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了解国内煤矸石资源再利用现状,时刻关注固废动态

摘要:

我国煤矸石综合利用早在20世纪50年代就已开始,但将煤矸石作为一种资源开发利用是在20世纪70年代后期才逐渐兴起。60多年来,通过广大科技工作者的努力,我国煤矸石资源化利用领域逐步拓宽,加工技术日趋成熟,煤矸石综合利用率也不断提高,其综合利用率从1990年的20%提高到2011年的62%。

煤矸石综合利用主要有以下几个方面。

(1) 能源领域

煤矸石作为低热值燃料,用煤矸石发电可以充分利用自身所具有的发热量,实现资源节约和持续利用。我国煤矸石发电的历史始于20世纪70年代,自四川永荣矿务局和江西萍乡矿务局首先开展煤矸石发电的工业化试验以来。2013年,国内煤矸石等低热值燃料发电机组总装机容量达2.8x107kW,单机容量从6~300MW等级都有,年利用煤矸石14x108t年发电量1.6x1011kW,替代了上千台矿井供热供暖小锅炉,除减少大量污染排放外,还置换出大量煤。但煤矸石发电企业也面临着两个挑战:一是发电企业大都处于亏损或微利运行状态,企业经济效益有待提高;二是发电企业面临着锅炉渣和飞灰处理、烟尘监测与控制技术难度高等巨大环保压力。

(2) 建材领域

包括生产煤矸石砖、代替黏土生产水泥、制备陶瓷、作混凝土轻集料等。我国自 20世纪60年代就在四川、辽宁等地开展了煤矸石制砖的工业化试验,1964年,四川永荣矿务局建成国内第一座利用煤矸石为原料的矸石砖厂。据不完全统计,2012年达到年生产6亿块标砖的生产能力,每年消耗煤矸石约1.9x10%t。我国全煤矸石烧结砖技术装备也达到国际先进水平。

目前,煤矸石常规制烧结砖、空心砖等在生产技术上已取得突破,但产品规格型号少、整体质量水平不高,市场所需要的承重、保温隔热和具有装饰性的多用途多孔砖还不能满足要求。其进一步发展主要依赖于生产工艺和先进装备的创新,开发多功能、多品种的矸石砖逐步成为未来发展的方向。另外,煤矸石用于代替黏土作为生产水泥的原料,在实际生产中的掺加量仍然很低。国内外在煤矸石生产水泥方面仍停留在如何充分激发煤矸石的水泥化活性以提高其掺加量等应用开发阶段。

(3)工程填料

包括煤矸石筑路、造地复垦、回填采空区和塌陷区等。煤矸石筑路、回填等方面的利用也是煤矸石综合利用的重要途径之一。安徽省在该方面开展较早。如 1973年,淮北矿务局张庄煤矿和朱庄煤矿利用煤矸石充填塌陷区造地,并在其上建起职工住宅[34]。2011 年我国充填采空区、塌陷区、筑基修路、土地复垦等利用煤矸石达到215x10°[35]。煤矸石用作工程填料不需要增加成本,且用量大,给煤矿带来较好的经济效益;缺点是粗放利用,不能很好实现资源综合有效利用。

(4)工产品领域

煤矸石中含有多种元素,特别是稀有元素,其化学成分中含量最高的是SiO和Al煤矸石化工用途主要有三类:一是通过各种不同的方法提取煤矸石中的某一种稀有元素,如 Ga、Se、Ti、Co等;二是回收煤矸石中的有益矿产品,如高岭土、硫铁矿等;三是生产含硅、铝、硫等无机化工产品,如合成碳化硅、制备分子筛、制取白炭黑、聚合氧化铝、硅铝铁合金等,用煤矸石生产化工产品可解决传统技术的不足,使其资源化再利用,是煤矸石重要的高值化利用的途径。但由于不同矿区煤矸石组成差异较大,因此,需要在化学成分和矿物组成分析的基础上进行分类综合利用。

(5)农业领域

利用煤矸石生产有机复合肥、微生物肥料或土壤改良剂。

近年来,我国煤矸石资源的开发利用研究已经取得了长足进展和成效,特别在发电、建材和工程填料等领域取得了较大经济效益和社会效益;在高附加值的新材料,新产品利用领域也有了很大的发展。但相对于巨大的煤矸石产生量,现有的产业化利用途径仍然不能满足其处理需求,一些综合利用新技术与大规模工业化仍然存在差距,煤矸石综合利用水平和效率不高。

