我國煤矸石綜合利用現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)化分析

摘要：煤矸石作為固體廢棄物的一種，其綜合利用價值和資源化潛力巨大。本文主要分析了我國煤矸石綜合利用的現(xiàn)狀和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，介紹了我國煤矸石綜合利用及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)實意義，闡述了煤矸石綜合利用現(xiàn)狀，提出了煤矸石綜合利用及產(chǎn)業(yè)化的途徑，以期推動煤矸石綜合利用產(chǎn)業(yè)化的持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：煤矸石；綜合利用；產(chǎn)業(yè)化

引言

煤矸石是一種重要的工業(yè)固體廢棄物，具有較大的綜合利用及資源化利用潛力。隨著我國社會經(jīng)濟水平和綜合國力不斷發(fā)展，使得煤炭資源的消耗量也在逐年增長，因此對煤矸石進行深度加工與合理開發(fā)利用意義重大。

1我國煤矸石綜合利用及產(chǎn)業(yè)化的現(xiàn)實意義

1.1 資源保護和可持續(xù)發(fā)展

煤矸石是煤炭開采和處理過程中產(chǎn)生的廢棄物，大量的煤矸石堆放會占用大量土地資源并對環(huán)境造成污染。通過煤矸石的綜合利用，可以有效地減少廢棄物的堆放量，充分回收和利用其中的有用資源，實現(xiàn)資源的循環(huán)利用，減少對自然資源的依賴，推動可持續(xù)發(fā)展[1]。

1.2 能源結(jié)構(gòu)調(diào)整

我國是世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費國家，依賴煤炭作為能源的比例較高，將煤矸石作為能源資源進行利用，可用多樣化能源結(jié)構(gòu)減少對傳統(tǒng)煤炭的依賴，提高能源利用效率，推動清潔能源替代傳統(tǒng)能源。

1.3 減少環(huán)境污染

煤矸石堆放和處理過程中會釋放大量的有害氣體和固體廢棄物，對環(huán)境造成嚴重污染。通過煤矸石的綜合利用，可減少廢棄物的排放，降低空氣和水質(zhì)污染，改善環(huán)境質(zhì)量，保護生態(tài)環(huán)境。

1.4 促進經(jīng)濟發(fā)展

煤矸石的綜合利用可以創(chuàng)造就業(yè)機會，帶動相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成新的經(jīng)濟增長點。同時，煤矸石的資源化利用可以提高資源利用效率，降低生產(chǎn)成本，增加企業(yè)競爭力，促進經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展。

1.5 技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級

煤矸石綜合利用涉及多個領(lǐng)域的技術(shù)研究和創(chuàng)新，包括煤矸石的化學(xué)、熱能轉(zhuǎn)化及建材制備等方面。通過推動煤矸石綜合利用的產(chǎn)業(yè)化研究，可以促進技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級，提高我國在相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)水平和競爭力。

2我國煤矸石綜合利用現(xiàn)狀

2.1 技術(shù)路線選擇

首先，煤矸石的綜合利用涉及到熱能利用、化學(xué)利用、建材利用等多個領(lǐng)域和技術(shù)，且每種技術(shù)路線的優(yōu)劣勢都有不同，適用的地區(qū)和企業(yè)也不同，但由于缺乏統(tǒng)一的技術(shù)路線選擇，導(dǎo)致在推進煤矸石綜合利用過程中技術(shù)碎片化和分散化。其次，不同的技術(shù)路線在成熟度上也存在差異，有些技術(shù)已經(jīng)相對成熟并得到了廣泛應(yīng)用，有些新興技術(shù)還需要進一步的研發(fā)和驗證，因而在選擇技術(shù)路線時，需要綜合考慮技術(shù)的可行性、成本效益、環(huán)境影響等因素，以及其在實際應(yīng)用中的可靠性和穩(wěn)定性。最后，我國地域遼闊，各個地區(qū)的煤矸石特性和資源分布也不盡相同，因此各個地區(qū)在選擇煤矸石綜合利用技術(shù)路線時應(yīng)先考慮當?shù)氐拿喉肥|(zhì)量、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟發(fā)展情況等因素，之后再結(jié)合當?shù)貙嶋H情況選擇合適的技術(shù)路線，如一些地區(qū)適合進行熱能利用，而另一些地區(qū)則更適合進行建材利用[2]。

