探析綠色發(fā)展理念下的煤矸石處理與利用

張國權

（太原煤氣化龍泉能源發(fā)展有限公司 山西太原 030300）

引言

我國是煤炭生產與消費大國，每年由此產生的煤矸石固體廢棄物占煤炭生產量的10%～25%，年排放量超過8 億噸以上。由于煤矸石綜合利用困難，所以歷年來產生的煤矸石堆放量已經達到了50～60 億噸。不僅占用大量土地，也會直接污染地下水、空氣及土壤。可以說，煤矸石是當前亟須治理的污染源。為貫徹習近平主席新時代環(huán)保思想，踐行綠色發(fā)展理念，我們應當加強對煤矸石處理與利用的深入研究。

1 煤矸石的化學成分、利用價值及危害

煤矸石是煤生產過程中沉積的有機與無機化合物的混合，包含多種化學成分，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)多為堅固的塊狀、顆粒狀、結核狀，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值。

但目前我國煤矸石的處理與利用技術不完善，對環(huán)境仍舊存在嚴重影響。比如說，煤矸石長期堆放，其中的金屬氧化物會侵蝕土地，使土地變得不能夠被利用。而且，露天堆放也會產生揚塵，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，就會自燃，從而引發(fā)火災，使生態(tài)環(huán)境遭受破壞。所以，我們應當對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產生的熱量進行發(fā)電，其常用燃料熱值應在每千克一萬兩千五百五焦以上。隨著人們用電量的日益增長，煤矸石發(fā)電勢必會消耗大量的煤矸石。本著綠色發(fā)展的理念，運用煤矸石進行發(fā)電，要建立大型循環(huán)流化床發(fā)電機組，其產生熱量可發(fā)電、可向周圍區(qū)域供電，其燃燒廢渣可用作水泥摻合料，從而實現煤矸石資源化利用。

2.2 鋪路

法國權威機構表明，運用煤矸石建設的路基，其壓實密度可達每立方米一千八百千克，有良好的防透水性。在實際城鄉(xiāng)道路、城軌鐵路路基、公園路、人行道等道路工程建設中，可根據工程建設需要在道路鋪設材料中加入煤矸石。這樣不僅可以提高道路工程質量，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、過濾后產生的煤泥用于制磚，所用煤矸石顆粒物的粒徑為170～325目，這是根據煤矸石可塑性及燒結性的特點而確定的。運用煤矸石制磚，少用或者不用黏土，燒磚時也不用燃料，大大節(jié)省了制磚成本，降低了煤矸石堆放帶來的環(huán)境問題。需要注意的是，若選擇制磚這一途徑，除了考慮煤矸石的來源、多少之外，還要考慮磚的種類、市場銷售以及運輸半徑。

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，比如說制隔音、隔熱效果好的發(fā)泡混凝土，先利用破碎機、球磨機將煤矸石塊狀或結核狀物轉化為煤矸石粉，再對其進行活化處理，接著按照（20～30）：（65～80）：（15～20）：（270～320）：1 的質量比將活化后的煤矸石粉與水泥、砂、碎石和減水劑進行均勻混合，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行造紙，煤矸石經初步破碎、篩選后，經過超細磨粉機進行研磨，達到1250目～1500 目，形成納米級的超細改性礦粉，再與特定PE、PP 及其他添加劑經嚴格配比，經混合均勻后，進入擠出設備進行無水密煉處理，生產出填充母粒。后通過流延拉伸設備及共擠設備，制作生產出各種類型的原紙和紙箱紙板。其紙板煤矸石含量可達65%。造紙過程無污染，紙板具有防水、防潮、防蛀、耐化學腐蝕，機械性能好、展平性好，具有良好的抗菌性，可用于壁紙原紙、書本、手冊、轉運產品包裝紙、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、銅等植物生長所需元素制備微生物肥或者有機復合肥，其用于林業(yè)、種植業(yè)、農業(yè)等的整地中，以改良土壤結構。要提升土地改良效率，那么這里所用的煤矸石，必須是有機質含量超過百分之二十、酸堿度在六左右的碳質泥巖。經過錢兆淦等人在陜西渭南地區(qū)的田間實驗，在對蘋果施用市場常見專用肥的同時施用煤矸石制成的肥料，增產效果顯著，平均增產百分之二十八左右。

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，這是目前來說最好的煤矸石處理方式之一。回填方法一般有兩種，一是水力回填，就是用粉碎機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、粉煤灰等粘結材料，與采礦中排出的廢水混合，進行礦井回填。二是風力回填，就是利用空氣壓縮產生的風壓，將粉碎到一百五十毫米顆粒的煤矸石粉、骨架材料及粘結材料等送入到采空區(qū)，進行礦井回填。

結語

綜上所述，我們應當明確煤矸石的利用價值及危害，充分掌握煤矸石的各種處理與利用途徑，并結合實際情況選擇具體的路徑，變廢為寶，使煤矸石為經濟發(fā)展、資源節(jié)約、環(huán)境治理創(chuàng)造有益貢獻。