煤矸石對環境的危害及其綜合治理與利用
煤(mei)矸(gan)石(shi)是(shi)煤(mei)炭開采、洗選(xuan)加工過(guo)程(cheng)中產生(sheng)的(de)廢棄巖石(shi),約占煤(mei)炭產量的(de)15 %左右。我國是(shi)世界上(shang)最大(da)的(de)煤(mei)炭生(sheng)產國和消費國。由于(yu)矸(gan)石(shi)中含有(you)殘煤(mei)、碳質泥(ni)巖、碎(sui)木材等(deng)可燃物質,在長期露(lu)天堆積(ji)后,往往發生(sheng)自燃現(xian)象,排放出大(da)量的(de)CO、CO2、SO2、H2S及NOx、CmHn 等(deng)有(you)害氣體(ti),給環境(jing)帶來了極大(da)的(de)危害。
然(ran)而,煤(mei)矸石(shi)又是(shi)一種可利(li)用資源。如能對其綜合利(li)用,不(bu)但(dan)能改(gai)善礦區環境,還能節約(yue)資源、減少占地,從而促進(jin)礦區的(de)可持續發展。
1 矸石對環境的影響
矸(gan)(gan)石場堆(dui)放的矸(gan)(gan)石主要是采(cai)掘矸(gan)(gan)石(部分礦(kuang)區(qu)含洗選矸(gan)(gan)石),來自(zi)開采(cai)煤層的夾(jia)矸(gan)(gan)和頂(ding)、底板(ban)巖層,巖性主要為泥巖、砂(sha)質泥巖、粉砂(sha)巖、煤及(ji)少量砂(sha)巖組成。其(qi)中含有碳、氮、氧、硫、硅、鋁(lv)、鉀等多種(zhong)化學(xue)元素。
1. 1煤矸石自燃的危害
由于(yu)煤矸(gan)石(shi)(shi)(shi)長(chang)期露天堆放(fang),矸(gan)石(shi)(shi)(shi)內部的(de)熱量(liang)(liang)(liang)逐(zhu)接積累,當(dang)溫度達(da)到燃(ran)點時(煤的(de)燃(ran)點一般(ban)為360°C),矸(gan)石(shi)(shi)(shi)中(zhong)的(de)殘煤及其(qi)它可燃(ran)物便可自(zi)燃(ran)。全(quan)國國有(you)(you)煤礦有(you)(you)大小矸(gan)石(shi)(shi)(shi)山1500多座,大約有(you)(you)1/3的(de)矸(gan)石(shi)(shi)(shi)山發生過自(zi)燃(ran)現象,放(fang)出的(de)大量(liang)(liang)(liang)有(you)(you)害氣(qi)體,如SO2、CO、CO2、H2S、NOx等,并(bing)拌有(you)(you)大量(liang)(liang)(liang)煙(yan)塵(chen),對礦區(qu)環(huan)境造成了嚴重污染。汾西礦物局的(de)分析資料表(biao)明:凡煤層含硫(liu)(liu)在3 %左右,其(qi)中(zhong)硫(liu)(liu)鐵(tie)礦占40 %以上的(de)煤矸(gan)石(shi)(shi)(shi),并(bing)有(you)(you)硫(liu)(liu)鐵(tie)礦結核出現,都會引起自(zi)燃(ran)發火。
1. 2危害(hai)生態(tai)環境,破壞(huai)自然景觀
目前我國煤礦(kuang)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)矸(gan)(gan)石大多露天堆放,不(bu)同程度地(di)侵占耕地(di),平(ping)原地(di)區更加明(ming)顯,而且(qie)還以每年400ha的(de)(de)(de)速度增(zeng)長。這對(dui)于人(ren)均耕地(di)不(bu)足0.1ha的(de)(de)(de)我國來說,所產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)影響是(shi)顯而易見的(de)(de)(de)。矸(gan)(gan)石的(de)(de)(de)堆放不(bu)僅(jin)埋壓或破壞(huai)了原地(di)貌植被,而且(qie)排放過程中產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)粉塵、自(zi)燃時(shi)產(chan)生(sheng)的(de)(de)(de)有毒(du)物質對(dui)植物的(de)(de)(de)生(sheng)存也(ye)有較大影響,主要(yao)表現(xian)在植物生(sheng)長緩(huan)慢(man)、生(sheng)長量降低,草地(di)植被種(zhong)類減少(shao)、病蟲害增(zeng)多等,這對(dui)礦(kuang)區的(de)(de)(de)生(sheng)態環境造成了嚴重(zhong)危害。
