煤炭固廢利用总论.docVIP

第一章 总 论 中国是世界上以煤为主要能源的国家之一(经济发达国家的能源消费结构是以石油、 天然气等为主要能源)，并且中国以煤为主的能源消费结构仍将持续相当长的时期。在煤 炭开采和消耗的同时，煤炭固体废物随之大量产生。堆存这些固体废物不仅侵占农田， 污染环境，还会破坏生态平衡。21世纪是可持续发展的世纪，唯一可以解决经济发展和 环境保护之间矛盾的方法便是走可持续发展道路。通过可持续发展，使这些固体废物在 一定的场合是废物，在另一设计环节中就是自然资源，实现固体废物“资源化”，或经适 当处置，实现难利用固体废物的“无害化”。 第一节 煤炭固体废物的概念、来源与分类 一、煤炭固体废物的概念 固体废物是指人类在生产与生活活动中产生，在一定时间和地点无法利用而被丢弃 的污染环境的固体和半固体废弃物质。固体废物中的“废”具有鲜明的时间和空间特征。 从时间方面看，生物资源滞后于人类需求，昨天的废物势必又将成为明天的资源。从空 间角度看，废物仅仅相对于某一过程或某一方面没有使用价值，而并非在一切过程或一 切方面都没有使用价值，某一过程的废物，往往是另一过程的原料。我国目前已建立了 许多废物回收利用工厂，如利用粉煤灰制砖、生产水泥，利用煤矸石制砖以及发电等。 所以固体废物又有“放错地方的资源”之称。 固体废物主要来源于人类的生产和消费活动，人们在开发资源和制造产品的过程中， 必然产生废物；任何产品经过使用和消耗后，最终将变成废物．物质和能源消耗量越多， 废物产生量就越大。根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》，固体废物被分为 城市生活垃圾、工业固体废物和危险废物。城市生活垃圾是指在城市日常生活中或者为 城市日常生活提供服务的活动中产生的固体废物以及法律、行政规定视为城市生活垃圾 的固体废物；危险废物是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标 准和鉴别方法认定具有危险特性的废物。煤炭固体废物属于工业固体废物这一类。 煤炭固体废物是指煤炭在生产、加工和消费过程中产生的不再需要或暂时没有利用 价值而被遗弃的固态或半固态物质。煤炭固体废物是排放量最大的工业固体废物，具有 排放量大、分布广、呆滞性大，对环境污染种类多、面广、持续时间长的特点。这些主 要体现在煤炭固体废物产生方式和贮存方式两个方面。煤炭固体废物在整个生产过程中 是连续产生的。固体废物连续不断地产生出来，通过输送泵、管道和传送带等排出，它 们在生产过程中，物理性质相对稳定，化学性质则有时呈现周期性变化。排放的废物通 常堆积贮存，形成一个散状堆积废物场。 二、煤炭固体废物的来源及分类 在煤炭固体废物中，煤炭工业的煤矸石和燃煤电厂的煤灰渣是排放量最大最集中的 固体废物。煤炭固体废物主要有煤矸石、露天矿剥离物、煤泥、粉煤灰等。 1．煤矸石 煤矸石是煤炭生产、加工过程中产生的岩石的统称。煤矸石主要由各种砂岩、泥质 岩及石灰岩组成，有些矿区还包括火成岩，各地矸石的成分和性质变化很大。 就其来源可以分为：煤矿建井时期排出的煤矸石、煤采出过程中排出的煤矸石、原 煤洗选过程中排出的煤矸石。它们或来自所采煤层的顶板、底板与夹层，或来自运输大 巷、主井、副井和风井所凿穿的岩层，即主要来源于相关的煤系地层中的沉积岩层。在 我国，煤矸石大部分自然堆积贮存，堆放于农田、山沟、坡地，且多位于煤矿工业广场 附近。受地形限制堆积形状复杂，多近似呈圆锥体，堆积高度从几十米至一百多米，俗 称矸石堆或矸石山。 由于各煤产地的煤层形成地质环境、赋存地质条件、开采技术条件及所采用的开采 方法差别较大，各地煤矸石的排出率也不相同。一般认为，煤矸石综合排放量约占原煤 产量的15％，全国每年除综合利用约6000万t外，其余部分作为工业固体废物混杂堆积。 煤矸石是目前我国最大的固体废弃源，占全国工业固体废物的20％以上。随着社会的发 展，既要逐渐增加煤炭产量、提高煤的质量，同时又必须达到空气洁净要求的标准，这 将导致今后煤矸石的排出率将会越来越高。 2．露天矿剥离物 露天矿剥离物是指煤炭露天开采时，为揭露所采煤层而剥离覆盖在煤层之上的表土、 岩石和不可采矿体的总称。覆盖岩石一般包括黏土泥质岩、砂岩及石灰岩，其中主要是 泥质岩。剥离物的排放量与露天矿所处的地理位置、剥离深度有关。 3．煤泥 煤泥是指湿法选煤过程中产生的粒度在0．5mm以下的含水泥状物质，它是一种复杂的分散体，由各种不同形状、不同粒度和不同岩相成分的颗粒以不同的比例构成。煤泥一般 呈塑性体和松散体。粒度大于0．045~0．5mm为粗粒煤泥，粒度小于0．045mm的为细粒煤泥。煤泥的产生是由于煤炭在开采、运输、分选等过程中被破碎、粉碎和磨碎以