傅利鋒

（山西新安煤礦設(shè)計(jì)咨詢有限公司山西太原030006）

煤矸石綜合利用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

傅利鋒

（山西新安煤礦設(shè)計(jì)咨詢有限公司山西太原030006）

我國(guó)在煤矸石綜合利用方面取得顯著進(jìn)步，煤矸石發(fā)電技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)發(fā)展水平，其還能應(yīng)用于采空區(qū)的充填及筑基修路等生產(chǎn)中。在全球范圍內(nèi)，我國(guó)煤炭的開(kāi)采量是最大的，煤矸石是在煤炭的開(kāi)采過(guò)程中產(chǎn)生的，煤矸石與煤炭一樣，數(shù)量很多，而且其中含有大量元素、常量元素等等，具有資源特性，應(yīng)該給予開(kāi)發(fā)利用。本文將重點(diǎn)探討下煤矸石的綜合利用的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展，為社會(huì)、環(huán)境等問(wèn)題解決提供途徑。

煤矸石；綜合利用；產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

我國(guó)每年開(kāi)采的煤炭數(shù)量眾多，伴隨產(chǎn)生的煤矸石數(shù)量也較多，但是出現(xiàn)的問(wèn)題也很多，主要是煤矸石利用不合理，堆放比較隨意，容易產(chǎn)生較大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)以及環(huán)境問(wèn)題。煤矸石化學(xué)組成多樣，其中含有大量元素、常量元素等等，資源特性非常突出，應(yīng)積極對(duì)其進(jìn)行綜合利用，使其朝著產(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展。

1　我國(guó)煤矸石綜合利用現(xiàn)狀分析

我國(guó)煤矸石綜合利用相關(guān)工作開(kāi)始于20世紀(jì)50～60年代，煤矸石主要應(yīng)用于發(fā)電、制磚及充填等各方面工作中。我國(guó)煤矸石綜合利用在“六五”之前發(fā)展緩慢，那個(gè)時(shí)期對(duì)固體廢物的利用率比較低，基本上只有1/4的綜合利用率，煤矸石也不例外，并且固體廢物主要集中于鋼鐵的回收。直到“六五”之后，開(kāi)始重視對(duì)煤矸石的利用，并形成了產(chǎn)業(yè)化鏈條。從20世紀(jì)90年代至今，我國(guó)煤矸石的處理能力有了顯著提高，2010年煤矸石處理量達(dá)到了3.65×108t，與1990年相比，處理能力增加了14倍?！熬盼濉敝?，由于國(guó)家政策的重視，我國(guó)煤矸石綜合利用量更是迅速發(fā)展，政府出臺(tái)了一系列關(guān)于煤矸石利用的法律法規(guī)，從立法、政策及技術(shù)等措施上有效推動(dòng)了煤矸石的綜合利用迅速發(fā)展，但是相關(guān)的技術(shù)裝備還較落后，與國(guó)際相比，還達(dá)不到國(guó)際20世紀(jì)90年代先進(jìn)水平的20%，主要表現(xiàn)在企業(yè)的規(guī)模比較小，對(duì)煤矸石利用的技術(shù)水平不高，因此綜合利用率比較低[1]。一直到“十五”之后，煤矸石的利用有了進(jìn)一步發(fā)展，主要是這期間技術(shù)的引進(jìn)，以及重視技術(shù)開(kāi)發(fā)的投入，煤炭產(chǎn)量大幅度增加，煤矸石產(chǎn)量也隨之顯著增加。到2010年，煤矸石年生產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到6×108t以上，但是煤矸石綜合利用處理能力仍有欠缺，煤矸石堆放的數(shù)量越來(lái)越多，處理能力卻不能達(dá)到生產(chǎn)量的要求。

