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煤矸石在我國回收礦產品、發電等行業里典型的應用方式

　　煤矸石是煤炭生產和加工過程中產生的固體廢棄物，每年的排放量相當于當年煤炭產量的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固體廢棄物之一。我國煤炭系統現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、硅、鉀、鐵以及多種稀有元素。目前多以行發電、生產建筑材料、回收礦產品、制取化工產品、筑路等為主，在農業上的應用較少，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線在貴州省盤縣紅果經濟開發區紫森源集團實現投料生產，這標志著我國煤矸石資源化利用從基礎研究向工業化生產邁出了重要一步。該生產線是昆明理工大學與貴州紫森源集團合作開發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%。新投產的二期項目主要試驗以“廢渣”和回收副產品為原料，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。運行數據顯示，年處理100萬噸煤矸石可綜合提取總產值達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,相當于企業再新建兩個100萬噸煤礦所產生的效益。“也就是說，每加工1噸煤矸石，大約可產出150公斤鐵紅、250公斤氫氧化鋁、40公斤金屬鈦及600公斤硅。按目前市場價產值來算，可賺取利潤477元。”

　　2、煤矸石產高嶺土

　　位于千里山工業園區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，設計年生產能力為20萬噸，其產品廣泛應用于建材、造紙、陶瓷、醫藥、航天等多個領域。項目全部建成后，天宇化工有限責任公司將成為國內以煤矸石為原料生產高嶺土規模最大的企業。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的企業進行接洽，二期正式投產后，產品有望走出國門，走向世界。

　　煤系高嶺土開發加工新材料是國家的“朝陽工業”，也是國家重點支持的行業之一。煤系高嶺土深加工在調整經濟結構、促進節能減排、發展循環經濟、進一步延伸產業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，其生產技術、產品質量在同行業都處于領先水平。

　　3、煤矸石燒結磚

　　為迎合市場需求，內蒙古自治區敖漢旗已有23家以粘土為主要原料的制磚公司進行了技術改造，生產以煤矸石為主要原料的煤矸石燒結磚，規劃年出產能力已超越7億塊標磚，年綜合利用煤矸石98.7萬噸，節約燃煤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%份額配以少數黏土、粉煤灰、水，通過陳化、成型、枯燥、預熱、烘干、燒結等系列工序，生產出綠色、環保、高強度的煤矸石磚，商品強度達到一般黏土磚的2倍以上，形狀規整，損耗極低，健壯經用，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創新資金項目驗收。該項目擁有我國自主知識產權，同時已經獲得南非和澳大利亞專利授權。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、差異大對生產技術影響的制約，實現了開孔和閉孔可控技術，成球率達98%以上，并采取專有高溫懸浮燃燒技術，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。與傳統產品相比，產品具有輕質、保溫、阻燃、緩釋、吸聲、高強、低導熱、耐磨、高分散、電絕緣和熱穩定性好等特性，可廣泛應用在航天、航空、軍工、醫藥、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、沙漠治理等領域中，具有重大的社會效益和經濟效益。

　　5、煤矸石用于農業

　　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。經過處理后的土壤鹽漬化現象降低，肥料利用率提高8%-15%，作物產量增加8%-11.3%。

　　隨著煤矸石在農業方面研究的不斷深入，其主要用途為：

　　第一，土壤調理劑。煤矸石經過微生物活化后，腐植酸、有機質等有效成分明顯提高，可以促進作物根系的發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元素，治理土壤板結、沙化、鹽堿化現象，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，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，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。而煤矸石中不僅含有有機質，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業的廢棄資源。

　　第三，復混肥料配料。在復混肥生產當中會添加適當的配料，這些配料多數以膨潤土等為主，養分單一。而活化后的煤矸石不僅可以豐富復混肥料中有機質、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。