煤矸石的综合利用

摘要：煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，煤矸石的产生占用了大量的土地，造成严重的污染。对于煤矸石的综合利用，不仅能够变废为宝，还能够达到治理环境污染的重要目的。

关键词：煤矸石；污染；综合利用。

中图分类号：X501文献标识码： A 文章编号：

引言

煤矸石是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。煤矸石是可利用的资源，大力开展煤矸石综合利用可以增加企业的经济效益．改善煤矿生产结构，分流煤矿富余人员，同时又可以减少土地压占，改善环境质量。

一、煤矸石的成分及利用方向

煤矸石的无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。其化学成分组成的百分率：SiO2为52～65；Al2O3为 16～36；Fe2O3为2.28～14.63;CaO为0.42～2.32;MgO为0.44～2.41;TiO2为0.90～4;P2O5为0.007～0.24;K2O+Na2O为1.45～3.9；V2O5为0.008～0.03。

煤矸石的热值较低，且地域性差别较大，因此，应根据煤矸石的成分、性质选择经济合理的利用途径(表1)。[1]

表1

二、煤矸石的综合利用

1、煤矸石做工程回填材料

煤矸石工程填筑是以获得高的充填密实度，使煤矸石地基有效高的承载力，并有足够的稳定性。要求煤矸石是砂岩、石灰岩或未经风化的新矸石，施工通常采用分层填筑法，边回填、边压实，并按照《工业与民用建筑地基基础施工规范》对填筑工程进行质量评价。[ 2 ]

煤矸石充填是一种重要的复垦方式。利用煤矸石作为塌陷区充填材料，可大量地消耗煤矸石，这样可减少煤矸石对矿山环境的污染，在充分利用矿区固体废物的同时，解决塌陷地的复垦问题，因而具有一举多得的效果。

2、煤矸石生产建筑材料

2.1煤矸石制砖

利用煤矸石制砖，主要包括生产烧结砖和做烧砖混合燃料，所用的煤矸石含炭量较高，热值一般控制在2090～4180kJ/kg范围内。如果矸石含煤量过高，可在原料中掺少量黏土，避免烧砖过火。除对热值有一定要求外，利用煤矸石制砖对其化学成分也有规定，一般要求SiO2含量为55%～70%，Al2O3为15%～25%，Fe2O3为2%～8%，塑性指数7～15。

2.2煤矸石生产水泥[1]

煤矸石代替粘土烧制硅酸盐水泥熟料。在烧制硅酸盐水泥熟料时，掺入一定比例的煤矸石，部分或全部代替粘土配制生料。煤矸石主要选用洗矸，岩石类型以泥质岩石为主，砂岩含量尽量少。

以煤矸石做混合材料磨制各种水泥。用做水泥混合材料的煤矸石要求碳质泥岩和泥岩、砂岩、石灰岩（氧化钙含量＞70%），通常选用过火或煅烧过的煤矸石。

2.3煤矸石制轻集料

用煤矸石生产建材轻集料是国外利用煤矸石普遍采用的一条途径。用煤矸石烧制陶粒轻集料，比使用粘土和粉煤灰烧制轻集料的成本要低得多，轻集料是制备轻质混凝土的骨料，具有轻质高强的性能，可以代替天然石子配制混凝土。

2.4 煤矸石制加气混凝土

煤矸石加气混凝土是以过火煤矸石为硅质原料，以生石灰为钙质原料，加少量铝粉和适量石膏经搅拌、浇注、静停、蒸压而成。

2.5煤矸石制造墙体保温材料

煤矸石中含有各种金属氧化物及碳酸钙和硫铁矿等，它们在高温下都分解溢出气体是物料在塑性阶段产生膨胀，形成孔隙结构。煤矸石通过烧结机或回转窑可以煅烧成轻质骨料，轻质骨料具有容重轻，强度高，吸水率小等特点，可代替砂石、配制轻混凝土，用作墙体、保温吸湿效果好。[3]