2.2 資源回收率不高

首先，煤矸石中含有多種不同的成分，包括可燃物、灰分、硫等，其中一部分可燃物是可以被再次利用的，但在當前的技術(shù)條件下，卻很難完全將其提取和轉(zhuǎn)化為有價值的產(chǎn)品，導(dǎo)致煤矸石中可燃物作為能源資源的回收率不高。其次，目前煤矸石綜合利用的相關(guān)技術(shù)還存在一定的局限性，如氣化和液化技術(shù)在實際應(yīng)用中仍面臨許多挑戰(zhàn)，因此技術(shù)的不成熟和不完善限制了煤矸石中有價值資源的充分回收。最后，煤矸石的綜合利用涉及到技術(shù)投入、設(shè)備更新等成本，而回收資源所帶來的經(jīng)濟效益可能無法與成本相匹配，也是導(dǎo)致煤矸石作為資源回收率不高的一個重要原因。

2.3 環(huán)境污染治理問題

首先，煤矸石綜合利用過程中，燃燒和氣化等技術(shù)會產(chǎn)生大量的二氧化硫、氮氧化物、顆粒物等有害氣體，對空氣質(zhì)量造成污染。但由于排放控制和治理設(shè)施的不完善，導(dǎo)致這些有害氣體無法有效地被捕集和處理。其次，煤矸石綜合利用產(chǎn)生的灰渣、廢水、廢料等固體廢棄物也需要進行處理，如果一些地區(qū)固體廢棄物的處理方式不規(guī)范，就會導(dǎo)致堆放和排放的廢棄物對土壤和水資源造成污染。最后，煤矸石綜合利用項目的建設(shè)和運營可能對周邊生態(tài)環(huán)境造成不良影響，如破壞礦山附近的土地、減少植被覆蓋、降低生物多樣性降等，不僅會對生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成威脅，也會威脅生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)性[3]。

2.4 產(chǎn)業(yè)化水平有待提高

首先，我國煤矸石綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈相對薄弱，各個環(huán)節(jié)之間缺乏協(xié)調(diào)配合，從煤矸石的開采、利用、處理到產(chǎn)品制造和市場銷售，整個產(chǎn)業(yè)鏈的銜接還不夠緊密，缺乏良好的產(chǎn)業(yè)協(xié)同效應(yīng)。其次，雖然在煤矸石綜合利用技術(shù)方面取得了一些重要進展，但仍存在技術(shù)水平不穩(wěn)定的問題，一些技術(shù)可能在實驗室階段表現(xiàn)出良好的效果，但在實際應(yīng)用中還面臨著一些難題，技術(shù)成熟度不高，使得產(chǎn)業(yè)化推進存在一定的困難和風(fēng)險。再次，煤矸石綜合利用產(chǎn)品的市場競爭力不足，很多產(chǎn)品在市場上尚未得到廣泛認可和應(yīng)用，可能與產(chǎn)品質(zhì)量、市場推廣、價格等因素有關(guān)，因此市場需求不足導(dǎo)致一些企業(yè)投入產(chǎn)業(yè)化資金和資源的積極性較低。最后，目前在煤矸石綜合利用方面的政策和資金支持不夠充分，導(dǎo)致煤矸石綜合利用產(chǎn)業(yè)化由于缺少財政資金投入、稅收優(yōu)惠、技術(shù)創(chuàng)新支持等政策的引導(dǎo)和資金支持而發(fā)展緩慢。

2.5 缺乏統(tǒng)一的政策和標準

2.5.1政策不統(tǒng)一

在煤矸石綜合利用的發(fā)展過程中，各地區(qū)和相關(guān)部門針對煤矸石的政策制定不一致，缺乏統(tǒng)一的政策指導(dǎo)和規(guī)范，導(dǎo)致了不同地區(qū)之間政策環(huán)境的差異，影響了企業(yè)的投資決策和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

2.5.2標準不完善

煤矸石綜合利用涉及煤矸石質(zhì)量評估、處理技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量等多個環(huán)節(jié)和領(lǐng)域，由于缺乏統(tǒng)一的標準和規(guī)范，因此不同企業(yè)和地區(qū)采用的標準體系不同，造成了市場秩序的混亂和產(chǎn)品質(zhì)量的參差不齊。

2.5.3監(jiān)管不完善

由于缺乏統(tǒng)一的政策和標準，煤矸石綜合利用的監(jiān)管體系還不夠完善。監(jiān)管部門在審批、管理和監(jiān)測方面存在的差異，導(dǎo)致了監(jiān)管的不統(tǒng)一和不規(guī)范，難以有效地保障煤矸石綜合利用的環(huán)境和安全。