1. 3淋溶水污染
煤矸(gan)石受到降雨噴淋或(huo)長期(qi)處于浸漬狀態,矸(gan)石中的粉塵會成為水(shui)(shui)中懸浮物,有害成分溶(rong)解(jie)后進(jin)入(ru)水(shui)(shui)體(ti)、土壤(rang)(rang)(rang)、對(dui)水(shui)(shui)環(huan)(huan)境(jing)(jing)和土壤(rang)(rang)(rang)環(huan)(huan)境(jing)(jing)造成二次污染。當酸性較強(qiang)的淋溶(rong)水(shui)(shui)進(jin)入(ru)水(shui)(shui)體(ti)時(shi),對(dui)生物產生很強(qiang)的沖(chong)擊(ji)力(li),能(neng)消滅或(huo)抑制(zhi)水(shui)(shui)中微生物的生長,妨礙水(shui)(shui)體(ti)自凈(jing)。煤矸(gan)石中除(chu)含有SiO2、AI2O3以及(ji)鐵、錳等(deng)常(chang)量元素(su)之外(wai),還有其它痕量重(zhong)金(jin)屬,如鉛、鎘、汞、砷、鉻等(deng),這(zhe)些元素(su)都是有毒重(zhong)金(jin)屬元素(su),在進(jin)入(ru)水(shui)(shui)體(ti)或(huo)滲入(ru)土壤(rang)(rang)(rang)后,會嚴重(zhong)影響土壤(rang)(rang)(rang)環(huan)(huan)境(jing)(jing)或(huo)水(shui)(shui)環(huan)(huan)境(jing)(jing)。安徽淮(huai)南(nan)某(mou)礦的煤矸(gan)石淋溶(rong)水(shui)(shui)中重(zhong)金(jin)屬含量一般均高于土壤(rang)(rang)(rang)中相應(ying)成分含量(As除(chu)外(wai))。表略。
1. 4污染空(kong)氣環境
對(dui)于(yu)露(lu)天堆放的(de)(de)煤矸(gan)(gan)石(shi),干燥和濕(shi)潤是最重要的(de)(de)因素。如果潮濕(shi)的(de)(de)煤矸(gan)(gan)石(shi)處于(yu)冷熱交替的(de)(de)環(huan)境下(xia),會加(jia)速風(feng)化(hua)。而處在0.5至幾米(mi)的(de)(de)覆層下(xia)時,風(feng)化(hua)程(cheng)度大大降低。對(dui)于(yu)一些長(chang)期(qi)堆放的(de)(de)矸(gan)(gan)石(shi)山,由(you)于(yu)風(feng)化(hua)嚴重,顆粒粉碎,稍(shao)有風(feng)吹便塵(chen)土飛揚,長(chang)期(qi)生(sheng)活在這種環(huan)境中的(de)(de)居民(min),鼻咽炎、上(shang)呼吸道感染(ran)等(deng)發(fa)病率很(hen)高。
1. 5其他災害
矸(gan)石堆(dui)(dui)放時的自(zi)然安(an)息角為38 ~ 40°C,如(ru)果矸(gan)石山堆(dui)(dui)積過(guo)高、坡度過(guo)大或受(shou)到(dao)人為開(kai)挖影響時,或受(shou)到(dao)爆炸(zha)或暴(bao)雨侵蝕時,就容(rong)易(yi)形成(cheng)坍(tan)塌(ta)、滑(hua)坡、渣石流(liu)等災害。而對于正(zheng)在(zai)自(zi)燃的矸(gan)石山,如(ru)遇淋溶水的滲入(ru),受(shou)熱后水氣(qi)急劇(ju)膨脹易(yi)引起爆炸(zha)危險,嚴重危及附近居民的安(an)全。如(ru)棗莊煤(mei)礦北煤(mei)井一矸(gan)石堆(dui)(dui),1994年發(fa)生坍(tan)塌(ta),導致17人死亡(wang),7人受(shou)傷(shang)。
