煤矸石精選課件

1、煤矸石的資源化利用1，了解煤矸石的概念及我國(guó)煤矸石的現(xiàn)狀。2，熟悉煤矸石產(chǎn)生的危害。3，掌握煤矸石的資源化利用和前景。煤矸石的資源化利用1，了解煤矸石的概念及我國(guó)煤矸石的現(xiàn)狀。一 概況二 煤矸石的資源化利用三 減少煤矸石的途徑四 煤矸石的前景發(fā)展五 結(jié)語煤矸石的資源化利用一 概況煤矸石的資源化利用概況1 煤矸石的概念、來源和分類2 組成、現(xiàn)狀及危害3 煤矸石的活性概況1 煤矸石的概念、來源和分類煤矸石的概念： 煤矸石（ coal gangue）： 煤矸石是采過煤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(jiān)硬的黑灰色巖石。（如右圖所示) 目前煤礦的排矸量約占

2、煤炭開采量的 820，平均約為 12；已成為我國(guó)累計(jì)堆積量和占用場(chǎng)地最多的工業(yè)廢棄物。目前，全國(guó)煤矸石的總積存量約 45 億 t，而且仍在逐年增長(zhǎng)，矸石山幾乎成為我國(guó)煤礦的標(biāo)志。同時(shí)，由于矸石中通常含有殘煤、碳質(zhì)泥巖、流鐵礦、碎木材等可燃物質(zhì)，在長(zhǎng)期露天堆積后，往往會(huì)產(chǎn)生自燃現(xiàn)象，并排放出大量的 CO、CO2、SO2、H2S、NO等有害氣體，給周邊環(huán)境帶來了一系列的危害 。如果煤礦開采給環(huán)境造成的破壞得不到有效的整治，必將帶來嚴(yán)重的后果，因而煤礦的清潔生產(chǎn)是煤炭開采業(yè)的發(fā)展方向 ，也是煤礦企業(yè)的根本出路。 煤矸石的概念： 1、巷道掘進(jìn)過程中的掘進(jìn)矸石； 2、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的

3、矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石的等。煤矸石是與煤伴存的巖石。在煤的采掘進(jìn)和煤的洗選過程，都有煤矸石排出。0.10.2t煤矸石/t原煤。在煤礦的上，中、底層的頁巖，挖掘煤層之間的巷道時(shí)排出的砂巖、石灰?guī)r以及其他巖類都屬煤矸石之列。煤矸石的主要來源： 1、巷道掘進(jìn)過程中的掘進(jìn)矸石；煤矸石的主要來源： 一、煤矸石依其所含礦物組分可分為： 碳質(zhì)頁巖、泥質(zhì)頁巖和砂質(zhì)頁巖；二、依其來源可分為： 掘進(jìn)矸石，開采矸石和洗選矸石。三、煤矸石堆放過程，其中的可燃組分緩慢 氧化、自燃，故又有自燃矸石與未燃矸 石的區(qū)分。煤矸石的分類 煤矸石的分類煤矸石的組成礦物組成：粘土礦物（高嶺石、伊利石、蒙脫石）、石英、方解石、

4、黃鐵礦。 化學(xué)組成：氧化物SiO2+Al2O3占6090。SiO2Al2O3CaOMgOFe2O3Na2O+K2O燒失量5165163617142912.5217煤矸石的化學(xué)成分 煤矸石發(fā)熱量一般為8001500卡/克,其無機(jī)成分主要是硅、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬。煤矸石的組成礦物組成：粘土礦物（高嶺石、伊利石、蒙脫石）、石我國(guó)煤矸石污染現(xiàn)狀及危害 煤矸石是我國(guó)目前排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一，年產(chǎn)量達(dá)到3.8億噸，目前已累計(jì)堆放50多億噸。我國(guó)每年的煤矸石排放量占當(dāng)年煤炭產(chǎn)量的10%至15%。大量煤矸石長(zhǎng)期堆放不僅占用土地，而且造成環(huán)境污染。我國(guó)煤矸石污染現(xiàn)狀及危害 煤矸石是我

5、國(guó)目前圖表 2019年2019年我國(guó)煤矸石產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)圖圖表 2019年2019年我國(guó)煤矸石產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)圖煤矸石堆積，擁堵河道。煤矸石的燃燒污染了空氣。煤矸石堆積，擁堵河道。煤矸石的燃燒污染了空氣。煤矸石堆積導(dǎo)致河流阻塞煤矸石堆積導(dǎo)致河流阻塞煤矸石的危害1）侵占良田，阻塞河道，造成水災(zāi)2）釋放大量有害氣體，甚至引發(fā)火 災(zāi) 3）損傷臨近土壤，農(nóng)作物及水環(huán)境4）細(xì)粒隨風(fēng)飄散，造成沉降污染5）煤矸石中天然放射性元素對(duì)人體與 環(huán)境的危害6）煤矸石中的黃鐵礦在空氣中易被氧 化，放出熱量聚集，使煤矸石中所 含碳質(zhì)自燃產(chǎn)生SO2、C02 、CO 等有毒有害氣體。煤矸石的危害煤矸石的活性（性質(zhì)）粘土巖糞煤矸石

