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煤矸石的资源化利用研究 摘要：在介绍煤矸石的来源，对环境的影响的基础上，论述了煤矸 石的资源化利用，充分利用了煤矸石，达到变废为宝的目的。 关键词：煤矸石 环境 资源化 一、煤矸石的来源 我国是世界最大的煤炭生产国和消费国，在煤炭开采过程中，必 然会产生大量的煤矸石，包括露天矿的剥离物，矿井建设和生产过程 中产生的矸石，根据有关部门统计，目前我国历年累计堆放的煤矸石 总积存量约为45亿t，年排出量3亿t,其中每年排放的可用于发电的煤 矸约2亿t。煤矸石的堆积排放，既浪费了国家资源，又占压了大量土 地，使矿区的生态环境受到了污染和破坏。所以，煤矸石的综合利用 是建设“绿色矿区”最有效的方法和途径。 煤矸石是在煤炭开采、选洗加工过程中所产生的固体废物。目前， 2 累计堆有煤矸石山1500多座，，占地1.3 万hm 以上，而且每年约以 2 1亿t的速度递增，形成新增占地400多hm 。煤矸石己经成为我国累 计存量和占用场地最多的工业废弃物。 煤矸石是在成煤过程中与煤共同沉积的有机化合物和无机化合物 混合在一起的岩石，通常呈薄层和在煤层中或煤层顶、底板岩石，是 在煤矿建设和煤炭采掘、洗选加工过程中，产生的数量较大的矿山固 态排弃物。煤矸石按主要矿物含量，分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸 盐类、铝质岩类。按来源及最终状态，煤矸石可分为掘进矸石、选煤 矸石和自然矸石三大类。煤矸石排放量根据煤层条件、开采条件和洗 选工艺的不同有较大差异，一般掘进矸石占原煤产量的10% 左右，选 煤矸石占入选原煤量的12%~18%。 二、煤矸石对环境的影响 到目前为止.煤矸石的利用力度还不够大。技术不完善，地区发展 不平衡，对环境的影响依然很严重，主要表现在下述几个方面。 1、影响土地资源的利用 煤矸石堆场多位于井口附近，大多紧邻居民区，煤矸石的大量堆 放一方面占用大量的土地面积，另一方面还在影响着比堆放面积更大 的土地资源，使得周围的耕地变得贫瘠，不能被利用。 2、污染大气 煤矸石露天堆放会产生大量扬尘，这主要是由于在地面堆放的煤 矸石受到长时间的日晒雨淋后，将会风化粉碎;另外，煤矸石吸水后会 崩解，从而很容易产生粉尘。在风力的作用下，将会恶化矿区大气的 质量。 此外，煤矸石中含有残煤、碳质泥岩和废木材等可燃物，其中C,S 可构成煤矸石自燃的物质基础。煤矸石野外露天堆放，日积月累，矸 石山内部的热量逐渐积累。当温度达到可燃物的燃烧点时，矸石堆中 o 的残煤便可自燃。自燃后，矸石山内部温度为800~1 000 C，使矸石 融结并放出大量的CO,CO ,SO ,H S ,NOx等有害气体，其中以SO 2 2 2 2 为主。一座矸石山自燃可长达十余年甚至几十年。这些有害气体的排 放，不仅降低矸石山周围的环境空气质量，影响矿区居民的身体健康， 还常常影响周围的生态环境，使树木生长缓慢、病虫害增多，农作物 减产甚至死亡。 3、危害水土 煤矸石除含有粉尘、SiO ，A1 O 以及Fe，Mn等常量元素外， 2 2 3 还有其他微量重金属元素，如Pb，Sn，As，Cr等，这些元素为有毒重 金属元素。当露天堆放的煤矸石山经雨水淋蚀后，产生酸性水，污染 周围的土地和水体。 当矸石堆场的矸石堆放不合理时，矸石堆易发生边坡失稳，从而 导致矸石堆的崩塌、滑移，特别在暴雨季节，这种现象在山区尤为常 见，易发生泥石流，从而殃及下游的农田、河流及人员安全。 三、煤矸石的组成和性质 通过对煤矸石进行化学分析可知，其化学组成主要是一些氧化物， 如一氧化硅、氧化铝、三氧化一铁、氧化钙、氧化镁、氧化钾、氧化 钠等，其矿物组成中主要是高岭石、石英、钾云母、长石等。 煤矸石属劣质燃料，其发热量低，碳含量低，硬度大，矿物含量 高，有机质含量低。掘进矸石一般含碳量低，热值也较低;选煤矸石含 碳