探析綠色發(fā)展理念下的煤矸石處理與利用

張國(guó)權(quán)

（太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有限公司 山西太原 030300）

引言

我國(guó)是煤炭生產(chǎn)與消費(fèi)大國(guó)，每年由此產(chǎn)生的煤矸石固體廢棄物占煤炭生產(chǎn)量的10%～25%，年排放量超過(guò)8 億噸以上。由于煤矸石綜合利用困難，所以歷年來(lái)產(chǎn)生的煤矸石堆放量已經(jīng)達(dá)到了50～60 億噸。不僅占用大量土地，也會(huì)直接污染地下水、空氣及土壤?？梢哉f(shuō)，煤矸石是當(dāng)前亟須治理的污染源。為貫徹習(xí)近平主席新時(shí)代環(huán)保思想，踐行綠色發(fā)展理念，我們應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)對(duì)煤矸石處理與利用的深入研究。

1 煤矸石的化學(xué)成分、利用價(jià)值及危害

煤矸石是煤生產(chǎn)過(guò)程中沉積的有機(jī)與無(wú)機(jī)化合物的混合，包含多種化學(xué)成分，其中，二氧化硅、三氧化二鋁為主要成分。由于煤矸石成分中大多為有用金屬和金屬的氧化物，可作為建筑材料、燃料使用。而且，其形態(tài)多為堅(jiān)固的塊狀、顆粒狀、結(jié)核狀，可作為道路或礦區(qū)填充物使用。所以，煤矸石有較高的利用價(jià)值。

但目前我國(guó)煤矸石的處理與利用技術(shù)不完善，對(duì)環(huán)境仍舊存在嚴(yán)重影響。比如說(shuō)，煤矸石長(zhǎng)期堆放，其中的金屬氧化物會(huì)侵蝕土地，使土地變得不能夠被利用。而且，露天堆放也會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，惡化大氣環(huán)境。另外，煤矸石中有部分可燃物，在溫度足夠的情況下，就會(huì)自燃，從而引發(fā)火災(zāi)，使生態(tài)環(huán)境遭受破壞。所以，我們應(yīng)當(dāng)對(duì)煤矸石的處理和利用加以重視。

2 綠色發(fā)展理念下的煤矸石處理和利用途徑

2.1 發(fā)電

煤矸石發(fā)電主要是用煤矸石燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量進(jìn)行發(fā)電，其常用燃料熱值應(yīng)在每千克一萬(wàn)兩千五百五焦以上。隨著人們用電量的日益增長(zhǎng)，煤矸石發(fā)電勢(shì)必會(huì)消耗大量的煤矸石。本著綠色發(fā)展的理念，運(yùn)用煤矸石進(jìn)行發(fā)電，要建立大型循環(huán)流化床發(fā)電機(jī)組，其產(chǎn)生熱量可發(fā)電、可向周圍區(qū)域供電，其燃燒廢渣可用作水泥摻合料，從而實(shí)現(xiàn)煤矸石資源化利用。

2.2 鋪路

法國(guó)權(quán)威機(jī)構(gòu)表明，運(yùn)用煤矸石建設(shè)的路基，其壓實(shí)密度可達(dá)每立方米一千八百千克，有良好的防透水性。在實(shí)際城鄉(xiāng)道路、城軌鐵路路基、公園路、人行道等道路工程建設(shè)中，可根據(jù)工程建設(shè)需要在道路鋪設(shè)材料中加入煤矸石。這樣不僅可以提高道路工程質(zhì)量，也能夠解決煤矸石堆積造成的土地占用及環(huán)境污染問(wèn)題，符合綠色發(fā)展理念。

2.3 制磚

煤矸石制磚主要是利用煤矸石粉碎、研磨、解離、攪拌、過(guò)濾后產(chǎn)生的煤泥用于制磚，所用煤矸石顆粒物的粒徑為170～325目，這是根據(jù)煤矸石可塑性及燒結(jié)性的特點(diǎn)而確定的。運(yùn)用煤矸石制磚，少用或者不用黏土，燒磚時(shí)也不用燃料，大大節(jié)省了制磚成本，降低了煤矸石堆放帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。需要注意的是，若選擇制磚這一途徑，除了考慮煤矸石的來(lái)源、多少之外，還要考慮磚的種類、市場(chǎng)銷售以及運(yùn)輸半徑。