2.6煤矸石的陶瓷和陶粒制品

传统的陶瓷制品是以石英、高岭石、长石三种原料为主。煤煤矸石陶粒制品石是一种新型建筑材料具有一系列优良的性能，由于质轻、保温、隔热、强度高而广泛用于高层超高层建筑及大跨度建筑工程。[ 4 ]不仅可以减轻建筑物的自重30%～40%,而且具有良好的抗震性能。

3、煤矸石作燃料

3.1煤矸石发电

煤矸石发电是煤矸石综合利用中社会、环境、经济效益相统一的最有效途径，也是矿井发展利用煤矸石的重头戏。根据当地煤矸石发热值和经济发展情况，通常采用流化床锅炉或循环流化床锅炉等较为先进的技术进行燃烧。使用煤矸石和劣质煤进行发电，自发自用。降低了开发煤炭的成本，节约了能源和创造了经济效益。煤矸石的发电减少了矿区的生态环境污染，还可以给选煤厂、矿井、生活区等地方供电。煤矸石发电后产生的灰、渣不会融化，具有一定活性，完全添加到水泥生产中去，做到了灰渣零排放和煤矸石的洁净燃烧。[ 5 ]

3.2回收煤炭

通过简易工艺，从煤矸石中洗选出好煤，通过筛选从中选出劣质煤，同时拣出黄铁矿。或从选煤用的跳汰机―平面摇床流程中回收黄铁矿、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅炉的燃料，洗矸可作建筑材料，黄铁矿可作化工原料。

4、煤矸石利用的其他途径

利用煤矸石还可以制备铝盐、制取水玻璃、制取煤气或水煤气、冶炼硅铝合金、生产铸造型砂、生产涂料级煅烧高岭土产品、制备活性炭复合材料、制取生物肥料、制备活性炭-分子筛复合材料等，通过充分利用煤矸石的性能，可从多领域充分开发煤矸石的资源化利用途径。

三、煤矸石综合利用相关优惠政策

煤矸石综合利用是国家鼓励并要求积极发展的，因此煤矸石作为综合利用产品，在综合利用上享有优惠政策。

1、根据财税[2011]115号文，《关于调整完善综合利用产品及劳务增值税政策的通知》，对销售自产的以建（构）筑废物、煤矸石为原料生产的建筑砂石骨料免征增值税。生产原料中建（构）筑废物、煤矸石的比重不低于90%。以粉煤灰、煤矸石为原料生产的氧化铝、活性硅酸钙实行增值税即征即退50%政策。以煤矸石为原料生产的瓷绝缘子、煅烧高岭土实行增值税即征即退50%政策。

2、根据财税[2008]156号文《财政部 国家税务总局关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》，以煤矸石、煤泥、石煤、油母页岩为燃料生产的电力和热力，销售电力、热力实现的增值税实行即征即退50%的政策。

四、结束语

总之，煤矸石的综合利用不仅能够节约资源，保护环境，还能够大力发展循环经济，加快资源节约型、环境友好型社会建设。煤矸石的综合利用要坚持“因地制宜，积极利用”的指导思想，充分提高我国煤矸石综合利用技术水平，通过加强对各地煤矸石成分、结构、特性等基础研究，积极提高煤矸石综合利用的效率和科技含量，以及煤矸石的经济附加值和有效成分的综合利用率。

参考文献：

[ 1 ].周翠红，常红.煤矸石综合利用技术综述[J]. 选煤技术，2007，（2）61-64 ；

[ 2 ]. 王栋民等.煤矸石的矿物学特征及建材资源话利用[J].砖瓦，2006，(6).17-23；

[ 3 ]. 张辛忻.准格尔矿区煤矸石综合利用途径分析[J].内蒙古环境科学，2008，（2）：84-86；

个人简介：程秀兰，福建福州人，工程师，学士学位，从事化学分析检测工作。