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煤矸石

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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、煤层底,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。

投资前景

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%。

煤矸石弃置不用,占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体。矸石山还会自燃发生火灾,或在雨季崩塌,淤塞河流造成灾害。中国积存煤矸石达10亿吨以上,每年还将排出煤矸石1亿吨。为了消除污染,自60年代起,很多国家开始重视煤矸石的处理和利用。

1、煤矸石代替燃料:化铁;烧锅炉;烧石灰;回收煤炭。生产水泥:生产普通硅酸盐水泥;生产特种水泥;生产无熟料水泥。生产建筑材料:煤矸石烧结砖,质量较好,颜色均匀;煤矸石生产轻骨料,轻骨料是为了较少混凝土的相对密度,而选用的一类多孔骨料;生产煤矸石棉,以煤矸石和石灰为原料,经高温融化,喷吹而成的一种建筑材料。生产化工产品:制结晶三氯化铝,以煤矸石和化工工业副产盐酸为主要原料,经过破碎、培烧、磨碎、酸浸、沉淀、浓缩结晶和脱水等生产工艺而制成,是一种新型的净水剂;制水玻璃;生产硫酸铵,煤矸石内的硫化铁在高温下生产SO2,再氧化而生产SO3,遇水生产硫酸,并与氨的化合物生产硫酸铵。

2、回收煤炭和黄铁矿:通过简易工艺,从煤矸石中洗选出好煤,通过筛选从中选出劣质煤,同时拣出黄铁矿。或从选煤用的跳汰机──平面摇床流程中回收黄铁矿、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅炉的燃料,洗矸可作建筑材料,黄铁矿可作化工原料。

3、用于发电:主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物(发热量每公斤约2000大卡)发电。炉渣可生产炉渣砖和炉渣水泥。日本有10多座这种电厂;所用中煤和矸石的混合物,一般每公斤发热量为3500大卡;火力不足时,用重油助燃。德意志联邦共和国和荷兰把煤矿自用电厂和选煤厂建在一起,以利用中煤、煤泥和煤矸石发电。

4、制造建筑材料:代替粘土作为制砖原料,可以少挖良田。烧砖时,利用煤矸石本身的可燃物,可以节约煤炭。

煤矸石烧结空心砖,是指以页岩,煤矸石或粉煤灰为主要原料,经焙烧而成的具有竖向孔洞(孔洞率不小于25%,孔的尺寸小而数量多)的砖。其外形尺寸,长度为290,240,190mm,宽度为240,190,180,175,140,115mm,高度为90mm.由两两相对的顶面、大面及条面组成直角六面体,在中部开设有至少两个均匀排列的条孔,条孔之间由肋相隔,条孔与大面、条面平行,其间为外壁,条孔的两开口分别位于两顶面上,在所述的条孔与条面之间分别开设有若干孔径较小的边排孔,边排孔与其相邻的边排孔或相邻的条孔之间为肋。

煤矸石可以部分或全部代替粘土组分生产普通水泥。自燃或人工燃烧过的煤矸石,具有一定活性,可作为水泥的活性混合材料,生产普通硅酸盐水泥(掺量小于20%)、火山灰质水泥(掺量20~50%)和少熟料水泥(掺量大于50%)。还可直接与石灰、石膏以适当的配比,磨成无熟料水泥,可作为胶结料,以沸腾炉渣作骨料或以石子、沸腾炉渣作粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块等建筑材料。英国、比利时等国有专用煤矸石代替硅质原料生产水泥的工厂。

煤矸石可用来烧结轻骨料。日本于1964年用煤矸石作主要原料制造轻骨料,用于建造高层楼房,建筑物重量减轻20%。

用盐酸浸取可得结晶氯化铝。浸取后的残渣,主要为二氧化硅,可作生产橡胶填充料和湿法生产水玻璃的原料。剩余母液内所含的稀有元素(如锗、镓、钒、铀等),视含量决定其提取价值。

此外,煤矸石还可用于生产低热值煤气,制造陶瓷,制作土壤改良剂,或用于铺路、井下充填、地面充填造地。在自燃后的矸石山上也可种草造林,美化环境。

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