2 矸石污染的綜合治理
矸石(shi)(shi)是(shi)煤(mei)炭生產(chan)過程中的主要(yao)(yao)廢棄物,傳(chuan)統的方式(shi)是(shi)直接排至地(di)面。在(zai)造成(cheng)污染后再進行治理(li),既沒有經濟效(xiao)益(yi),也(ye)沒有環(huan)境效(xiao)益(yi)。因(yin)此在(zai)治理(li)矸石(shi)(shi)問題上,既要(yao)(yao)采取從源頭抓起的處(chu)理(li)方式(shi),實施(shi)清潔生產(chan),又(you)要(yao)(yao)搞好(hao)綜合治理(li)、保護環(huan)境,并最大限度地(di)利用(yong)礦產(chan)資源,走良性發展的道路。
2.1 減少井下矸石(shi)產生(sheng)量
矸(gan)石(shi)(shi)不出井(jing),不但可(ke)減(jian)少矸(gan)石(shi)(shi)占地(di)、降低運輸(shu)成(cheng)本(ben),而且可(ke)減(jian)輕對環境的(de)污染,具有較好(hao)的(de)經濟效益(yi)和(he)(he)社(she)會效益(yi)。在巷道設(she)計、施工(gong)工(gong)藝設(she)計、矸(gan)石(shi)(shi)運轉和(he)(he)井(jing)下充填等(deng)多個環節(jie),要充分考慮矸(gan)石(shi)(shi)的(de)井(jing)下處理,從源頭上減(jian)少矸(gan)石(shi)(shi)的(de)出井(jing)量(liang),從而減(jian)少地(di)面堆積的(de)數量(liang),降低地(di)面處理的(de)工(gong)作量(liang)。
1) 改進設計方式
隨著(zhu)“高(gao)產(chan)、高(gao)效(xiao)、高(gao)安全”礦井的發展建(jian)設,采(cai)掘速度加快,生產(chan)高(gao)度集中,礦井或開采(cai)層(ceng)面的服務(wu)年限(xian)相應縮短(duan),巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)支(zhi)護技術在不斷提高(gao),支(zhi)護材料逐(zhu)步改進,開拓巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)可采(cai)用全煤(mei)巷(xiang)(xiang)(xiang)開拓方式,不必在巖層(ceng)中開拓。國(guo)外如(ru)德(de)國(guo)、英(ying)國(guo)近年來已逐(zhu)漸向全煤(mei)巷(xiang)(xiang)(xiang)開拓發展,一些(xie)(xie)煤(mei)礦已取(qu)消了排矸系統,我國(guo)一些(xie)(xie)小煤(mei)礦也基本無巖石巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)。
2) 巷道矸石處理
在(zai)巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)施(shi)工過程中(zhong),對于(yu)(yu)半煤(mei)(mei)巖(yan)巷(xiang)(xiang)(xiang)可(ke)采(cai)(cai)(cai)用(yong)巷(xiang)(xiang)(xiang)旁存矸(gan)(gan)(gan)或寬(kuan)巷(xiang)(xiang)(xiang)留矸(gan)(gan)(gan)等措施(shi)。