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煤矸石在我國回收礦產(chǎn)品、發(fā)電等行業(yè)里典型的應用方式

　　煤矸石是煤炭生產(chǎn)和加工過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，每年的排放量相當于當年煤炭產(chǎn)量的10％左右，目前已累計堆存30多億噸，占地約1.2萬公頃，是目前我國排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一。我國煤炭系統(tǒng)現(xiàn)在每年還要排放出近1億噸煤矸石。

　　煤矸石因礦不同，其主要成分含量也不盡相同，主要含有腐殖酸、有機質(zhì)、硅、鉀、鐵以及多種稀有元素。目前多以行發(fā)電、生產(chǎn)建筑材料、回收礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品、筑路等為主，在農(nóng)業(yè)上的應用較少，效果也不十分明顯。典型的利用方式有：

　　1、煤矸石提取有價元素

　　2015年4月，國內(nèi)首條可以綜合提取鋁、鐵、鈦等多種有價元素的煤矸石資源化利用生產(chǎn)線在貴州省盤縣紅果經(jīng)濟開發(fā)區(qū)紫森源集團實現(xiàn)投料生產(chǎn)，這標志著我國煤矸石資源化利用從基礎(chǔ)研究向工業(yè)化生產(chǎn)邁出了重要一步。該生產(chǎn)線是昆明理工大學與貴州紫森源集團合作開發(fā)煤系固體廢棄物的綜合利用項目，目前可年處理煤矸石5000噸。經(jīng)過一期項目近兩年的試運行，驗證了工藝流程均能按實驗標準運行，鋁收率可達92%、鐵收率可達97%。新投產(chǎn)的二期項目主要試驗以“廢渣”和回收副產(chǎn)品為原料，提取硅、堿等有價元素，同時剩余不超過10%的殘渣可用作玻璃添加劑。運行數(shù)據(jù)顯示，年處理100萬噸煤矸石可綜合提取總產(chǎn)值達209500萬元的有價元素，總成本估算約為161750萬元，稅前利潤為47750萬元,相當于企業(yè)再新建兩個100萬噸煤礦所產(chǎn)生的效益。“也就是說，每加工1噸煤矸石，大約可產(chǎn)出150公斤鐵紅、250公斤氫氧化鋁、40公斤金屬鈦及600公斤硅。按目前市場價產(chǎn)值來算，可賺取利潤477元。”

　　2、煤矸石產(chǎn)高嶺土

　　位于千里山工業(yè)園區(qū)的天宇化工煤系高嶺土高檔填料二期項目總投資6.2億元，設(shè)計年生產(chǎn)能力為20萬噸，其產(chǎn)品廣泛應用于建材、造紙、陶瓷、醫(yī)藥、航天等多個領(lǐng)域。項目全部建成后，天宇化工有限責任公司將成為國內(nèi)以煤矸石為原料生產(chǎn)高嶺土規(guī)模最大的企業(yè)。目前，天宇化工有限責任公司已與日本以及東南亞等多個國家和地區(qū)的企業(yè)進行接洽，二期正式投產(chǎn)后，產(chǎn)品有望走出國門，走向世界。

　　煤系高嶺土開發(fā)加工新材料是國家的“朝陽工業(yè)”，也是國家重點支持的行業(yè)之一。煤系高嶺土深加工在調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、促進節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟、進一步延伸產(chǎn)業(yè)鏈方面具有重要作用。天宇化工有限責任公司與中國科學院過程工程研究所合作，其生產(chǎn)技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量在同行業(yè)都處于領(lǐng)先水平。

