煤矸石是煤炭開采和洗選加工過程中產(chǎn)生的固體廢棄物,屬于沉積巖類。其化學成分以二氧化硅(SiO₂)和氧化鋁(Al₂O₃)為主,含碳量較低,質(zhì)地堅硬,呈黑灰色。
煤矸石產(chǎn)生量大,每產(chǎn)1噸原煤約排放0.1-0.2噸煤矸石,累計堆存超50億噸,且以每年8億噸增速擴大。煤矸石堆積會占用土地、自燃釋放有害氣體(如CO、SO₂)、淋溶污染土壤及地下水,甚至引發(fā)地質(zhì)災害。然而,煤矸石可通過資源化利用變廢為寶:用于制磚、水泥等建材;發(fā)電或制取燃料氣;提取氧化鋁、生產(chǎn)陶瓷等化工產(chǎn)品;改良土壤或制作肥料;還可用于礦區(qū)回填、生態(tài)修復等。
工藝流程
煤矸石的加工工藝流程涵蓋預處理、破碎篩分、磨粉細化、煅燒活化及后處理等環(huán)節(jié),最終實現(xiàn)資源化利用。以下是詳細流程:
第一階段:分選除雜
通過振動篩、磁選機剔除木材、金屬、塑料等雜質(zhì),并去除表面泥土粉塵,降低含泥量。若含水率過高(>10%),需自然晾曬或烘干,防止設備堵塞。
第二階段:破碎與篩分
使用破碎機將物料破碎至≤50mm,并使用多層振動篩按粒徑分級(如0-5mm、5-10mm),粗顆粒返回破碎形成閉路循環(huán)。
第三階段:磨粉加工
第四階段:煅燒與活化
在800℃以上活化硅鋁組分、去除碳質(zhì)、固化重金屬,并縮減體積20-30%。需嚴格控制溫度分區(qū)(如預熱帶、脫碳帶、晶變帶等)及時間,確保反應充分。
第五階段:風選與脫水
風選機去除過量石粉,滿足建筑用砂標準(如含泥量≤3%)。洗砂機去泥,脫水篩降低含水率,便于儲存運輸。
第六階段:環(huán)保措施
配置脈沖除塵器確保排放達標。廢水循環(huán)利用或達標排放。
主要用途
- 建筑材料:用于制磚、生產(chǎn)水泥、輕骨料、空心砌塊、混凝土、陶瓷材料,并可作為道路建設的路基材料。
- 能源替代:高熱值的煤矸石可用作發(fā)電燃料,減少煤炭消耗。
- 農(nóng)業(yè)應用:可制成肥料和土壤改良劑,改善土壤結構,提高作物產(chǎn)量,并減少土傳病害。
- 化工原料:提取鋁、硅等元素生產(chǎn)化工產(chǎn)品,如氧化鋁、硅酸鹽,還可制備多孔陶瓷、分子篩等高附加值材料。
- 生態(tài)修復:用于土地復墾和生態(tài)修復,促進植被恢復,改善生態(tài)環(huán)境。
- 其他用途:作為填充材料用于路基、低洼地填充等,還可用于污水處理和煙氣脫硫,減少環(huán)境污染。