按照巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)位置和使用(yong)條件,在(zai)滿(man)足生(sheng)產需(xu)求(qiu)的(de)(de)(de)(de)(de)前提下(xia),以減少矸(gan)(gan)(gan)量為目的(de)(de)(de)(de)(de),在(zai)巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)煤(mei)(mei)體內掘出(chu)相應的(de)(de)(de)(de)(de)矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)硐,用(yong)以存放(fang)(fang)矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi),或加大巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)斷面(mian),形(xing)成沿巷(xiang)(xiang)(xiang)全長(chang)的(de)(de)(de)(de)(de)矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)墻(qiang)。對于(yu)(yu)全巖(yan)巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao),由于(yu)(yu)成本較高,一(yi)般采(cai)(cai)(cai)用(yong)井下(xia)不同地(di)點(dian)處(chu)理矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)(de)方(fang)式,即將矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)存放(fang)(fang)在(zai)預留的(de)(de)(de)(de)(de)采(cai)(cai)(cai)空區或廢棄(qi)巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)內;或設專門的(de)(de)(de)(de)(de)存放(fang)(fang)地(di)點(dian),即在(zai)掘進(jin)巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)附近或其它(ta)煤(mei)(mei)體內,根據所采(cai)(cai)(cai)矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)體積(ji),在(zai)不影響采(cai)(cai)(cai)掘及巷(xiang)(xiang)(xiang)道(dao)維(wei)護的(de)(de)(de)(de)(de)情況下(xia),提前采(cai)(cai)(cai)出(chu)或部分采(cai)(cai)(cai)出(chu)煤(mei)(mei)炭,形(xing)成一(yi)定空間(jian)后用(yong)以堆放(fang)(fang)矸(gan)(gan)(gan)石(shi)(shi)。
2.2 煤矸石自燃的防(fang)治
煤矸(gan)石自燃后,會直接向大(da)氣(qi)(qi)排放有(you)害(hai)氣(qi)(qi)體(ti),是礦(kuang)區環境治理的一(yi)個重要方面。
熄(xi)滅(mie)矸石自燃(ran)一般有(you)(you)清除(chu)燃(ran)料、降溫、隔氧等途徑,采用(yong)的方(fang)法有(you)(you)挖掘熄(xi)滅(mie)法、表面封閉法(覆蓋法)、噴漿法、灌注(zhu)(zhu)法、深部注(zhu)(zhu)漿、推平壓實等。各地可(ke)根據具體的特點和情況,在(zai)堅持“以防為主,標本(ben)兼(jian)治,科學治理”的原則下,因地制宜地采用(yong)治理方(fang)法。
許多資料和研究表明,圓(yuan)錐的(de)(de)(de)堆放方(fang)式最易自(zi)(zi)(zi)燃(ran)(ran)。煤矸石(shi)(shi)(shi)以圓(yuan)錐方(fang)式堆放時,大塊矸石(shi)(shi)(shi)在(zai)底部細小矸石(shi)(shi)(shi)在(zai)頂部,自(zi)(zi)(zi)下而上形(xing)成許多空隙和曲折(zhe)通道,為矸石(shi)(shi)(shi)自(zi)(zi)(zi)燃(ran)(ran)提供了氧分和水分通道,故極易引(yin)起自(zi)(zi)(zi)燃(ran)(ran)。防治(zhi)的(de)(de)(de)方(fang)法(fa)是,將矸石(shi)(shi)(shi)粉碎后(hou)再堆放,并(bing)加(jia)以夯實(shi),用黃(huang)土(tu)或(huo)污泥覆(fu)蓋等(deng)方(fang)法(fa),搞好矸石(shi)(shi)(shi)山的(de)(de)(de)覆(fu)蓋。