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煤矸石的综合利用技术 摘要 煤矸石是一种固体废弃物， 又是一种宝贵的资源。本文针对煤矸石的化学成 分、 物理特性和发热值等特点， 介绍了现今煤矸石的直接利用和间接利用的技术 方法和工艺流程，以及改善环境和培养新的经济增长点。 关键词： 煤矸石 利用 工艺流程 环境 1 概述 煤矸石是指在建井、开拓掘进、采煤和洗涤过程中排出的固体废弃物，是一 种在成煤过程中与煤层伴生含碳量比较低， 比价坚硬的岩石。 煤矸石的露天堆放、 长年日晒、淋雨、风化分解、产生大量的酸性水或携带有重金属的离子水。下渗 损害地下水质，外流导致地下水体的污染。干旱季节煤矸石发生自燃产生大量 SO2、H2S、NOX 和 CO 等有毒有害气体，使周围的环境恶化。 “十一五”期间中国煤 炭工业大力发展循环经济，按照减量化，再利用，再循环的原则，重点治理。[ 1 ] 煤矸石的综合治理是头等大事， 由于煤矸石本身成分不稳定，必须因地制宜科学 地开发利用煤矸石资源，防止二次污染。 2 煤矸石的特点 各地煤矸石的成分（表 1）[ 2 ]、热值（表 2）[ 2]、重金属含量[ 3]的含量差别较 大。应根据煤矸石的成分、性质选择科学合理的利用途径。 表1 煤矸石的化学组成 成分 含量% SiO2 52~65 Al2O3 16~36 Fe2O3 2.3~14 .6 CaO 0.4~2. 3 MgO 0.4~2. 4 SO2 0.9~4. 0 说明 K2O+Na2 O 1.5~3.9 表2 热值范围/KJ?Kg ＜2090 2090~4180 4180~6270 6270~8360 8360~10450 -1 煤矸石的热值以及建议合理利用途径 合理利用途径 回填、修路、造地、制骨料 烧内燃砖 烧石灰 烧混合料， 制骨料， 生产水 泥 烧混凝土， 制骨料， 生产水 泥 制骨料， 以砂岩未然矸石为 宜 CaO 含量＜5%为宜 渣可作混合料和骨料 用于小型沸腾炉供热产生 用于小型沸腾炉供热产生 1 3 煤矸石的直接利用 3.1 煤矸石制砖 煤矸石制砖使用煤矸石发热值一般在 2090~4180 MJ /kg 范围。我国利用煤 矸石制砖，利用煤矸石自身的发热量提供的热能来完成干燥和焙烧的工艺过程， 基本不需外加燃料， 仅在煤矸石发热量较低时才向煤矸石中参入少量煤炭。只是 煤矸石烧制砖的工艺比粘土制砖工艺增加了一道粉碎工序。 风化后的煤矸石添加 少量的胶结材料和激活剂生产的煤矸石砖， 具有独特力学性质和抗冻性等优点均 达到 G B5101 ? 85 规定的 100#标准。 3.2 煤矸石制水泥 由于煤矸石和粘土的化学成分相近并且含一定量的炭和热量， 可替代粘土作 为生产水泥的原材料或作为混合材料直接掺入熟料中增加水泥的产量。 煤矸石和 粘土生产水泥工艺基本相同，是将矸石、石灰石、铁粉（或铝粉）磨细按一定的 比例配制成生料， 在回转窑中煅烧生成水泥熟料， 在掺入石膏等原料进行磨制[ 4 ]。 生产工艺简单，技术要求低，经济效益高。减轻了煤矸石对生态环境污染， 又节约了大量的粘土资源， 又消耗了大量的废弃物。用其生产低标号水泥前景是 相当可观的。 3.3 煤矸石做工程回填材料 煤矸石作填筑材料主要是指充填沟谷、 采煤塌陷区等低洼区的建筑工程用 地，或用于填筑铁路、公路路基等，或用于回填煤矿采空区及废弃矿井。 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》 [ 5 ] 对填筑工程进行质量评价。 3.4 煤矸石水泥混凝土性能 华侨大学陈本沛、 林雨生等人贵煤矸石混凝土的强度和变形性能进行了研究 [6 ] ，结果表明： （1）对于 C20~C30 的煤矸石混凝土，其轴心抗压强度与立体抗压 强度的关系，与普通混凝土接近。 （2）煤矸石混凝土的轴心抗拉强度，略低于普 通混凝土，但可以满足规定的取值要求。 西南工学院的徐彬、 张天石等人对大掺量煤矸石水泥混凝土的耐久性进行了 [7 ] 研究 ，结果表明： （1）大掺量煤矸石水泥混凝土与普通混凝土相比，具有较好 的抗冻、抗碳化、抗硫酸盐侵蚀和保筋性能。其原因在于大掺量煤矸石混凝土的 结构较为致密， 孔隙率低且有害孔所占的比例小，水泥水化产物中氢氧化钙的含 量较低。 （2） 大掺量煤矸石水泥混凝土发生碱集料反应的可能性小于硅酸盐水泥 混凝土。 3.5 煤矸石复垦 煤矸石充填造地首先必须防止水土流失。 在需要造地的地方先将熟化表土转 移，然后垫铺岩石及自然矸石至一定的厚度，展压整平在将熟化土覆盖。如此这 样分块逐年扩展， 可造就大面积平地和台阶地， 同时改良土壤和造就优质的农田。 对处于开发早