烧结温度，最佳脱炭温度常发生在1000°C±下，最低脫炭时间为200~250min,在整个脱炭过程中，应保持氧化气氛。2、煤可石的化学危害煤石干石中含有的有害杂质主要是硫化物和碳酸盐类混合物，以及汞、碑、氟、氯等微量元素。矿区煤中硫含量一般小于0.5%,所以矿区煤召干石中硫含量较低，通常以有机硫和无机硫两种形式存在。主要来源于黄铁矿(Fe

5、S2)和石膏(CaS04)矿物。黄铁矿在煤层中呈透镜状、结核状和细分散状。硫化物易氧化生成S02,S02再经氧化并与空气中水分作用形成雾状硫酸，对煤矿周围的设备、建筑、人畜和植物危害都很大，煤肝石中的硫酸盐以石膏、硬石膏和半水化合物形式存在，往往沿层面或裂缝以微小晶粒可见，属后生矿物。煤可石中的碳酸盐类分布极广，主要是方解石和菱铁矿，其次还有白云石等。方解石呈薄膜状充填于裂缝及层面中。三、煤歼石的综合利用途径1＞煤肝石制砖煤可石烧结砖是以煤可石为主要原料生产的一种新型建筑砌体材料，是利废、节能、保护土地和绿色环保的工业

6、产品。用于制作煤肝石烧结砖的原料的化学组成主要有二氧化硅和三氧化二铝，同时含有少量的碱土金属及碱金属氧化物，例如氧化铁、氧化钙、氧化镁及氧化钠、氧化钾筹。传统的全煤歼石烧结砖虽然可大量利用煤石干石，节约烧砖用煤，但对煤肝石的粉碎颗粒有严格的要求。煤砰石需粉碎到小于的颗粒占总重量的75%左右才能制砖，所以增加了破碎、粉碎、除尘费用，电耗高，机械易磨损。即使考虑到节约用煤的经济效益，煤肝石砖的生产成本也常高于粘土砖,且制空心砖在成型时很容易出现烂角、泥条、坯体内壁厚薄不均等问题。用煤肝石粉压制成的砖坏，要求塑性指数在7〜1

7、7之间，塑性指数过低，砖坯易弯曲，为此耍掺入瘦化剂。煤粉燃烧示失去结合水的粉煤灰，塑性指数偏低，一般小于6,是理想的瘦化剂。歼石电厂粉煤灰是采用静电除尘法收集的，颗粒极小，粒径几乎全部小于0.3nmi,如用作制砖燃料，则可省去粉碎费用。因此，在有一定塑性指数的煤歼石粉中掺入一定比例的粉煤灰，烧制煤歼石/粉煤灰烧结砖，对降低煤肝石砖的牛•产成木有着重耍意义。2、煤什石筑路近年來各种工业废渣的利用也越来越引起人们的重视，在各种工业废渣中，煤可石产量最人，性能适于用作公路填料，也为煤砰石的再次利用找到了一条合适的途径。而口把

8、煤石干石作为道路基层材料用于筑路工程，有着明显优势：（1）对煤歼石的种类和品质没有特殊要求，对有害成分含量的限制要求不高，适用于多种类型煤肝石。（2）煤肝石在道路工程屮的应用具有耗渣量大，无需进行特殊处理及采用特殊技术的优点，是一种利用煤炭工业废料，减少环境污染的有效途径。因此对煤什石的应用研究，特别是在道路工程中的应用，具有较大