也可(ke)以采(cai)用石(shi)(shi)(shi)灰乳滅火,利用石(shi)(shi)(shi)灰中所(suo)含的(de)(de)(de)CaO在(zai)遇水后(hou)生(sheng)(sheng)成的(de)(de)(de)Ca(OH)2與(yu)煤矸石(shi)(shi)(shi)自(zi)(zi)(zi)燃(ran)(ran)產生(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)SO2SO3CO2等(deng)有害氣體(ti)生(sheng)(sheng)成不溶于水的(de)(de)(de)CaSO4、CaSO3、CaCO3 等(deng)。而且(qie)在(zai)高溫(wen)下,NaOH能與(yu)矸石(shi)(shi)(shi)中的(de)(de)(de)AI2O3、Fe2O3等(deng)形(xing)成的(de)(de)(de)膠體(ti)狀(zhuang)物質同前述的(de)(de)(de)鹽類(lei)形(xing)成一(yi)層教致密的(de)(de)(de)隔氧層,達(da)到滅火的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。通過覆(fu)蓋,一(yi)方(fang)面減少(shao)矸石(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)透(tou)氣性供氧量),另一(yi)方(fang)面可(ke)防止煤矸石(shi)(shi)(shi)自(zi)(zi)(zi)燃(ran)(ran)后(hou)的(de)(de)(de)蔓延擴大;同時又能為造(zao)林、造(zao)田、美化環(huan)境創造(zao)基礎條件。
2.3 矸石山綠化
矸(gan)石山經(jing)過(guo)綠化后,能防(fang)止其大(da)范圍的(de)燃(ran)燒,從而有(you)效(xiao)遏制(zhi)對環(huan)境(jing)的(de)污(wu)染(ran),并能美化礦區環(huan)境(jing)。通(tong)過(guo)用黃(huang)土覆蓋等人為因素改善(shan)植(zhi)物的(de)生長環(huan)境(jing)待根據復(fu)墾(ken)場地的(de)條件,選擇各(ge)種(zhong)抗限制(zhi)因子的(de)植(zhi)被(bei),如刺槐、沙棘等植(zhi)被(bei),創(chuang)造(zao)(zao)出綠色環(huan)境(jing)。由于草木(mu)的(de)成(cheng)(cheng)活,涵養了(le)(le)水分,創(chuang)造(zao)(zao)了(le)(le)草本植(zhi)物和菌(jun)類(lei)生物的(de)成(cheng)(cheng)活環(huan)境(jing),從而形成(cheng)(cheng)較好的(de)微生態環(huan)境(jing),綠色植(zhi)被(bei)抑制(zhi)了(le)(le)揚塵,減少(shao)了(le)(le)淋溶(rong)水,改善(shan)了(le)(le)大(da)氣環(huan)境(jing)與(yu)水環(huan)境(jing)。這些措施(shi)在許多礦區都有(you)成(cheng)(cheng)熟的(de)經(jing)驗(yan)。
2. 4煤矸石的(de)衛生填埋
衛生(sheng)填埋(mai)是世界上(shang)最常(chang)用(yong)的(de)(de)(de)固(gu)體廢(fei)料處理技(ji)術,它(ta)是在(zai)科學選址的(de)(de)(de)基礎上(shang)采用(yong)必要的(de)(de)(de)場地(di)防護手(shou)合理填埋(mai)結構以(yi)最大程度地(di)減(jian)緩(huan)和消除(chu)固(gu)體廢(fei)料對環境(jing)的(de)(de)(de)污染。經過對煤矸石的(de)(de)(de)衛生(sheng)填埋(mai),能(neng)有(you)效地(di)控制(zhi)淋溶(rong)水(shui)的(de)(de)(de)擴散,減(jian)小對地(di)下水(shui)的(de)(de)(de)污染。而且在(zai)其頂部防滲層可植樹種草(cao),進行土地(di)復(fu)墾,恢復(fu)生(sheng)態環境(jing)。