3我國煤矸石綜合利用及產(chǎn)業(yè)化的途徑

3.1 完善相關(guān)政策和標準

一是建立煤矸石綜合利用的政策框架，明確產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向和目標。政策應(yīng)涵蓋資源回收、環(huán)境保護、技術(shù)創(chuàng)新、質(zhì)量標準等方面，以為企業(yè)提供明確的指導(dǎo)和支持。加大對煤矸石綜合利用的經(jīng)濟支持力度，鼓勵企業(yè)進行技術(shù)創(chuàng)新和設(shè)備更新，同時，在資源配置上強調(diào)合理平衡，避免過度開采和利用，確保資源的可持續(xù)利用。二是制定嚴格的環(huán)境標準和排放限值，強化環(huán)境監(jiān)管，加強對煤矸石綜合利用過程中污染物排放控制和治理。鼓勵企業(yè)進行污染防治設(shè)施的建設(shè)和更新，促進清潔生產(chǎn)，同時加強煤矸石綜合利用技術(shù)的研發(fā)和推廣應(yīng)用，提高資源回收率和產(chǎn)品附加值。三是建立完善的煤矸石綜合利用監(jiān)測評估體系，對產(chǎn)業(yè)化項目進行嚴格的評估和監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)和解決問題。加強對煤矸石綜合利用項目的示范和推廣，分享成功經(jīng)驗，同時積極參與國際合作與交流，學(xué)習(xí)借鑒國外先進的煤矸石綜合利用經(jīng)驗和技術(shù)，推動我國的產(chǎn)業(yè)化進程[4]。

3.2 提高產(chǎn)業(yè)化水平

一是鼓勵企業(yè)加大對煤矸石綜合利用技術(shù)的研發(fā)投入，提升技術(shù)創(chuàng)新能力。促進企業(yè)與科研機構(gòu)、高校等開展合作，共同攻克技術(shù)難題，推動技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)升級。積極引導(dǎo)企業(yè)更新和升級煤矸石綜合利用的生產(chǎn)設(shè)備和環(huán)保設(shè)施，提高生產(chǎn)效率和資源利用率。鼓勵企業(yè)引進國內(nèi)外先進的制造技術(shù)和設(shè)備，提高設(shè)備的智能化、自動化水平。二是鼓勵企業(yè)間建立合作與聯(lián)盟關(guān)系，形成資源共享、優(yōu)勢互補的合作模式。通過聯(lián)合進行研發(fā)、生產(chǎn)、銷售等方面的合作，提高整體產(chǎn)業(yè)化水平，降低生產(chǎn)成本，增強市場競爭力。制定統(tǒng)一的煤矸石綜合利用產(chǎn)品質(zhì)量標準，推動產(chǎn)品質(zhì)量提升，并建立認證和檢測機構(gòu)，加強對產(chǎn)品質(zhì)量的監(jiān)督和管理，提高市場認可度和競爭力。三是鼓勵企業(yè)加大對煤矸石綜合利用領(lǐng)域的人才培養(yǎng)和引進工作，提高人才隊伍的專業(yè)水平和創(chuàng)新能力。鼓勵企業(yè)建立科研團隊，培育一支專業(yè)化、高水平的技術(shù)研發(fā)和管理團隊。積極開展市場調(diào)研，了解市場需求和競爭情況，制定市場開拓策略。加強產(chǎn)品宣傳和推廣工作，提高產(chǎn)品知名度和市場份額。積極參加國內(nèi)外展覽會和展銷會，拓展國內(nèi)外市場。

