煤矸石

煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進(jìn)過程中的掘進(jìn)矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數(shù)量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。

煤伴生廢石是礦業(yè)固體廢物的一種，是在掘進(jìn)、開采和洗煤過程中排出的固體廢物。是礦業(yè)固體廢物的一種，包括洗煤廠的洗矸、煤炭生產(chǎn)中的手選矸、半煤巷和巖巷掘進(jìn)中排出的煤和巖石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。是碳質(zhì)、泥質(zhì)和砂質(zhì)頁巖的混合物，具有低發(fā)熱值。含碳20%～30%，有些含腐殖酸。中國歷年已積存煤矸石約1000Mt，并且每年仍繼續(xù)排放約100Mt，不僅堆積占地，而且還能自燃污染空氣或引起火災(zāi)。煤矸石主要被用于生產(chǎn)矸石水泥、混凝土的輕質(zhì)骨料、耐火磚等建筑材料，此外還可用于回收煤炭，煤與矸石混燒發(fā)電，制取結(jié)晶氯化鋁、水玻璃等化工產(chǎn)品以及提取貴重稀有金屬，也可作肥料。

 

利用途徑有以下幾種：

①回收煤炭和黃鐵礦：通過簡易工藝，從煤矸石中洗選出好煤，通過篩選從中選出劣質(zhì)煤，同時揀出黃鐵礦。或從選煤用的跳汰機(jī)──平面搖床流程中回收黃鐵礦、洗混煤和中煤?；厥盏拿禾靠勺鲃恿﹀仩t的燃料，洗矸可作建筑材料，黃鐵礦可作化工原料。

②用于發(fā)電：主要用洗中煤和洗矸混燒發(fā)電。中國已用沸騰爐燃燒洗中煤和洗矸的混合物（發(fā)熱量每公斤約2000大卡）發(fā)電。爐渣可生產(chǎn)爐渣磚和爐渣水泥。日本有10多座這種電廠；所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤發(fā)熱量為3500大卡；火力不足時,用重油助燃。德意志聯(lián)邦共和國和荷蘭把煤礦自用電廠和選煤廠建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石發(fā)電。

測試煤矸石的發(fā)熱量應(yīng)使用專門的儀器進(jìn)行，微機(jī)量熱儀可以滿足發(fā)熱量的測試。

③制造建筑材料：代替粘土作為制磚原料，可以少挖良田。燒磚時，利用煤矸石本身的可燃物，可以節(jié)約煤炭。

煤矸石燒結(jié)空心磚，是指以頁巖，煤矸石或粉煤灰為主要原料，經(jīng)焙燒而成的具有豎向孔洞（孔洞率不小于25%,孔的尺寸小而數(shù)量多）的磚。其外形尺寸，長度為290,240,190mm,寬度為240,190,180,175,140,115mm,高度為90mm。由兩兩相對的頂面、大面及條面組成直角六面體，在中部開設(shè)有至少兩個均勻排列的條孔，條孔之間由肋相隔，條孔與大面、條面平行，其間為外壁，條孔的兩開口分別位于兩頂面上，在所述的條孔與條面之間分別開設(shè)有若干孔徑較小的邊排孔，邊排孔與其相鄰的邊排孔或相鄰的條孔之間為肋。

煤矸石可以部分或全部代替粘土組分生產(chǎn)普通水泥。自燃或人工燃燒過的煤矸石，具有一定活性,可作為水泥的活性混合材料，生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥(摻量小于20%)、火山灰質(zhì)水泥（摻量20～50%）和少熟料水泥（摻量大于50%）。還可直接與石灰、石膏以適當(dāng)?shù)呐浔?，磨成無熟料水泥，可作為膠結(jié)料，以沸騰爐渣作骨料或以石子、沸騰爐渣作粗細(xì)骨料制成混凝土砌塊或混凝土空心砌塊等建筑材料。英國、比利時等國有專用煤矸石代替硅質(zhì)原料生產(chǎn)水泥的工廠。

煤矸石可用來燒結(jié)輕骨料。日本于1964年用煤矸石作主要原料制造輕骨料，用于建造高層樓房，建筑物重量減輕20%。

用鹽酸浸取可得結(jié)晶氯化鋁。浸取后的殘渣，主要為二氧化硅，可作生產(chǎn)橡膠填充料和濕法生產(chǎn)水玻璃的原料。剩余母液內(nèi)所含的稀有元素（如鍺、鎵、釩、鈾等），視含量決定其提取價值。

此外，煤矸石還可用于生產(chǎn)低熱值煤氣，制造陶瓷，制作土壤改良劑，或用于鋪路、井下充填、地面充填造地。在自燃后的矸石山上也可種草造林，美化環(huán)境。