3 煤矸石的綜合利用
煤(mei)矸石的(de)綜合利用(yong),是煤(mei)炭行(xing)業(ye)調整產(chan)業(ye)結構、發展非(fei)煤(mei)產(chan)業(ye)的(de)重點;也是節約能源(yuan)、保護環(huan)境、實(shi)現煤(mei)礦可持續(xu)發展的(de)重要(yao)措(cuo)施(shi)。據不完全統計(ji),目前我國煤(mei)矸石年(nian)利用(yong)量約669Mt,占(zhan)年(nian)排放量的(de)43 %,節約能源(yuan)折合標準煤(mei)4.5Mt,減少(shao)占(zhan)地160ha,改善了環(huan)境,提高了資源(yuan)利用(yong)率(lv),取得了顯著的(de)經濟(ji)效(xiao)益(yi)和社會效(xiao)益(yi)。
煤矸(gan)石(shi)的組成及其性質是(shi)其綜合(he)利(li)用(yong)的基(ji)礎(chu)。根(gen)據國內(nei)外矸(gan)石(shi)綜合(he)利(li)用(yong)的理論(lun)研究和實(shi)踐經(jing)驗,巖性為粘(zhan)巖類、礦物(wu)成分以粘(zhan)土為主、SiO2、、Al2O3、FeO3等主要化學成分含量在粘(zhan)土礦豐度(du)內(nei)的矸(gan)石(shi)是(shi)良好的建(jian)材產品替代原(yuan)料(liao);矸(gan)石(shi)中(zhong)Al、Fe、S 或其它元素含量達到一定的富(fu)礦含量時,可回收利(li)用(yong)。
3.1 利(li)用煤矸石(shi)發電(dian)
為搞好煤(mei)(mei)炭資源(yuan)的綜合利(li)用充分(fen)發(fa)揮(hui)煤(mei)(mei)矸(gan)石(shi)作為低熱(re)(re)值燃料的特點,解(jie)決(jue)礦區(qu)用電(dian)緊張(zhang)狀(zhuang)況,可(ke)在(zai)產矸(gan)量大的礦區(qu)建矸(gan)石(shi)電(dian)廠,達到(dao)化(hua)害為利(li)、節約(yue)能源(yuan)、減(jian)少污染的目的。同時還(huan)可(ke)以解(jie)決(jue)礦區(qu)的供熱(re)(re),產生(sheng)的爐渣還(huan)可(ke)以制各種建材。至2000年底,全國有煤(mei)(mei)矸(gan)石(shi)、煤(mei)(mei)泥等低熱(re)(re)值燃料電(dian)廠120座,裝機(ji)容(rong)量1840MW,年發(fa)電(dian)量87億kW•h。對于(yu)調整產業結構,緩解(jie)能源(yuan)緊張(zhang)的局面(mian),解(jie)決(jue)就業壓力起到(dao)重要作用,經濟效益、社會效益明顯。
3.2利(li)用煤矸石(shi)生產(chan)建材(cai)
隨著(zhu)我國(guo)(guo)國(guo)(guo)民經(jing)濟的持續、健康、高速發展(zhan),為建(jian)材市場提供了廣闊的發展(zhan)空(kong)間。
在全(quan)國(guo)有(you)(you)磚瓦企(qi)業約(yue)11萬個,每年耗(hao)粘(zhan)土相當于73333.3hm2土地,耗(hao)能達(da)7000多萬t標煤(mei)(mei)(mei)(mei),成為破壞耕地、消耗(hao)能源的(de)(de)(de)大(da)戶。為此,國(guo)家制定了一系列限制粘(zhan)土使用,發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)新型墻(qiang)體材(cai)料的(de)(de)(de)政(zheng)策,這大(da)大(da)推動(dong)了煤(mei)(mei)(mei)(mei)矸石(shi)建材(cai)業的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)。