煤矸石现状及综合利用态势
我国是煤炭资源开采大国,煤炭生产、加工过程中产生了大量的煤基固体废物,对矿区土地资源和生态环境造成了严重的破坏,已成为制约矿山生态修复的重大战略问题。煤矸石综合利用存在储量大、综合利用率低、空间分布不均衡等特征,煤矸石综合利用能力难以满足国家对生态环境保护的要求。
煤矸石是采煤过程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括巷道掘进过程中的掘进矸石、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。
从煤炭开采来看,中国每年生产1亿t煤炭,排放矸石1400万t左右;从煤炭洗选加工来看,每洗选1亿t炼焦煤排放矸石量2000万t,每洗1亿t动力煤,排放矸石量1500万t。2005年,国内各类煤矿生产煤炭1045亿t,洗煤385亿t,排放矸石量19-20亿t。因而,全国国有煤矿现有矸石山1500余座,堆积量30亿t以上(占中国工业固体废物排放总量的40%以上)。
根据《2022-2027年中国煤矸石行业市场全景调研及投资价值评估研究报告》显示:煤矸石按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类。按来源及最终状态,煤矸石可分为掘进矸石、选煤矸石和自然矸石三大类。煤矸石排放量根据煤层条件、开采条件和洗选工艺的不同有较大差异,一般掘进矸石占原煤产量的10%左右,选煤矸石占入选原煤量的12%~18%。
我国煤矸石区域分布不均衡,主要集中在经济不发达的中西部地区,煤矸石产业发展相对滞后。特别是山西、内蒙古、陕西、新疆和贵州等产煤大的省份,其煤矸石产生量占全国总产生量的78.74%,煤矸石已成为城市发展的“顽疾”。在资源短缺的东部地区,煤矸石产生量较少,但综合利用率高,技术发展快,煤矸石常被用来生产水泥、砖瓦等建筑材料,然而若将煤矸石运至东部地区,运输成本过高,经济价值较低。
我国早在上世纪中期就开始利用煤矸石,对其的综合利用从70年代中后期在逐渐开始。煤矸石的综合利用受如铝硅比值、碳硫含量等因素的影响,主要作为生产氧化铝、燃料、作为化工原料、陶瓷原料、制备建筑材料和工程填充等方面。