中路西建立轴混合机制砖生产线:

1、混合搅拌主机,在整个物料搅拌过程中搅拌臂既做自转运动又做公转运动,层层交叠的运动轨迹,复杂相交,不会产生任何搅拌死角,更不会产生搅拌低效区。

2、混合搅拌主机的传动装置是采用欧洲先进技术的全油浴润滑方式的减速机构,并且此项技术获得国家专利。

3、整体结构的集成化、稳定性好。

4、混合搅拌主机的驱动装置:混合搅拌主机全系列采用单电机驱动方式。此方式可以杜绝输出不同步的现象,混合搅津主机的整体结构紧凑,不管用于何种产线,都能保证有足够的生产线布置空问。

随着我国工业技术水平的发展和社会对新产品的要求,煤矸石资源化综合利用应该在已有利用的基础上重视煤矸石组分与特性的研究,依据煤矸石的特性和实际需要进行分类开发利用:提升煤矸石的传统应用技术水平,优化工艺、降低成本,增强市场竞争力;促进煤矸石制化工新产品和新型建材产业发展,提高煤矸石资源化率;强化煤矸石新材料、新产品的基础和应用研究,拓宽应用途径和领域;加大扶持和引导,提高企业对煤矸石开发利用的积极性,带动相关产业发展。依靠科技进步,开发煤矸石资源化综合利用新技术、新方法、新产品,尤其是开拓具有高科技含量、高附加值深加工产品,并使其产业化,这样,在满足社会需求的同时,培育衰老矿山或资源枯竭型煤矿城市的经济转型,增加新的经济增长点,创造更多的就业机会,以取得良好的经济效益、社会效益和环境效益。

煤矸石的综合利用是什么?

煤矸石作为一种大型工业固体废弃物,对自然环境危害严重,但也是一种富含硅和铝的二次资源,应得到高效利用。未来,煤炭工业的生产将向低成本、低能耗、低污染的方向发展。煤矸石的有效处理和利用不仅可以实现煤炭工业的绿色发展,还可以实现二次资源的循环利用,符合现代工业发展的理念。利用煤矸石制备煅烧高岭土、铝基化工原料、建筑材料、多孔陶瓷、环保材料等高价值材料,不仅可以有效实现固体废弃物煤矸石的减量化和无害化,还可以缓解我国相关能源和资源的短缺,对我国建设资源节约型社会具有深远的意义。

干混砂浆生产线|石膏基砂浆生产线/自流平石膏砂浆生产线

设备组成:

该设备主要由计量斗、小料计量、待混仓、斗式皮带提升机、双轴卧式搅拌机、玻化微珠输送装置、成品料仓、阀口包装机、电控操作台、除尘器、自动配料系统(选配)、自动码垛系统(选配)和双层钢构平台组成。

适用范围:

适用于普通干混砂浆、轻质石膏抹灰、生产粘结砂浆、抹面砂浆、抗裂砂浆、砂浆王、粉刷石膏、瓷砖胶、嵌缝剂、混凝土外加剂、真石漆、硅藻泥、环氧地坪砂浆等。

01

1.煤矸石制备煅烧高岭土

高岭土是煤矸石的重要组成部分。煤矸石可通过提纯、超细粉碎、煅烧、表面改性等精细加工技术生产超细煅烧高岭土,可用作造纸中的涂料颜料和填料,塑料、橡胶、航空航天、电线电缆、涂料、油墨、食品添加剂、化妆品、农药等领域的填料和填充剂。也可作为陶瓷工业和耐热高温陶瓷的原料。目前,利用煤矸石制备煅烧高岭土的项目在全国各地蓬勃发展,已成为煤矸石高附加值利用的重要方向之一。

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2.利用煤矸石制备铝基化工原料

煤矸石含有硅、铝、铁等多种有价元素,是制备铝基化工原料的廉价易得的资源。目前常用的方法有酸法和碱法。通过高温焙烧,改变了煤矸石中矿物的晶相结构,进而将煤矸石中的硅、铝化合物等有价元素溶出。以下铝基化工原料可用煤矸石制备。