6、主要由粘土礦物組成，加熱到一定溫度時(shí)(一般為700-900)原來的結(jié)晶相分解破壞，變成無定型的非晶體，使煤矸石具有活性?；钚缘拇笮『晚肥奈锵嘟伝⒂嘘P(guān)，還和煅燒溫度有關(guān)。堆積在大氣中經(jīng)過自燃的紅矸其熱值報(bào)低，但具有一定的活性。測(cè)定煤研石的活性，可采用化學(xué)法火山灰括性檢驗(yàn)方法來進(jìn)行比較。煤矸石含硫量大于3%即會(huì)著火，含硫量大于1%就有可能自燃。一般煤矸石的著火點(diǎn)為280比煤的發(fā)火點(diǎn)約低80，這是煤矸石自燃的基本原因，此外，煤矸石的自燃還與熱值、氣候、微生物等等有關(guān)，其機(jī)理比較復(fù)雜。煤矸石的活性（性質(zhì)）粘土巖糞煤矸石主要由粘土礦物組成，加熱我國(guó)煤矸石利用現(xiàn)狀大量煤矸石長(zhǎng)期堆放不僅占用土地，而且造成

7、環(huán)境污染。開展資源綜合利用，是實(shí)施節(jié)約資源基本國(guó)策的重要途徑。我國(guó)已從稅收、電力調(diào)度等方面扶持煤矸石發(fā)電，“十一五”規(guī)劃需增加煤矸石發(fā)電裝機(jī)2000萬千瓦。 “十一五”期間中國(guó)煤炭工業(yè)將大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，按照減量化、再利用、再循環(huán)的原則，重點(diǎn)治理和利用煤矸石、礦井水和粉煤灰。2019年，煤矸石綜合利用量3.9億噸以上，利用率達(dá)到70以上。其中，煤矸石等低熱值燃料電廠年利用2億噸，煤矸石磚利用0.9億噸；煤矸石復(fù)墾造田筑路和井下充填消納1億噸以上。產(chǎn)生礦井水50億立方米，利用36億立方米，利用率達(dá)到70。我國(guó)煤矸石利用現(xiàn)狀大量煤矸石長(zhǎng)期堆放不僅占用土地，而且造成環(huán)煤矸石的資源化利用我國(guó)煤矸石的發(fā)

8、熱量多在6300kJkg以下，其中33006300kJkg、13003300kJkg和低于1300kJkg的各占30，高于6300kJkg的僅占10。各地煤矸石的熱值差別很大。最理想的熱值范圍：3344kJ/kg4180kJ/kg熱值/(kJ/kg)合理用途說明2095回填、筑路、造地、制骨料制骨料以砂巖類未然煤矸石為宜20954190燒內(nèi)燃磚cao35%的高鋁煤矸石可用來制煉鋼高效脫氮?jiǎng)?硅鋁鐵合金、水玻璃、氫氧化鋁、堿式氯化鋁凈水劑、制造硫酸鋁和銨明礬的燒結(jié)料等。另外含F(xiàn)eS2較高的煤矸石氧化產(chǎn)生的SOx是污染環(huán)境的罪魁禍?zhǔn)?，而硫又是重要的化工原料，從煤矸石中回收硫鐵礦（如抽提硫酸）具有較

9、高的生態(tài)效益和經(jīng)濟(jì)效益。（五）提取化工產(chǎn)品煤矸石中可利用的礦物元素主要是SO3、Al（六）煤矸石復(fù)墾綠化對(duì)于不好處理或處理價(jià)值較低的，可以考慮充填塌陷區(qū)或填埋造地，其方法是：在造地的片區(qū)上先將熟化表土轉(zhuǎn)移，然后墊鋪巖石及自燃矸石至一定厚度，碾壓整平再將熟化土覆蓋，如此分片區(qū)逐年擴(kuò)展，可造就大面積平地和臺(tái)階地，同時(shí)結(jié)合土壤改良，再造優(yōu)質(zhì)農(nóng)田。（六）煤矸石復(fù)墾綠化對(duì)于不好處理或處理價(jià)值較低的，可以考慮充采用煤矸石不出井的采煤生產(chǎn)工藝，填充采空區(qū)，減少矸石排放量和地表下沉量，采用煤矸石充填廢棄礦井。在道路、堤壩等工程建設(shè)中采用以煤矸石代替粘土作基料，增加穩(wěn)固性。（七）回填礦井采空區(qū)或鋪路材料采用煤矸