2.4 制混凝土

煤矸石制混凝土主要是將煤矸石用作混凝的骨料制備混凝土，比如說(shuō)制隔音、隔熱效果好的發(fā)泡混凝土，先利用破碎機(jī)、球磨機(jī)將煤矸石塊狀或結(jié)核狀物轉(zhuǎn)化為煤矸石粉，再對(duì)其進(jìn)行活化處理，接著按照（20～30）：（65～80）：（15～20）：（270～320）：1 的質(zhì)量比將活化后的煤矸石粉與水泥、砂、碎石和減水劑進(jìn)行均勻混合，得到漿料，最后將發(fā)泡劑加入其中，澆筑磨具，形成發(fā)泡混凝土。

2.5 造紙

煤矸石造紙主要是將煤矸石用作主要原料進(jìn)行造紙，煤矸石經(jīng)初步破碎、篩選后，經(jīng)過(guò)超細(xì)磨粉機(jī)進(jìn)行研磨，達(dá)到1250目～1500 目，形成納米級(jí)的超細(xì)改性礦粉，再與特定PE、PP 及其他添加劑經(jīng)嚴(yán)格配比，經(jīng)混合均勻后，進(jìn)入擠出設(shè)備進(jìn)行無(wú)水密煉處理，生產(chǎn)出填充母粒。后通過(guò)流延拉伸設(shè)備及共擠設(shè)備，制作生產(chǎn)出各種類型的原紙和紙箱紙板。其紙板煤矸石含量可達(dá)65%。造紙過(guò)程無(wú)污染，紙板具有防水、防潮、防蛀、耐化學(xué)腐蝕，機(jī)械性能好、展平性好，具有良好的抗菌性，可用于壁紙?jiān)?、書本、手?cè)、轉(zhuǎn)運(yùn)產(chǎn)品包裝紙、水下作業(yè)用紙等。

2.6 土壤改良

土壤改良主要是用煤矸石中所含的氮、磷、鉀、鋅、鈉、銅等植物生長(zhǎng)所需元素制備微生物肥或者有機(jī)復(fù)合肥，其用于林業(yè)、種植業(yè)、農(nóng)業(yè)等的整地中，以改良土壤結(jié)構(gòu)。要提升土地改良效率，那么這里所用的煤矸石，必須是有機(jī)質(zhì)含量超過(guò)百分之二十、酸堿度在六左右的碳質(zhì)泥巖。經(jīng)過(guò)錢兆淦等人在陜西渭南地區(qū)的田間實(shí)驗(yàn)，在對(duì)蘋果施用市場(chǎng)常見專用肥的同時(shí)施用煤矸石制成的肥料，增產(chǎn)效果顯著，平均增產(chǎn)百分之二十八左右。

2.7 回填煤礦采空區(qū)

煤矸石回填煤礦采空區(qū)主要是利用煤矸石不出礦井的方式直接填充采空區(qū)，使礦井采空區(qū)恢復(fù)到接近原始巖體的狀態(tài)，以降低煤矸石排放量及地表下沉量，這是目前來(lái)說(shuō)最好的煤矸石處理方式之一?；靥罘椒ㄒ话阌袃煞N，一是水力回填，就是用粉碎機(jī)煤矸石粉碎成小于一百五十毫米的顆粒，在其中加入黏土、砂子、粉煤灰等粘結(jié)材料，與采礦中排出的廢水混合，進(jìn)行礦井回填。二是風(fēng)力回填，就是利用空氣壓縮產(chǎn)生的風(fēng)壓，將粉碎到一百五十毫米顆粒的煤矸石粉、骨架材料及粘結(jié)材料等送入到采空區(qū)，進(jìn)行礦井回填。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，我們應(yīng)當(dāng)明確煤矸石的利用價(jià)值及危害，充分掌握煤矸石的各種處理與利用途徑，并結(jié)合實(shí)際情況選擇具體的路徑，變廢為寶，使煤矸石為經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源節(jié)約、環(huán)境治理創(chuàng)造有益貢獻(xiàn)。