煤矸石地综合处理.doc

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1、摘要煤矸石是在煤炭生产和加工过程中产生的一种固体废弃物，同时也是现阶段我国排放量最大的工业废弃物之一。煤矸石的大量堆存不仅占用土地，也对周边环境造成污染，同时在一定程度上造成了资源的浪费。因此，煤矸石资源化综合利用问题将成为我国可持续发展中必须解决的重大资源和环境问题。本文主要介绍了煤矸石的化学组成及分类，以及其危害和在我国目前利用的现状。主要探究了目前比较成熟的处理工艺和详细介绍了煤矸石综合利用的几个主要途径。关键词：煤矸石，工艺过程，综合利用，产业化目录1绪论21.1煤矸石的简介21.1.1煤矸石的产生21.1.2煤矸石的分类21.1.3煤矸石的化学组成32煤矸石对环境的影响42.

2、1煤矸石对大气环境的影响42.2煤矸石对水体环境的影响42.3煤矸石对土壤环境的影响42.4煤矸石对地面环境的影响53煤矸石资源化利用现状54煤矸石的能源化利用及工艺64.1回收煤炭64.2煤矸石制4A分子筛64.3煤矸石制含铝产品75煤矸石的综合利用途径75.1固体废弃物的处理原则85.2煤矸石的综合利用途径85.2.1用煤矸石发电和造气85.2.2利用煤矸石制砖85.2.3用煤矸石制取碱式氯化铝和水玻璃95.2.4煤矸石制取聚合氯化铝105.2.5用煤矸石制取硫酸铝105.2.6用煤矸石配制水泥105.2.7用煤矸石生产肥料105.2.8煤矸石的其它用途116结语11参考文献121

3、绪论1.1煤矸石的简介1.1.1煤矸石的产生煤矸石是一种在煤形成过程中与煤伴生、共生的岩石，是煤炭生产和加工过程中产生的固体废弃物，排放量相当于煤炭产量的10%左右。目前，我国煤矸石已累计堆存约45亿吨，占用土地约115万公顷，每年还新产生3.0亿~3.5亿吨煤矸石[1]。煤矸石是我国排放量最大的工业固体废弃物之一。在我国，煤矸石大部分自然堆积存，堆放于农田、山沟、坡地，且多位于煤矿工业广场附近。煤矸石的产地分布和原煤产量有直接关系。目前，我国煤矸石年排放量超过400万吨的有东北、、、、、、、、。煤矸石排放量比较多的地区集中在北方。煤矸石来源及产生情况大致为：露天开采剥离矸石及采煤巷道

4、掘进排出矸石占45%，采煤过程中选出的矸石占35%，选煤厂产生的矸石占20%。1.1.2煤矸石的分类煤矸石的资源化分类基于煤矸石岩石类型、矿物成分、化学组成和矸石中有用组分的品味及物理化学性质。由于各地煤矸石成分复杂，物理化学性质差很大，加之不同的煤矸石加工利用方向对煤矸石的化学组成及物理化学特性要求不一样，目前，国外尚无科学、统一的分类标准。常用的分类方法[2~3]有以下几种。（1）按煤矸石的来源分类按煤矸石的来源可分为煤巷矸、岩巷矸、自燃矸、洗矸、手选矸和剥离矸六大类。（2）按煤矸石的岩石类型分类按煤矸石的岩石类型一般可分为粘土岩矸石、砂岩矸石、粉砂岩矸石、钙质岩矸石和锡质岩矸石等

5、。（3）按煤矸石中碳含量分类按煤矸石中碳含量的多少可以分为四类：一类＜4%，二类4%~6%，三类6%~20%，四类＞20%。一类、二类煤矸石可作为水泥的混合材、混凝土骨料和其他建材制品的原料；三类煤矸石可用作生产水泥、砖等建材制品；四类煤矸石宜用作为燃料。（4）按煤矸石中铁化合物含量分类按煤矸石中铁化合物的含量分为：少铁的＜0.1%、低铁的0.1%~1.0%、中铁的1.0%~3.5%、次髙铁的3.5%~8.0%、高铁的8%~18%、特高铁的＞18%。铁含量的高低也决定和影响煤矸石的热加工工艺方式和工业利用围。（5）按煤矸石中铝硅比分类按煤矸石中铝硅比（Al2O3/SiO2）可将之分为三

6、个区段。铝硅比大于0.5，这种矸石主要特点是含铝量高，含硅量相对较低。铝硅比为0.5~0.3，其特点是铝、硅含量都适中。选择以0.3为下界，是因为在此分界线以上的煤矸石可作为生产铝系列产品的原料。铝硅比＜0.3，矸石特点是桂含量比锅含量相对高得多。1.1.3煤矸石的化学组成煤矸石是多种岩块的混合物，其成分相当复杂，从化学组成上看，煤矸石是由无机质和少量有机质组成的混合物。构成煤矸石的元素达十多种，一般以SiO2、Al2O3为主要成分，另外含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O等无机物，以及微量的稀有元素(钛、钒、钴等)[4]。煤矸石的化学成分极不稳定，不同地

7、区的煤矸石成分也不一样，见表1。表1煤矸石的化学成分组成SiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOK2ONa2OTiO2P2O3C含量%30~6515~402~101~41~31~21~20.5~40.05~0.320~302煤矸石对环境的影响2.1煤矸石对大气环境的影响煤矸石中含有碳、硫、氮和一些残煤等可燃物，长期露天堆存，煤矸石山部的热量逐渐积累，当温度达到可燃物的燃点时便可发生自燃[8]。煤矸石山自燃时，其部温度为800~1000℃，自燃过