何为煤矸石

1．煤矸石的产生与分类

煤矸石是煤炭开采、洗选及加工过程中排放的废物，为多种矿岩的混合体，约占煤炭产量的15％左右。作为世界上最大的煤炭生产和消费国，2003年我国煤歼石的排放总量已达1.5亿吨，约占全国工业废渣诽放量的1／5。全国煤矸石的总积存量已超过40亿吨，且每年约以1亿吨的速度递增，当前综合利用率仅为30％，其余多采用圆锥式或沟谷倾倒式自然松散地堆放在矿井四周，所形成的1500多座矸石山已占地70 k㎡。

按岩石特性不同，煤歼石可以分为泥质页岩、炭质页岩、砂质页岩、砂岩及石灰岩，性能及用途如表8-4所示。

按碳含量的多少，煤肝石可分为四类：一类碳含量名4％、二类4％-6％、三类6％-20％、四类＞20％。一、二类煤歼石的热值低(≤2090kJ／kg)，可作路基材料，或塌陷区复垦和采空区回填；三类煤歼石(热值2090-6270kJ／kg)可用作生产水泥、砖瓦、轻骨料和矿渣棉等建材制品；四类煤矸石热值较高(6270-12550KJ／kg)，可从中回收煤炭或作工业用燃料。

煤矸石中的铝硅比也是确定煤酐石综合利用途径的主要因素。铝硅比大于0.5的煤歼石，铝含量高、硅含量低，其矿物含量以高岭石为主，有少量伊利石、石英，质点粒径小，可塑性好，有膨胀现象，可作为制造高级陶瓷、假挠高岭土及分子筛的原料。

煤矸石中的全硫含量决定了其中的硫是否只有回收价值，以及煤秆石的丁业利用范围。按硫含量的多少可将煤歼石分为四类：一类≤0.5%，二类0.5％-3％，三类3％-6％，四类≥6％。全硫含量大于6％的煤歼石即可回收其中的硫精矿，用煤歼石作燃料要根据环保要求，采取相应的除尘、脱硫措施，减少烟尘和SO2的污染。

2．煤矸石的组成与危害

煤矸石是煤矿中夹在煤层间的脉石(又称夹矸石)。大部分煤歼石结构较为致密，呈黑色，自燃后呈浅红色，结构较疏松。煤歼石的主要矿物成分为高岭石、蒙朋石、石英砂、硅酸盐矿物、碳酸岩矿物、少量铁铁矿及碳质，且高岭石含量达68.7％，构成矿构成分的元素多达数十种，一般以Si、Al为主要成分，月外含有数量不等的Fe、Ca、Mg、S、K、Na、P等，以及微量的稀有金属(如Ti、V、Co等)，其典型矿物化学成分如表8-5所示。煤矸石中的有机质随含煤量的增加而增高，它主要包括C、H、o、N和s等。C是有机质的主要成分，也是燃烧时产生热量的最重要的元素。

煤矸石对生态环境的危害表现在：露天堆积的酐石山侵占良田、阻塞河道、造成水灾；煤矸石自燃释放大量有害气体，如CO、CO2、SO2、H2S及NO、CH等，甚至引起火灾；煤环石的酸性淋溶水损伤临近土壤、农作物及水环境；煤好石纫敞随风飘散，造成降尘污染；煤矸石中天然放射性元素对人体与环境产生危害；肝石山崩塌时，危及人畜安全。可见煤矸石已成为固、液、气三害俱全的污染源，亟待治理。

3．煤肝石的资源属性与利用途径

各地的经验表明，煤矸石是宝贵的不可更新资源，它兼有煤、岩石、化工原料及元素资源库等特性。作为煤它可用作研石电厂和矿山沸腾炉的燃料，利用其余热，制成型煤还适合层燃炉使用；作为岩石，它在理材领域用途广泛，如生产水泥、制砖瓦、铺路，既可以替代黏土和石料，又能节约能源；作为化工原料，由于煤酐石中硅、铝等元宏的含量商，可以制备硅系化学品、铝系化学品，如硅酸钠、硫酿铝、聚合氯化铝等，并可用来生产某些新型材料，如Sic、分子筛等；而由于煤酐石台有硫、铁、钡、钙、钴、镓、钒、锗、钽、铀等50多种微量元素和稀有元隶，当某种元素或某几种元素富集到具有工业利用价值时，还可对其加以回收利用。煤歼石的综合利用途径如图8-4所示。

因此，在充分认识煤歼石资源属性的前提下，应因地制宜，根据煤研石的组成和性质深入开展综合利用，以节约煤炭资源、减少环境污染、退地还田、变废为宝。

世界上许多国家都很关注煤歼石的利用，我国政府对此也高度重视，提出了“因地制宜，积极利用”的方针，并采取一系列政策措施，如资金补助、贴息贷款、减免税赋等以鼓励煤矸石综合利用。实践证明，通过煤歼石发电，生产建材产品，提取有用元素以及复垦造田等方式进行综合利用，不但可以节约大量的煤矸石处置费用，还可以创造出良好的经济效益。