(1)制备氢氧化铝

一种利用煤矸石制备氢氧化铝的方法,包括将煤矸石粉碎研磨,高温煅烧,用酸浸出,用碱中和生成的溶液,形成氢氧化铝沉淀,过滤,提纯,干燥,得到氢氧化铝原料。

(2)制备氧化铝

目前,煤矸石制备氧化铝最常用的方法是酸法和碱法。酸法提取氧化铝的原理是煤矸石中的氧化铝易溶于盐酸或硫酸,而硅杂质不溶于酸。碱法主要分为烧碱法和烧结法,烧结法分为碱石灰烧结法和石灰石烧结法。根据我国煤矸石的种类,通常采用烧结法。

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3.利用煤矸石制备建筑用砖

煤矸石具有一定的可塑性和可烧结性,经过均质、破碎、提纯和陈化后可用于生产砖料。目前,煤矸石最普遍的用途是生产建筑用砖,应用领域广泛,生产技术成熟。煤矸石可以制成烧结实心砖、透水砖、多孔砖、免烧砖、空心砖、内燃砖、釉面砖、高档瓷砖等。

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4.煤矸石制备水泥

煤矸石制备水泥主要是基于煤矸石的化学成分接近粘土的特性,而不是粘土提供铝硅酸盐原料。煤矸石作为水泥原料,可以改善水泥生料的易烧性,有利于热系统的稳定,提高水泥熟料的质量,改善水泥的干缩和稳定性,降低水化热,提高抗硫酸盐侵蚀能力。煤矸石可以作为原料制备烧制水泥熟料、烧制早强水泥、生产无煤矸石熟料水泥和无煤矸石熟料水泥、研磨各种普通水泥。

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5.煤矸石制备多孔陶瓷

煤矸石中含有大量的Al2O3和SiO2,也是制备陶瓷的原料。此外,煤矸石中含有的氧化钙和氧化镁在陶瓷烧结过程中会在低温下产生液相,从而促进烧结,降低烧结温度。多孔陶瓷具有均匀分布的微孔或孔洞、高孔隙率、低堆积密度、高比表面积和独特的物理表面特性,对液体和气体介质具有选择性渗透和能量吸收;同时,陶瓷材料的耐高温、耐腐蚀、良好的化学稳定性和尺寸稳定性等特殊性能,使得多孔陶瓷广泛应用于熔融金属过滤、化学催化载体、吸声减震、先进隔热材料、生物植入材料、传感器材料等。

多孔堇青石陶瓷不仅具有良好的耐高温和耐酸碱性能,而且具有良好的抗热震性、极低的热膨胀系数和较高的抗压强度。它已广泛应用于陶瓷、玻璃等行业的窑用材料和催化剂载体,也是煤矸石回收利用的一种新途径。

莫来石多孔陶瓷是一种优质耐火材料,具有许多优点,备受关注。以煤矸石和氢氧化镁为原料,采用原位分解技术可以制备表观孔隙率超过50%的多孔莫来石陶瓷。

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6.煤矸石制备环保材料

煤矸石主要由应时、蒙脱石、高岭石和伊利石组成,经预处理后可作为廉价吸附剂。目前国内很多研究发现,煤矸石可以在一定程度上去除一些常规污染物、重金属和有机物,并提出煤矸石可以作为吸附剂用于水处理

再生混凝土搅拌设备/煤矿膏体充填设备

1、设备采用水泥仓上置式结构,具有节省空间、计量精确稳定可靠性高、保养维修方便等特点

2、采用高性能立轴混合主机,搅拌性能优良、高环保性能、节能低功耗。从厂区规划、防尘设计、降噪到废弃物零排放积极践行了低碳、环保、节能、智慧、安全的理念。

中路西建近年来主要从事工业固废技术服务类,开展固体废弃物再生技术工艺与装备及无害化等领域的学术研究、技术推广和交流活动。研究院主编、参编行业标准、团体标准、协会标准等数十项,共获得国家实用新型专利、外观专利百余项。近年来已在尾矿、煤矸石、工业副产石膏、建筑垃圾等大宗固废领域获得显著成果。欢迎来厂考察参观!





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