探析绿色发展理念下的煤矸石处理与利用

张国权

（太原煤气化龙泉能源发展有限公司 山西太原 030300）

引言

我国是煤炭生产与消费大国，每年由此产生的煤矸石固体废弃物占煤炭生产量的10%～25%，年排放量超过8 亿吨以上。由于煤矸石综合利用困难，所以历年来产生的煤矸石堆放量已经达到了50～60 亿吨。不仅占用大量土地，也会直接污染地下水、空气及土壤。可以说，煤矸石是当前亟须治理的污染源。为贯彻习近平主席新时代环保思想，践行绿色发展理念，我们应当加强对煤矸石处理与利用的深入研究。

1 煤矸石的化学成分、利用价值及危害

煤矸石是煤生产过程中沉积的有机与无机化合物的混合，包含多种化学成分，其中，二氧化硅、三氧化二铝为主要成分。由于煤矸石成分中大多为有用金属和金属的氧化物，可作为建筑材料、燃料使用。而且，其形态多为坚固的块状、颗粒状、结核状，可作为道路或矿区填充物使用。所以，煤矸石有较高的利用价值。

但目前我国煤矸石的处理与利用技术不完善，对环境仍旧存在严重影响。比如说，煤矸石长期堆放，其中的金属氧化物会侵蚀土地，使土地变得不能够被利用。而且，露天堆放也会产生扬尘，恶化大气环境。另外，煤矸石中有部分可燃物，在温度足够的情况下，就会自燃，从而引发火灾，使生态环境遭受破坏。所以，我们应当对煤矸石的处理和利用加以重视。

2 绿色发展理念下的煤矸石处理和利用途径

2.1 发电

煤矸石发电主要是用煤矸石燃烧时产生的热量进行发电，其常用燃料热值应在每千克一万两千五百五焦以上。随着人们用电量的日益增长，煤矸石发电势必会消耗大量的煤矸石。本着绿色发展的理念，运用煤矸石进行发电，要建立大型循环流化床发电机组，其产生热量可发电、可向周围区域供电，其燃烧废渣可用作水泥掺合料，从而实现煤矸石资源化利用。

2.2 铺路

法国权威机构表明，运用煤矸石建设的路基，其压实密度可达每立方米一千八百千克，有良好的防透水性。在实际城乡道路、城轨铁路路基、公园路、人行道等道路工程建设中，可根据工程建设需要在道路铺设材料中加入煤矸石。这样不仅可以提高道路工程质量，也能够解决煤矸石堆积造成的土地占用及环境污染问题，符合绿色发展理念。

2.3 制砖

煤矸石制砖主要是利用煤矸石粉碎、研磨、解离、搅拌、过滤后产生的煤泥用于制砖，所用煤矸石颗粒物的粒径为170～325目，这是根据煤矸石可塑性及烧结性的特点而确定的。运用煤矸石制砖，少用或者不用黏土，烧砖时也不用燃料，大大节省了制砖成本，降低了煤矸石堆放带来的环境问题。需要注意的是，若选择制砖这一途径，除了考虑煤矸石的来源、多少之外，还要考虑砖的种类、市场销售以及运输半径。

2.4 制混凝土

煤矸石制混凝土主要是将煤矸石用作混凝的骨料制备混凝土，比如说制隔音、隔热效果好的发泡混凝土，先利用破碎机、球磨机将煤矸石块状或结核状物转化为煤矸石粉，再对其进行活化处理，接着按照（20～30）：（65～80）：（15～20）：（270～320）：1 的质量比将活化后的煤矸石粉与水泥、砂、碎石和减水剂进行均匀混合，得到浆料，最后将发泡剂加入其中，浇筑磨具，形成发泡混凝土。

2.5 造纸

煤矸石造纸主要是将煤矸石用作主要原料进行造纸，煤矸石经初步破碎、筛选后，经过超细磨粉机进行研磨，达到1250目～1500 目，形成纳米级的超细改性矿粉，再与特定PE、PP 及其他添加剂经严格配比，经混合均匀后，进入挤出设备进行无水密炼处理，生产出填充母粒。后通过流延拉伸设备及共挤设备，制作生产出各种类型的原纸和纸箱纸板。其纸板煤矸石含量可达65%。造纸过程无污染，纸板具有防水、防潮、防蛀、耐化学腐蚀，机械性能好、展平性好，具有良好的抗菌性，可用于壁纸原纸、书本、手册、转运产品包装纸、水下作业用纸等。

2.6 土壤改良

土壤改良主要是用煤矸石中所含的氮、磷、钾、锌、钠、铜等植物生长所需元素制备微生物肥或者有机复合肥，其用于林业、种植业、农业等的整地中，以改良土壤结构。要提升土地改良效率，那么这里所用的煤矸石，必须是有机质含量超过百分之二十、酸碱度在六左右的碳质泥岩。经过钱兆淦等人在陕西渭南地区的田间实验，在对苹果施用市场常见专用肥的同时施用煤矸石制成的肥料，增产效果显著，平均增产百分之二十八左右。

2.7 回填煤矿采空区

煤矸石回填煤矿采空区主要是利用煤矸石不出矿井的方式直接填充采空区，使矿井采空区恢复到接近原始岩体的状态，以降低煤矸石排放量及地表下沉量，这是目前来说最好的煤矸石处理方式之一。回填方法一般有两种，一是水力回填，就是用粉碎机煤矸石粉碎成小于一百五十毫米的颗粒，在其中加入黏土、砂子、粉煤灰等粘结材料，与采矿中排出的废水混合，进行矿井回填。二是风力回填，就是利用空气压缩产生的风压，将粉碎到一百五十毫米颗粒的煤矸石粉、骨架材料及粘结材料等送入到采空区，进行矿井回填。

结语

综上所述，我们应当明确煤矸石的利用价值及危害，充分掌握煤矸石的各种处理与利用途径，并结合实际情况选择具体的路径，变废为宝，使煤矸石为经济发展、资源节约、环境治理创造有益贡献。