簡介煤伴生廢石是礦業固體廢物的一種，是在掘進、開采和洗煤過程中排出的固體廢物。是礦業固體廢物的一種，包括洗煤廠的洗矸、煤炭生產中的手選矸、半煤巷和巖巷掘進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、泥質和砂質頁巖的混合物，具有低發熱值。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。煤矸石主要被用于生產矸石水泥、混凝土的輕質骨料、耐火磚等建筑材料，此外還可用于回收煤炭，煤與矸石混燒發電，制取結晶氯化鋁、水玻璃等化工產品以及提取貴重稀有金屬，也可作肥料。

　　結構煤矸石是在成煤過程中與煤共同沉積的有機化合物和無機化合物混合在一起的巖石，通常呈薄層和在煤層中或煤層頂、煤層底。煤矸石按主要礦物含量分為黏土巖類、砂石巖類、碳酸鹽類、鋁質巖類。按來源及最終狀態，煤矸石可分為掘進矸石、選煤矸石和自然矸石三大類。煤矸石排放量根據煤層條件、開采條件和洗選工藝的不同有較大差異，一般掘進矸石占原煤產量的10%左右，選煤矸石占入選原煤量的12%~18%。

　　煤矸石的無機成分主要是硅、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬。其化學成分組成的百分率：SiO2為52～65；Al2O3為16～36；Fe2O3為2.28～14.63;CaO為0.42～2.32;MgO為0.44～2.41;TiO2為0.90～4;P2O5為0.007～0.24;K2O+Na2O為1.45～3.9；V2O5為0.008～0.03。

　　高硫煤矸石中含有的主要有用礦物為硫鐵礦和煤。純硫鐵礦相對密度高達5，與脈石相對密度差為2-2.3，而共生硫鐵礦與脈石相對密度差為0.5-1。因此，使硫鐵礦盡可能從共生體中解離出來，利用相對密度差即可將硫鐵礦分選出來。

　　煤矸石的原礦粒度較大，其中黃鐵礦的組成形態以包括結核體、粒狀、塊狀等宏觀形態為主，經顯微鏡和電鏡鑒定，煤中黃鐵礦以莓球狀、微粒狀分布在鏡媒體中，而在細胞腔中亦充填有黃鐵礦，個別為小透鏡狀、細粒浸染狀。礦物之間緊密共生，呈細粒浸染狀，所以在分選前必須進行破碎、磨礦，煤矸石的解離度越高，選別效果越理想。

　　存在于煤中的黃鐵礦經過洗選后大部分富集于洗矸中。洗矸中黃鐵礦以塊狀、脈狀、結核狀及星散狀四種形態存在。前三種以2-50mm大小不等、形態各異的結核體最常見，矸石破碎至3mm以下，黃鐵礦能解離80%左右，破碎至1mm以下幾乎全部解離。星散狀分布的黃鐵礦很少，多呈0.02mm立方體單晶，嵌布于網狀脈巖中很難與脈石分開。黃鐵礦的回收方法和工藝流程原則上是從粗到細把黃鐵礦破碎成單體解離，先解離、先回收，分選解離、分段回收。

　　用途煤矸石棄置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農田和水體。矸石山還會自燃發生火災，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災害。中國積存煤矸石達10億噸以上，每年還將排出煤矸石1億噸。為了消除污染，自60年代起，很多國家開始重視煤矸石的處理和利用。

　　煤矸石代替燃料：化鐵；燒鍋爐；燒石灰；回收煤炭。生產水泥：生產普通硅酸鹽水泥；生產特種水泥；生產無熟料水泥。生產建筑材料：煤矸石燒結磚，質量較好，顏色均勻；煤矸石生產輕骨料，輕骨料是為了較少混凝土的相對密度，而選用的一類多孔骨料；生產煤矸石棉，以煤矸石和石灰為原料，經高溫融化，噴吹而成的一種建筑材料。生產化工產品：制結晶三氯化鋁，以煤矸石和化工工業副產鹽酸為主要原料，經過破碎、培燒、磨碎、酸浸、沉淀、濃縮結晶和脫水等生產工藝而制成，是一種新型的凈水劑；制水玻璃；生產硫酸銨，煤矸石內的硫化鐵在高溫下生產SO2，再氧化而生產SO3，遇水生產硫酸，并與氨的化合物生產硫酸銨。

　　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煤，同時揀出黃鐵礦。或從選煤用的跳汰機──平面搖床流程中回收黃鐵礦、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作動力鍋爐的燃料，洗矸可作建筑材料，黃鐵礦可作化工原料。

　　②用于發電：主要用洗中煤和洗矸混燒發電。中國已用沸騰爐燃燒洗中煤和洗矸的混合物（發熱量每公斤約2000大卡）發電。爐渣可生產爐渣磚和爐渣水泥。日本有10多座這種電廠；所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤發熱量為3500大卡；火力不足時,用重油助燃。德意志聯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、煤泥和煤矸石發電。

　　測試煤矸石的發熱量應使用專門的儀器進行，微機量熱儀可以滿足發熱量的測試。

　　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，可以節約煤炭。

　　煤矸石燒結空心磚，是指以頁巖，煤矸石或粉煤灰為主要原料，經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，生產普通硅酸鹽水泥(摻量小于20%)、火山灰質水泥（摻量20～50%）和少熟料水泥（摻量大于50%）。還可直接與石灰、石膏以適當的配比，磨成無熟料水泥，可作為膠結料，以沸騰爐渣作骨料或以石子、沸騰爐渣作粗細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原料生產水泥的工廠。

　　煤矸石可用來燒結輕骨料。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%。

　　用鹽酸浸取可得結晶氯化鋁。浸取后的殘渣，主要為二氧化硅，可作生產橡膠填充料和濕法生產水玻璃的原料。剩余母液內所含的稀有元素（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，美化環境。

　　磨粉機隨著經濟體制改革的不斷深化和我國工農業的健康快速發展，在能源日趨緊缺的情況下，礦山機械設備企業越來越注重對高效、節能環保設備的研發和生產，在礦山機械制造采用長壽命、低能耗及減輕重量的設計原則的同時，礦山機械設備企業也越來越開始重視二次開發利用礦山廢棄物等資源。

　　煤炭作為我國的主要能源，它在社會經濟發展中發揮著極其重要的作用。煤炭的開發和利用,既對社會經濟起著巨大的推動作用，同時也對環境產生了重大影響。煤矸石和煤層氣就是煤炭開發過程中產生的主要廢棄物,長期以來被煤炭工業視為有害物質和災害性氣體。煤矸石是在煤的掘進、開采和洗選過程中排出的固體廢物。中國積存煤矸石達10億噸以上，每年還將排出煤矸石1億噸。近幾年來，煤矸石不再僅僅被視為一種數量最大的工業固體廢棄物,而作為一種資源，在化工、建材、冶金、輕工等領域得到了廣泛的研究和應用,煤矸石資源化已成為煤矸石綜合利用研究的重點。

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