2　我國(guó)煤矸石綜合利用途徑的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展

2.1煤矸石發(fā)電

我國(guó)從上世紀(jì)70年代開(kāi)始使用煤矸石發(fā)電，并在1979～1981年建立了我國(guó)第一座大容量的煤矸石發(fā)電廠。我國(guó)繼續(xù)進(jìn)行煤矸石電廠建設(shè)在“七五”與“八五”期間，例如萍鄉(xiāng)礦務(wù)局的安源煤矸石發(fā)電廠等等。最開(kāi)始利用煤矸石發(fā)電，主要用沸騰爐進(jìn)行燃燒。但是這種燃燒有許多缺點(diǎn)，比如燃燒的能耗大、效率低并且飛灰的含量比較多，如果使用大容量的沸騰爐，會(huì)有諸多困難，難以持續(xù)發(fā)展，大型的煤矸石發(fā)電廠建設(shè)很難實(shí)現(xiàn)。后來(lái)我國(guó)使用流化床發(fā)電技術(shù)，主要是因?yàn)榱骰插仩t技術(shù)的出現(xiàn)，這種技術(shù)在上世界八十年代末期投入生產(chǎn)實(shí)踐中，收到了良好的效果，主要是因?yàn)榱骰插仩t能夠很好地適應(yīng)低熱值的燃料。邢臺(tái)礦務(wù)局電廠建成之后，便是使用這種技術(shù)代替了沸騰爐，進(jìn)行煤矸石發(fā)電。隨著時(shí)代的發(fā)展，科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)又開(kāi)發(fā)了許多能夠適應(yīng)低熱值燃燒的混燒發(fā)電技術(shù)。到“十二五”時(shí)期，循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)更加成熟，效率高而且容量大。其中在2013年，四川白馬已經(jīng)成功應(yīng)用了超臨界60×104kW循環(huán)流化床發(fā)電技術(shù)，并推廣至煤矸石電廠的應(yīng)用建設(shè)中。

2.2利用煤矸石制作建材

我國(guó)利用煤矸石制作建材是從20世紀(jì)60年代開(kāi)始，主要是煤矸石制磚，集中在我國(guó)東北地區(qū)遼寧等地以及西南地區(qū)四川等地。1964年我國(guó)建成了以煤矸石為原料的制磚廠，后來(lái)山東地區(qū)也慢慢發(fā)展起來(lái)。那時(shí)期設(shè)備比較落后，利用煤矸石制磚的工藝也比較簡(jiǎn)單，總體處于低水平的發(fā)展階段。從“七五”計(jì)劃開(kāi)始，我國(guó)重視對(duì)外技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備的引進(jìn)，從西方國(guó)家引進(jìn)的技術(shù)設(shè)備，使煤矸石制磚的工藝有了大幅提高，煤矸石制的磚的性能也有所提升，總體實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化生產(chǎn)。在“八五”計(jì)劃、“九五”計(jì)劃期間，我國(guó)繼續(xù)積極引進(jìn)新技術(shù)和新設(shè)備，煤矸石制磚產(chǎn)業(yè)有了飛速發(fā)展。主要是煤矸石空心磚的硬塑和半硬塑設(shè)備的引進(jìn)，提高了我國(guó)煤矸石制磚的水平，也使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到了國(guó)際水準(zhǔn)[2]。現(xiàn)在我國(guó)煤矸石制磚技術(shù)有了新的突破，煤矸石制磚的發(fā)展主要依靠先進(jìn)的技術(shù)和設(shè)備。

2.3煤矸石填埋及筑基修路

煤矸石綜合利用的重要途徑之一是填埋、鋪路等方面，安徽省這方面工作開(kāi)展時(shí)間比較早，主要是在安徽省的淮北礦務(wù)局朱莊煤礦、張莊煤礦，這兩大煤礦企業(yè)已經(jīng)使用煤矸石填埋造地，并且在填埋地區(qū)上建立了住宅區(qū)。不僅是填埋鋪路等，煤矸石在采空區(qū)的填充也很有效用，在山東地區(qū)發(fā)展較快，新汶礦業(yè)集團(tuán)已用煤矸石進(jìn)行采空區(qū)填充。主要方法是把粉煤灰、水泥等物質(zhì)與煤矸石一起按照一定的比例攪拌，將混合攪拌物填充在采空區(qū)內(nèi)，這樣既不會(huì)使地面塌陷，對(duì)地面設(shè)施也是一種保護(hù)。

3　結(jié)語(yǔ)

煤矸石的綜合利用途徑很多，主要是發(fā)電、建材以及填埋等，煤矸石的產(chǎn)業(yè)化利用有了較大的發(fā)展，但是仍有至少30%的煤矸石繼續(xù)堆存，需要進(jìn)一步提高煤矸石的處理技術(shù)，加大對(duì)其的利用。

[1]郭彥霞,張圓圓,程芳琴.煤矸石綜合利用的產(chǎn)業(yè)化及其展望[J].化工學(xué)報(bào),2014,07:2443-2453.

[2]吳丹虹.煤矸石綜合利用產(chǎn)業(yè)化發(fā)展現(xiàn)狀[J].粉煤灰,2013,02: 20-21+24.