3.3 強化環(huán)境污染治理

一是建立適應(yīng)煤矸石綜合利用特點的環(huán)境標準和排放限制，確保企業(yè)在生產(chǎn)過程中嚴格控制污染物排放，減少對周邊環(huán)境的影響。加大監(jiān)管力度，建立健全環(huán)境監(jiān)測、數(shù)據(jù)報告和風(fēng)險評估機制。加強執(zhí)法力量和頻次，對環(huán)境違法行為進行懲處，形成有效的監(jiān)管機制。二是鼓勵企業(yè)實施清潔生產(chǎn)技術(shù)和工藝，在源頭上減少污染物排放和資源浪費，推動循環(huán)經(jīng)濟模式，通過資源回收和再利用，最大限度地減少煤矸石綜合利用過程中的環(huán)境影響。鼓勵企業(yè)加強污染防治設(shè)施的建設(shè)和運行管理，確保污染物排放符合國家標準和要求。鼓勵企業(yè)進行技術(shù)裝備的更新和升級，提高污染治理效果。三是鼓勵企業(yè)加大對環(huán)境友好型技術(shù)創(chuàng)新的研發(fā)投入，推動煤矸石綜合利用過程的環(huán)境污染治理技術(shù)的改進和應(yīng)用。通過技術(shù)創(chuàng)新，提高資源回收率、降低能耗和污染物排放。加強企業(yè)環(huán)境管理、信息披露和社會責(zé)任履行，建立企業(yè)環(huán)境責(zé)任追究機制，對環(huán)境違法行為依法嚴肅追責(zé)。

3.4 提高資源回收率

一是加大對煤矸石中有價值元素（如煤、金屬等）的提取和回收技術(shù)的研發(fā)投入。通過改進工藝流程和設(shè)備，提高元素的回收效率，減少資源浪費，鼓勵企業(yè)采用循環(huán)經(jīng)濟模式，通過資源回收、再利用和再生，實現(xiàn)對煤矸石中各種資源的最大化利用，促進廢棄物的資源化利用，減少資源的消耗和浪費。二是完善資源回收的收集、儲存、運輸和銷售等環(huán)節(jié)，建立起完整的資源綜合利用體系。鼓勵企業(yè)間進行資源共享和合作，形成優(yōu)勢互補，提高資源回收效率。通過改進工藝流程，降低能耗和廢棄物產(chǎn)生，提高資源回收的效率，推動研發(fā)和應(yīng)用先進的煤矸石綜合利用工藝，實現(xiàn)資源的高效回收利用。三是加大對煤矸石綜合利用的科學(xué)研究和技術(shù)創(chuàng)新的支持力度。鼓勵企業(yè)與科研機構(gòu)、高校等開展合作，共同攻克資源回收技術(shù)難題，提高回收率和質(zhì)量。建立完善的資源回收監(jiān)測和評估體系，對回收過程進行全面監(jiān)測和評估，及時發(fā)現(xiàn)問題并采取相應(yīng)措施，提高回收率的透明度和可追溯性，增強公眾對資源回收的認可。

3.5 優(yōu)化技術(shù)路線選擇

一是針對不同地區(qū)的煤矸石資源特點和地理環(huán)境條件，選擇適合的技術(shù)路線，選取最適合的技術(shù)和工藝，對煤矸石進行綜合利用。積極引進和吸收國內(nèi)外先進的煤矸石綜合利用技術(shù)和裝備，同時與國內(nèi)外企業(yè)、科研機構(gòu)開展合作，共同研發(fā)和采用最新的處理技術(shù)，降低煤矸石綜合利用成本，提高煤矸石綜合利用效率。二是鼓勵企業(yè)加大對煤矸石綜合利用技術(shù)研發(fā)的投入，加強科研機構(gòu)與企業(yè)的合作，共同攻克關(guān)鍵技術(shù)難題。通過技術(shù)創(chuàng)新，實現(xiàn)資源回收率的提高和產(chǎn)品附加值的增加。選擇技術(shù)路線時，綜合考慮經(jīng)濟效益和環(huán)境影響，尋找既能滿足經(jīng)濟可行性要求，又能最大程度降低環(huán)境污染的技術(shù)路線，并通過生命周期評估和成本效益分析等方法進行綜合評估。三是建立一批煤矸石綜合利用的示范項目，展示先進的技術(shù)和有效的處理方式。通過示范項目的建設(shè)和推廣應(yīng)用，引導(dǎo)企業(yè)和地方政府更加積極地選擇和采用適宜的技術(shù)路線。同時，制定煤矸石綜合利用的技術(shù)標準和規(guī)范，明確各個環(huán)節(jié)的操作要求和技術(shù)指導(dǎo)，通過標準化的推廣和實施，提高技術(shù)的規(guī)范化和統(tǒng)一化水平[5]。