　　3、煤矸石燒結(jié)磚

　　為迎合市場需求，內(nèi)蒙古自治區(qū)敖漢旗已有23家以粘土為主要原料的制磚公司進行了技術(shù)改造，生產(chǎn)以煤矸石為主要原料的煤矸石燒結(jié)磚，規(guī)劃年出產(chǎn)能力已超越7億塊標磚，年綜合利用煤矸石98.7萬噸，節(jié)約燃煤12.8萬噸，年減少煙塵排放量1.28萬噸、二氧化硫排放量0.2萬噸、氮氧化物排放量0.1萬噸。有材料顯示，煤矸石按60%份額配以少數(shù)黏土、粉煤灰、水，通過陳化、成型、枯燥、預熱、烘干、燒結(jié)等系列工序，生產(chǎn)出綠色、環(huán)保、高強度的煤矸石磚，商品強度達到一般黏土磚的2倍以上，形狀規(guī)整，損耗極低，健壯經(jīng)用，應用前景較好。

　　4、煤矸石制備陶瓷空心微珠

　　河北勇龍邦大新材料有限公司的“極低品位煤矸石制備陶瓷空心微珠”項目通過省科技型中小企業(yè)創(chuàng)新資金項目驗收。該項目擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán)，同時已經(jīng)獲得南非和澳大利亞專利授權(quán)。該項目以極低品位的煤矸石為原料，制備成高附加值的空心微珠，徹底擺脫了固體廢棄物原料組分多變、差異大對生產(chǎn)技術(shù)影響的制約，實現(xiàn)了開孔和閉孔可控技術(shù)，成球率達98%以上，并采取專有高溫懸浮燃燒技術(shù)，可制備出尺寸在5-300mm之間、高性能的開孔和閉孔聚空心球粉體。與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，產(chǎn)品具有輕質(zhì)、保溫、阻燃、緩釋、吸聲、高強、低導熱、耐磨、高分散、電絕緣和熱穩(wěn)定性好等特性，可廣泛應用在航天、航空、軍工、醫(yī)藥、化工、石油、公路、建材、耐火保溫、塑料橡膠、高分子樹脂材料及水土保持、沙漠治理等領(lǐng)域中，具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。

　　5、煤矸石用于農(nóng)業(yè)

　　2015年實施的《煤矸石綜合利用管理辦法》中提到煤矸石用于土地復墾。這方面中國科學院沈陽應用生態(tài)研究所在多年前有所研究，并在遼寧省朝陽和撫順進行了保護地土壤改良工作，效果顯著。經(jīng)過處理后的土壤鹽漬化現(xiàn)象降低，肥料利用率提高8%-15%，作物產(chǎn)量增加8%-11.3%。

　　隨著煤矸石在農(nóng)業(yè)方面研究的不斷深入，其主要用途為：

　　第一，土壤調(diào)理劑。煤矸石經(jīng)過微生物活化后，腐植酸、有機質(zhì)等有效成分明顯提高，可以促進作物根系的發(fā)育和有益微生物的活動。簡單說，可以幫助土壤釋放有利于植物吸收的各種營養(yǎng)元素，治理土壤板結(jié)、沙化、鹽堿化現(xiàn)象，提高土壤滲透性，增加土壤的保水保肥能力，減少土壤水分蒸發(fā)，增加土壤的陽離子交換能力，促進微量元素更好地被植物根系吸收，有利于植物對鐵、鎂、鋅、銅的螯合，減少鹽分吸收土壤中的na離子等。

　　第二，生物肥料載體。當前生物肥料多以單獨的菌體為主或者以生物有機肥出現(xiàn)，而生物有機肥的載體主要是畜禽糞便和秸稈，期間是提供有機質(zhì)。而煤矸石中不僅含有有機質(zhì)，還含有多種中微量元素，能夠豐富生物肥料的功能，同時也能夠合理利用這一煤炭產(chǎn)業(yè)的廢棄資源。

　　第三，復混肥料配料。在復混肥生產(chǎn)當中會添加適當?shù)呐淞?，這些配料多數(shù)以膨潤土等為主，養(yǎng)分單一。而活化后的煤矸石不僅可以豐富復混肥料中有機質(zhì)、腐植酸的含量，同時還能夠提供多種中微量元素。

　　第四，煤矸石吸附劑。煤矸石也可稱為低品位腐植酸，腐植酸中含有各種官能團、橋鍵，具有優(yōu)異的吸附、交換、絡合性能，對土壤、大氣中的污染物都有很輕的吸附性。