目前(qian)煤(mei)(mei)(mei)(mei)矸石(shi)磚的(de)(de)(de)產(chan)量(liang)不(bu)到22億塊,僅(jin)占粘(zhan)土產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)1‰,還有(you)(you)很大(da)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)潛力。如(ru)能達(da)到粘(zhan)土產(chan)量(liang)的(de)(de)(de)1 %,年利用煤(mei)(mei)(mei)(mei)矸石(shi)量(liang)可達(da)2000多萬t,年節(jie)約(yue)煤(mei)(mei)(mei)(mei)礦炭0.7Mt,少占和少毀(hui)土地550hm2,經濟(ji)效益(yi)(yi)和社會效益(yi)(yi)將非常(chang)明顯(xian)。新汶礦業集團自行開(kai)發(fa)的(de)(de)(de)真空硬(ying)塑制磚機,以煤(mei)(mei)(mei)(mei)矸石(shi)、粉煤(mei)(mei)(mei)(mei)灰(hui)為原料,生產(chan)承重(zhong)空心磚和非承重(zhong)空心磚,不(bu)需任(ren)何外摻料、外投煤(mei)(mei)(mei)(mei),只(zhi)利用煤(mei)(mei)(mei)(mei)矸石(shi)自身發(fa)熱進行焙燒。這是一項具(ju)有(you)(you)廣(guang)闊發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)情景的(de)(de)(de)項目,符合(he)國(guo)家新型墻(qiang)體材(cai)料的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)方向。這些技(ji)術對于保護(hu)耕地、節(jie)約(yue)能源、發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)資源綜合(he)利用有(you)(you)著(zhu)積極的(de)(de)(de)推動(dong)作用。
3.3 開(kai)發煤矸石中(zhong)的共伴生礦物(wu)
煤矸石中含有Al、Fe、S、As、Gd等多(duo)種因素,當其含量(liang)(liang)達到一(yi)定(ding)的富礦(kuang)(kuang)含量(liang)(liang)時,可(ke)回收(shou)利(li)用。從(cong)80年(nian)代初開始,我國在高硫(liu)煤礦(kuang)(kuang)區(qu)(qu)南(nan)桐、天府等相繼建(jian)設了(le)硫(liu)精礦(kuang)(kuang)回收(shou)車間,回收(shou)硫(liu)鐵(tie)礦(kuang)(kuang)。南(nan)票(piao)、井陘等礦(kuang)(kuang)區(qu)(qu),利(li)用煤矸石生產氯化鋁(lv)、聚合氯化鋁(lv)等凈水(shui)劑,豐(feng)富了(le)礦(kuang)(kuang)區(qu)(qu)多(duo)種經營(ying)的內(nei)容,也發(fa)展(zhan)了(le)礦(kuang)(kuang)區(qu)(qu)經濟,促(cu)進了(le)環境保護。
3.4利用煤矸石生產肥料
煤(mei)矸石中(zhong)含(han)有(you)(you)灰質(zhi)頁巖和含(han)炭粉砂巖,有(you)(you)機質(zhi)含(han)量(liang)在15 %左右,并含(han)有(you)(you)植物(wu)生(sheng)長所(suo)需的B、Zn、Cu、Co、Mo、Mn等微量(liang)元素,用煤(mei)矸石改良(liang)土壤,一些礦區(qu)早(zao)已實(shi)施過。近(jin)年(nian)來開始發展以(yi)煤(mei)矸石為載(zai)體生(sheng)產(chan)的無機復合肥(fei)(fei)和微生(sheng)物(wu)肥(fei)(fei)料就是優質(zhi)、高(gao)效(xiao)、營養全(quan)面、對環境(jing)無污(wu)染的新型肥(fei)(fei)料。據(ju)不完全(quan)統計(ji),全(quan)國(guo)有(you)(you)微生(sheng)物(wu)菌肥(fei)(fei)廠(chang)50余座,年(nian)生(sheng)產(chan)能力40多萬t,大部分以(yi)煤(mei)矸石為載(zai)體,獲得(de)了顯著的環境(jing)效(xiao)益和社(she)會效(xiao)益。
