我國煤矸石的環境危害及綜合利用現狀.pdf

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doi:10.3969/j.issn.1005— 2798.2013.05.026 我 國煤 矸 石 的環 境 危 害及 綜 合 利 用現狀 柳 凱 ,馬延 棟 ,侯 小可 (鄭煤集 團 新鄭煤 電公 司 ,河 南 新鄭 451110) 總第 165期 摘 要 :介 紹了我國煤矸石的排放現狀 ,分析 了煤 矸石侵 占土地 、污染 空氣 、污染水資 源以及地質 災害等 方 面 ,研究 了 目前利用矸石 發電 、回填井下采空 區、地表復墾 以及建造石 材方 面的綜合利用 現狀。研究 表明 : 隨著煤炭科學技術水平 的不斷進步 ,我國對煤矸石 的治理強度正在逐 步加大 ,煤矸石 的環境危 害在進一步 縮 小 ,綜合利用效率 正在 向綠 色能源的方向發展。 關鍵 詞 :煤矸 石;污染 ;環境危 害;綜合利用 中圖分 類號 :X752 文獻標識碼 :B 文章編號 :1005—2798(2013)05—0059.03 煤炭作為一次能源 ,在我 國能源結構 中所 占比 例達 74%,其主要的能源地位不變。煤矸石是在煤 炭開采與加工過程中產生的一種固體廢棄物。據統 計 ,目前全 國歷年累計堆放 的煤矸石量約 55億 t,其 中規模 較 大 的矸 石 山 多 達 1 600座 ,已 占用 土 地 約 1.5萬 hm ,而且堆積量每年還 以 1.5~2.0億 t的 速度增 加。2003年 ,煤矸 石 產量 約 為 2.07億 t; 2004年 ,煤矸石產量約為 2.39億 t;到了 2011年煤 矸石產量達到約 4.22億 t;2012年 ,矸 石產量更是 創歷史新高 ,產量約為 4.38億 t。這些煤矸石不僅 占用了大量的土地 ,污染環境 ,更嚴重威脅著礦區人 民的身體健康? 。但實際上 ,煤矸石也是一種 自然 資源 ,在建材 、化工、冶金和輕 工等領域有著廣泛的 應用 。因此 ,科學 、合理地利用煤矸石 ,可產生 良好 的經濟效益 、社會效益和環境效益。 1 煤矸 石 的來源及組成 煤矸石又稱為矸石 ,是在煤形成過程 中與煤伴 生和共生的一種巖石 ,在煤炭開采 與原煤洗選過程 中所排 出的固體廢物 。按 照來源劃分 ,煤矸石大致 可 以分為三類 :第一類為掘進矸石 ,即在礦井建設期 間,井筒 、大巷、井下車場及 礦井正常生產階段等掘 進過 程 中所 排 出 的巖 石 ,大 概 占煤 矸 石 總 量 的 70% ;第二類為采煤矸石 ,即在采煤過程中產生的煤 矸石 ,大概占煤矸石總量 的 20% ;第 三類為洗選矸 石 ,即在煤炭洗選加工期問所產生 的矸石 ,大約 占煤 矸 石 總量 的 10% 。 煤矸石的礦物成分包 括石英和高嶺石 ,除此之 外 ,有部分伊利石、伊蒙混層 、非晶物質 和少量的其 他礦物 ,其 中,部分為非 晶物質 ,可能是煤或其他物 質。煤矸石的組成如表 1所示 ,矸石樣 品的 x一射 線衍射圖譜分析 ,如圖 1所示 。 萋 鏊 警 要 器 K K . 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6o 65 衍射角度 ) Q一石英 (多 );K一 高嶺石 (多 ):卜 伊 利石 ; — 伊 蒙混層 s一蒙皂石 (少 );c卜蟓 泥石 (少 );c一方解 石 (少 ); F一長石 (少 );mOn一非晶物質;0一其他 (少 ) 圖 1 矸石樣 品的 X一射 線衍射圖譜分析 煤矸石主要化學成分是 SiO:和 A1 O ,另外還 含有 Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3及微 量 的稀有元素(鎵 、釩 、欽、鈷 )。 通過 電鏡 掃描 SEM(Scanning Electron Micro— scope)對煤矸石的致密度進行 了分析 ,得到 200X分 辨率條件下矸石的 SEM 圖,如圖 2所示 。 圖 2 200X分辨率條件下矸石 的 SEM 圖片 收稿 日期 :2013-03-04 作者簡 介 :柳 凱 (1988一),男 ,河南新鄭人 ,助理工程師 ,從事采 礦工 程現場管理及研究工作 。 59
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我國 綜合利用 煤矸石 危害 現狀 環境
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