10、石不出井的采煤生產(chǎn)工藝，填充采空區(qū)，減少矸石排放量和（八）其他應(yīng)用生產(chǎn)化工原料：聚合鋁、分子篩等。與鹽酸反應(yīng)生成 （2A1Cl3.H2O），再生成聚鋁。用作農(nóng)用肥料：鉬、鋅、錳、銅、硼等元素，可作為農(nóng)作物生長(zhǎng)的刺激劑 回收硫化鐵：有的煤矸石含有較多的硫化鐵，可通過分選回收作為制取硫酸的原料。我國(guó)有七個(gè)選煤廠建立了硫化鐵回收車間，從煤矸石中回收硫化鐵，總設(shè)計(jì)能力為7.5105ta?；厥漳茉矗鹤鳛榇笮头序v爐燃料供熱或發(fā)電：熱值8360kJ/kg。1975年在四川永榮礦務(wù)局建立了中國(guó)第一座流化床煤矸石電廠 。（八）其他應(yīng)用生產(chǎn)化工原料：聚合鋁、分子篩等。減少煤矸石的途徑一 ： 煤礦不出和少出矸石的清

11、潔生產(chǎn)技術(shù) （1）煤礦不出矸開采技術(shù)工藝。將煤炭在地下燃燒氣化，一次性轉(zhuǎn)化為清潔的可應(yīng)用的能源與化工原料，實(shí)現(xiàn)煤炭地下無人無生產(chǎn)設(shè)備的潔凈利用。山東新汶礦業(yè)集團(tuán)2000年4月煤炭地下氣化技術(shù)工業(yè)性試驗(yàn)獲得成功，地下所產(chǎn)煤氣經(jīng)過脫硫、除塵等環(huán)節(jié)，直接輸送到用戶，產(chǎn)空氣煤氣8萬m 、水煤氣4萬m ，發(fā)熱量相應(yīng)為6280kJ和14650kJ。此技術(shù)與傳統(tǒng)開采工藝相比節(jié)省投資78%，節(jié)約成本62%，提高工效3倍以上，煤的價(jià)值提高10倍以上 。 （2）煤礦少出矸技術(shù)工藝：全煤巷開拓，采區(qū)巷道全煤化等開拓方式和采煤工藝都能極大地減少矸石的產(chǎn)生量，并減少采煤過程中混入的矸石量。薄煤層半煤巖寬巷進(jìn)技術(shù)，是將所

12、出矸石充填到巷道的一側(cè)或兩側(cè)，德國(guó)、英國(guó)近年來逐漸應(yīng)用全煤巷開拓技術(shù)，一些煤礦己取消了排矸系統(tǒng)。神華集團(tuán)神東大柳塔礦采用煤層開拓大巷，巖巷占5%左右，大大降低了出矸量。 減少煤矸石的途徑一 ： 煤礦不出和少出矸石的清潔生產(chǎn)技術(shù)減少煤矸石的途徑二 ：填溝造地，充填塌陷區(qū)，減少矸石占地 地處荒山丘陵地區(qū)的礦井，采用填溝造地，可減少煤矸石對(duì)農(nóng)田的占用。神東公司大柳塔煤礦井下及洗煤外排矸石，按規(guī)劃設(shè)計(jì)分區(qū)征用溝壑地排矸，在溝口建起攔渣壩，集中排放，填溝造地，上覆黃土碾壓，植樹種草，使其矸石山堆場(chǎng)變成平整林地。晉城無煙煤礦業(yè)集團(tuán)各礦建專門排矸巷道(兼通風(fēng)巷)和排矸井，矸石直接提升到地面堆放于荒山溝，填滿

13、后上部推平覆土造地。 減少煤矸石的途徑二 ：填溝造地，充填塌陷區(qū)，減少矸石占地 地1 活化煤矸石在水泥砂漿中的應(yīng)用 在制作建筑材料方面，由于煤矸石中含有大量的黏土類礦物，煅燒后可產(chǎn)生一定的活性。因此，將其作為活性火山灰材質(zhì)加入水泥中，不僅可以解決煤矸石的環(huán)境污染問題，而且還能替代部分水泥熟料，降低水泥成本。福建紫金恒發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園”的循環(huán)模式煤矸石的前景1 活化煤矸石在水泥砂漿中的應(yīng)用福建紫金恒發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園”“福建紫金恒發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園”的循環(huán)模式：“福建紫金恒發(fā)循環(huán)經(jīng)濟(jì)工業(yè)園”的循環(huán)模式：2 推廣一批先進(jìn)適用的煤矸石綜合利用技術(shù)，重點(diǎn)推廣75t/h以上的循環(huán)流化床鍋爐，推廣爐內(nèi)石灰石脫硫和靜電除塵技術(shù)等。3 加快現(xiàn)有企業(yè)煤矸石綜合利用技術(shù)改造，用先進(jìn)實(shí)用技術(shù)改造落后的、污染環(huán)境的技術(shù)、工藝和裝備，如用循環(huán)流化床鍋爐改造老電廠的沸騰爐，從根本上解決煤矸石電廠的污染問題；用硬塑、半硬塑成型技術(shù)改造落后的軟塑成型技術(shù)裝備，使煤矸石制磚上規(guī)模、上水平。2 推廣一批先進(jìn)適用的煤矸石綜合利用技術(shù)，重點(diǎn)推廣75t/結(jié)語 煤矸石作為排放量最大的固體廢棄物，占用大量土地且對(duì)環(huán)境造成多種污染，通過煤矸石資源