3.5利用煤矸石筑路、填(tian)坑、土地復墾
利(li)用(yong)煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)作充填(tian)物治(zhi)理采煤(mei)(mei)沉(chen)(chen)陷(xian)區(qu),或用(yong)來填(tian)筑沉(chen)(chen)陷(xian)的(de)(de)公路(lu)、鐵路(lu)路(lu)基、堤壩(ba)等,進行土地(di)復墾,恢復生態(tai)環境(jing)。而向沉(chen)(chen)陷(xian)區(qu)直(zhi)接排矸(gan)(gan)與向矸(gan)(gan)石(shi)(shi)山排矸(gan)(gan)相比,并不增加(jia)費用(yong),在經濟上是可行的(de)(de)。用(yong)煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)填(tian)埋后的(de)(de)塌陷(xian)地(di),可以用(yong)作建(jian)筑用(yong)地(di),也(ye)可以在其上復土還田,直(zhi)接種植農作物。這樣可以同時解決礦區(qu)塌陷(xian)地(di)和煤(mei)(mei)矸(gan)(gan)石(shi)(shi)造成的(de)(de)生態(tai)問題。這些大批量處理矸(gan)(gan)石(shi)(shi)的(de)(de)方(fang)法,是解決矸(gan)(gan)石(shi)(shi)污染的(de)(de)有效(xiao)途徑之一。這種方(fang)法在平原礦區(qu),如(ru)河(he)北、河(he)南、兩淮等地(di)已(yi)有20多年(nian)的(de)(de)應用(yong)歷史。
此(ci)外,煤(mei)矸石(shi)(shi)在經(jing)過特殊(shu)處(chu)理(li)后,還可以做為環氧化(hua)天然橡膠(ENR)的(de)補強填充(chong)劑(ji);利用(yong)硅質(zhi)煤(mei)矸石(shi)(shi)代替石(shi)(shi)英砂和(he)大部分價(jia)格較(jiao)貴(gui)的(de)石(shi)(shi)油焦碳(tan)或資源較(jiao)匱乏(fa)的(de)無煙煤(mei)合成SiC,不但可實現(xian)廢棄物資源化(hua)與控制污染的(de)目的(de),同時(shi)可降(jiang)低(di)能耗(hao)和(he)生產成本。這些研究都為煤(mei)矸石(shi)(shi)的(de)綜合利用(yong)開(kai)辟了新的(de)途(tu)徑(jing)。
4 結束語
我(wo)國煤矸(gan)石(shi)的(de)利(li)用(yong)水平(ping)還很低。矸(gan)石(shi)資源(yuan)化(hua)利(li)用(yong)方面(mian)的(de)工藝技(ji)術(shu)(shu)復雜,難度(du)大,科研(yan)工作(zuo)滯后(hou),影響了這(zhe)項工作(zuo)的(de)進(jin)(jin)(jin)一步(bu)(bu)發展(zhan)。我(wo)們應在國家有關政策的(de)指(zhi)導下,進(jin)(jin)(jin)一步(bu)(bu)加強綜合利(li)用(yong)工作(zuo)的(de)力度(du),組織技(ji)術(shu)(shu)攻關;同時積極引(yin)進(jin)(jin)(jin)國外先進(jin)(jin)(jin)技(ji)術(shu)(shu)設備(bei),研(yan)究開發有自(zi)主知識(shi)產權的(de)新技(ji)術(shu)(shu)、新設備(bei),促進(jin)(jin)(jin)技(ji)術(shu)(shu)裝備(bei)的(de)國產化(hua)進(jin)(jin)(jin)程,以充分利(li)用(yong)礦產資源(yuan),減少污染,促進(jin)(jin)(jin)資源(yuan)與環境的(de)可持續發展(zhan)。

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