1．煤矸石的產(chǎn)生與分類

煤矸石是煤炭開(kāi)采、洗選及加工過(guò)程中排放的廢物，為多種礦巖的混合體，約占煤炭產(chǎn)量的15％左右。作為世界上最大的煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)國(guó)，2003年我國(guó)煤殲石的排放總量已達(dá)1.5億噸，約占全國(guó)工業(yè)廢渣誹放量的1／5。全國(guó)煤矸石的總積存量已超過(guò)40億噸，且每年約以1億噸的速度遞增，當(dāng)前綜合利用率僅為30％，其余多采用圓錐式或溝谷傾倒式自然松散地堆放在礦井四周，所形成的1500多座矸石山已占地70 k㎡。

按巖石特性不同，煤殲石可以分為泥質(zhì)頁(yè)巖、炭質(zhì)頁(yè)巖、砂質(zhì)頁(yè)巖、砂巖及石灰?guī)r，性能及用途如表8-4所示。

按碳含量的多少，煤肝石可分為四類：一類碳含量名4％、二類4％-6％、三類6％-20％、四類＞20％。一、二類煤殲石的熱值低(≤2090kJ／kg)，可作路基材料，或塌陷區(qū)復(fù)墾和采空區(qū)回填；三類煤殲石(熱值2090-6270kJ／kg)可用作生產(chǎn)水泥、磚瓦、輕骨料和礦渣棉等建材制品；四類煤矸石熱值較高(6270-12550KJ／kg)，可從中回收煤炭或作工業(yè)用燃料。

煤矸石中的鋁硅比也是確定煤酐石綜合利用途徑的主要因素。鋁硅比大于0.5的煤殲石，鋁含量高、硅含量低，其礦物含量以高嶺石為主，有少量伊利石、石英，質(zhì)點(diǎn)粒徑小，可塑性好，有膨脹現(xiàn)象，可作為制造高級(jí)陶瓷、假撓高嶺土及分子篩的原料。

煤矸石中的全硫含量決定了其中的硫是否只有回收價(jià)值，以及煤稈石的丁業(yè)利用范圍。按硫含量的多少可將煤殲石分為四類：一類≤0.5%，二類0.5％-3％，三類3％-6％，四類≥6％。全硫含量大于6％的煤殲石即可回收其中的硫精礦，用煤殲石作燃料要根據(jù)環(huán)保要求，采取相應(yīng)的除塵、脫硫措施，減少煙塵和SO2的污染。

2．煤矸石的組成與危害

煤矸石是煤礦中夾在煤層間的脈石(又稱夾矸石)。大部分煤殲石結(jié)構(gòu)較為致密，呈黑色，自燃后呈淺紅色，結(jié)構(gòu)較疏松。煤殲石的主要礦物成分為高嶺石、蒙朋石、石英砂、硅酸鹽礦物、碳酸巖礦物、少量鐵鐵礦及碳質(zhì)，且高嶺石含量達(dá)68.7％，構(gòu)成礦構(gòu)成分的元素多達(dá)數(shù)十種，一般以Si、Al為主要成分，月外含有數(shù)量不等的Fe、Ca、Mg、S、K、Na、P等，以及微量的稀有金屬(如Ti、V、Co等)，其典型礦物化學(xué)成分如表8-5所示。煤矸石中的有機(jī)質(zhì)隨含煤量的增加而增高，它主要包括C、H、o、N和s等。C是有機(jī)質(zhì)的主要成分，也是燃燒時(shí)產(chǎn)生熱量的最重要的元素。

煤矸石對(duì)生態(tài)環(huán)境的危害表現(xiàn)在：露天堆積的酐石山侵占良田、阻塞河道、造成水災(zāi)；煤矸石自燃釋放大量有害氣體，如CO、CO2、SO2、H2S及NO、CH等，甚至引起火災(zāi)；煤環(huán)石的酸性淋溶水損傷臨近土壤、農(nóng)作物及水環(huán)境；煤好石紉敞隨風(fēng)飄散，造成降塵污染；煤矸石中天然放射性元素對(duì)人體與環(huán)境產(chǎn)生危害；肝石山崩塌時(shí)，危及人畜安全。可見(jiàn)煤矸石已成為固、液、氣三害俱全的污染源，亟待治理。

3．煤肝石的資源屬性與利用途徑

各地的經(jīng)驗(yàn)表明，煤矸石是寶貴的不可更新資源，它兼有煤、巖石、化工原料及元素資源庫(kù)等特性。作為煤它可用作研石電廠和礦山沸騰爐的燃料，利用其余熱，制成型煤還適合層燃爐使用；作為巖石，它在理材領(lǐng)域用途廣泛，如生產(chǎn)水泥、制磚瓦、鋪路，既可以替代黏土和石料，又能節(jié)約能源；作為化工原料，由于煤酐石中硅、鋁等元宏的含量商，可以制備硅系化學(xué)品、鋁系化學(xué)品，如硅酸鈉、硫釀鋁、聚合氯化鋁等，并可用來(lái)生產(chǎn)某些新型材料，如Sic、分子篩等；而由于煤酐石臺(tái)有硫、鐵、鋇、鈣、鈷、鎵、釩、鍺、鉭、鈾等50多種微量元素和稀有元隸，當(dāng)某種元素或某幾種元素富集到具有工業(yè)利用價(jià)值時(shí)，還可對(duì)其加以回收利用。煤殲石的綜合利用途徑如圖8-4所示。

因此，在充分認(rèn)識(shí)煤殲石資源屬性的前提下，應(yīng)因地制宜，根據(jù)煤研石的組成和性質(zhì)深入開(kāi)展綜合利用，以節(jié)約煤炭資源、減少環(huán)境污染、退地還田、變廢為寶。

世界上許多國(guó)家都很關(guān)注煤殲石的利用，我國(guó)政府對(duì)此也高度重視，提出了“因地制宜，積極利用”的方針，并采取一系列政策措施，如資金補(bǔ)助、貼息貸款、減免稅賦等以鼓勵(lì)煤矸石綜合利用。實(shí)踐證明，通過(guò)煤殲石發(fā)電，生產(chǎn)建材產(chǎn)品，提取有用元素以及復(fù)墾造田等方式進(jìn)行綜合利用，不但可以節(jié)約大量的煤矸石處置費(fèi)用，還可以創(chuàng)造出良好的經(jīng)濟(jì)效益。