纳雍县煤矸石利用的几点建议

【摘 要】 毕节市纳雍县煤矸石储量大，年产量也大，然而目前纳雍县没有对煤矸石进行综合利用，因此，纳雍县煤矸石污染较为严重，本文针对纳雍县煤矸石的成分性质做了综合利用建议。 【关键词】 纳雍县 煤矸石 综合利用

煤矸石综合利用是国家资源综合利用的重要内容，是我国一项长期的技术经济，是国民经济和社会发展中一项长远的战略方针，是我国以煤为主的能源结构的必然选择，也是实施可持续发展战略的重要措施之一。 目前，毕节市纳雍县共有合法煤矿96家，生产矿井47家，经统计计算纳雍县煤矸石储量16500万吨，每年可产煤矸石73万吨，每天可产2000吨矸石，然而目前纳雍县煤矸石没有进行有效的综合利用，煤矸石的堆放造成影响。本文主要是对毕节市纳雍县煤矸石综合利用进行研究，并提出几点建议，希望能够为我国能源综合利用贡献自己的绵薄之力。 1 煤矸石的主要成分

煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。根据纳雍县煤层性质通抽取11家矿井进行煤矸石采样，通过贵州省煤田地质局和毕节市煤质检测检验中心对毕节市纳雍县煤矸石样品的检测，结果表明：煤矸石中无机物质的主要为sio2、al2o3和fcd（其中sio2%的含

量44.20～51.74，al2o3%的含量13.29～30.49，fcd%的含量3.24～28.36），还有很少量的fe2o3、cao、mgo、k2o、na2o和so3。有机物质为煤分，包括碳、氢、氧、氮、硫等几种化学元素（其中st，d%的含量0.14～7.08）。煤矸石的矿物成分以粘土矿物和石英为主，常见矿物为高岭土、蒙脱石、石英、长石和云母等。在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，具有低发热值。含碳20%～30%有些含腐殖酸。中国历年已积存煤矸石约1000mt，并且每年仍继续排放约100mt，不仅堆积占地，而且还能自燃污染空气或引起火灾。目前煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料，此外还可用于回收煤炭，煤与矸石混烧发电，制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属，也可作肥料。

矿业固体废物的一种，洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。 2 煤矸石的利用 2.1 煤矸石发电

煤矸石发电的主要技术要求是煤矸石低位发热量在5020～140千焦/千克，经调查检测纳雍县的煤矸石发热量在1763～16820千焦/千克，平均约9291千焦/千克，能满足发电要求。据统计纳雍煤矸石储量约16500万吨，每年可产煤矸石73万吨，每天可产2000吨矸石，经计算约能带动3台25mw的发电机组，年发电量约5.94

亿千瓦时。不但能解决煤矿自身用电，而且可以并网向周边小用户供电，在解决煤矸石污染的情况下，还能形成一定经济收入。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。 2.2 作为水泥混合材

水泥是一种水硬性胶凝材料，广泛用于建材工业。水泥品种繁多，按成分可分为硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥等。目前应用较为多的为硅酸盐水泥。制造硅酸盐水泥主要原料为石灰石原料（主要提供氧化钙）、粘土质原料（主要提供氧化硅和氧化铝，也提供部分氧化铁）和少量铁质校正原料。由纳雍县煤矸石的煤质检测化验报告中可知，煤矸石中含有丰富的sio2、al2o3，以及少量的fe2o3、cao，从成分上分析，可以满足制造硅酸盐水泥的条件要求，并且纳雍煤矸石储量及产量较大，因此在纳雍县有建设硅酸盐水泥厂的条件。（图1） 2.3 做活性混合材料

活性混合材料是矿物质材料（天然或人工），经粉磨加水后，本身不硬化或硬化很慢，但与其它胶凝材料（石灰、水泥）搅成胶泥状态后，不但能在空气中硬化，而且能在水中继续硬化，并且有一

定的强度，这类物质即称为活性混合材料。

武汉工业大学对煅烧过的煤矸石做过研究，结果表明，粘土矿物含量高于40%的煤矸石，经800℃左右高温煅烧后具有较高的火山灰活性，是一种较好的活性混合材料。纳雍县煤矸石粘土矿物含量较高，能满足技术要求的数据，因而纳雍县煤矸石可以成为较好的活性混合材料，在纳雍县可以建设相关工厂进行活性混合材料的生产销售。

2.4 用于生产建材制品

煤矸石的应用途径很广，除了作为生产各种水泥熟料的原料和作为水泥与混凝土的活性混合材料之外，用煤矸石生产建材制品也是一个极为重要的应用途径。

用煤矸石生产烧结建材制品，在国内生产技术已经成熟，尤其是生产烧结砖（包括内燃砖）。但是，有一点是必须指出的，用于生产烧结建材制品的必须是cao和mgo含量低的煤矸石。若用cgo和mgo含量高的煤矸石来生产烧结制品，会因cao和mgo再水化时的体积膨胀而造成制品膨胀破坏。纳雍县煤矸石的煤质检测化验报告中可知，煤矸石中mgo、cao的含量较低，从而满足制作要求，因此，建议纳雍县建设煤矸石烧结砖厂。可以做到原材料就地供应，就地生产，就地销售产品，经济效益显著。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19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%。 煤矸石和粘土的化学成分相近并能释放一定的热量，用其代替粘土和部分燃料生产普通水泥能提高熟料质量。这是因为煤矸石配料比粘土配料配人的生料活化能降低了许多，用少量煤就可提高生料的预烧温度，且煤矸石中的可燃物也有利于硅酸盐等矿物的熔解和形成；此外煤矸石配的生料表面能高，硅铝等酸性氧化物易于吸收氧化钙，可加速硅酸钙等矿物的形成。 3 纳雍县煤矸石不宜生产硅酸盐制品

研究表明：粘土含量少而石英含量高的煤矸石不宜于作水泥混合材料使用，但可以作为硅酸盐制品的含硅材料用。然而纳雍县煤矸石粘土矿物含量较高，因而不适宜用作含硅材料，即硅酸盐制品在纳雍不适合生产。此外，煤矸石的大量堆放，不仅压占土地，影响生态环境，矸石淋溶水将污染周围土壤和地下水，而且煤矸石中含有一定的可燃物，在适宜的条件下发生自燃，排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘等有害气体污染大气环境，影响矿区居民的身体健康。 4 结语

我国是一个以煤炭为主要能源的发展中国家，在一次能源消耗中，煤炭占70%以上，所占比重高出世界平均水平的以备以上，并且在今后相当长的一段时期内，中国的能源结构仍以煤炭为主。毕节市是我国重要能源基地，主要能源就是煤炭，其中纳雍县是毕节市重要产煤县，随带着煤矸石产量巨大，且目前没有对煤矸石进行有效的综合利用，所以对纳雍县煤矸石的综合利用势在必行。 参考文献：

[1]李化建.煤矸石的综合利用.化学工业出版社，2010. [2]催民选.2006中国能源发展报告.中国计量出版社，2006. [3]宫晨琛.煤矸石增钙煅烧的机理.硅酸盐学报，2007.