3.6 創(chuàng)新技術(shù)的推廣

一是引入人工智能、機器學(xué)習(xí)和圖像識別等先進技術(shù)，開發(fā)智能化的煤矸石分選設(shè)備和系統(tǒng)。通過自動分辨、分類和分揀，提高煤矸石的分選效率和精度，實現(xiàn)資源的最大化利用。二是探索利用生物菌種和酶類催化劑對煤矸石進行處理和轉(zhuǎn)化，通過生物降解和轉(zhuǎn)化作用，將煤矸石中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害或可回收的物質(zhì)，減少對環(huán)境的污染，并提取有價值的物質(zhì)。另外，煤矸石中的灰渣是一種常見的固廢物，而其中包含著一定的金屬和礦物資源，利用化學(xué)溶解、浮選、萃取等技術(shù)，將灰渣中的有價值元素提取出來，可用于制備合金、陶瓷材料或其他工業(yè)產(chǎn)品。經(jīng)過處理的煤矸石可用于填充工程，如地下礦山回采過程中的礦冷巷、礦山壩體以及建筑物基礎(chǔ)等。通過合理的矸石填充設(shè)計和施工，不僅可以解決廢渣堆放問題，還能提供穩(wěn)定的填充材料，節(jié)約土石方資源。三是開發(fā)高效的煤矸石熱能利用技術(shù)，如采用流化床鍋爐、干燥器、焚燒爐等設(shè)備，將煤矸石轉(zhuǎn)化為熱能，用于供暖、發(fā)電或其他工業(yè)熱能需求。因此，通過煤矸石的能源化利用，不僅能實現(xiàn)資源的再生利用，也能減少對傳統(tǒng)能源的依賴。

3.7 加強宣傳和教育

一是開展廣泛的宣傳活動，向公眾普及煤矸石綜合利用的意義、優(yōu)勢和成果，增強公眾對該產(chǎn)業(yè)的理解和支持。通過媒體、互聯(lián)網(wǎng)等渠道，宣傳煤矸石綜合利用的技術(shù)進展、環(huán)境效益和經(jīng)濟效益。加強高等教育和職業(yè)培訓(xùn)機構(gòu)對煤矸石綜合利用相關(guān)專業(yè)的教育和培訓(xùn)力度，并提供全面的教育課程和培訓(xùn)項目，培養(yǎng)專業(yè)人才，提高行業(yè)整體素質(zhì)和水平。二是組織國內(nèi)外煤矸石綜合利用領(lǐng)域的專業(yè)會議和展覽，促進學(xué)術(shù)交流和經(jīng)驗分享，為企業(yè)提供展示產(chǎn)品和技術(shù)的平臺，促進技術(shù)創(chuàng)新和市場合作。推動煤矸石綜合利用產(chǎn)業(yè)的組織建設(shè)，加強企業(yè)之間的交流與合作，建立行業(yè)協(xié)會和聯(lián)盟，為企業(yè)提供信息資源、政策解讀和技術(shù)支持。三是組織煤矸石綜合利用的科普活動，向公眾普及煤矸石的來源、利用方式和環(huán)境效益。鼓勵公眾參與相關(guān)項目，增強公眾的環(huán)保意識和責(zé)任感。積極參與國際合作與交流，學(xué)習(xí)借鑒國外先進的煤矸石綜合利用經(jīng)驗和技術(shù)，同時與其他國家和地區(qū)開展合作項目，共同探索煤矸石綜合利用的最佳實踐。

結(jié)語

綜上所述，我國煤矸石綜合利用產(chǎn)業(yè)當前還面臨較多挑戰(zhàn)，如資源回收率不高、技術(shù)路線選擇不明確、環(huán)境治理亟待加強等，需通過創(chuàng)新技術(shù)，提高資源回收率，實現(xiàn)煤矸石的多元化利用，同時還要優(yōu)化技術(shù)路線的選擇，提高產(chǎn)品附加值，并進一步強化對環(huán)境污染的治理，確保產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性。另外，完善相關(guān)政策和標準也至關(guān)重要，可為產(chǎn)業(yè)提供穩(wěn)定的政策環(huán)境和規(guī)范的市場秩序。因此，只有通過加大投入、加強科技創(chuàng)新，才能實現(xiàn)煤矸石資源的最大化利用，推動我國煤矸石綜合利用產(chǎn)業(yè)向可持續(xù)發(fā)展的方向邁進。

參考文獻

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作者簡介

張少華（1990—），女，漢族，山西沁水人，碩士研究生，工程師， 主要從事應(yīng)對氣候變化、協(xié)同減污降碳、排污許可等研究工作。

王浩東（1987—），男，漢族，內(nèi)蒙古烏拉特前旗人，本科，工程師，主要從事礦山安全管理、環(huán)境保護、生態(tài)修復(fù)等工作。