煤矸石的综合利用现状

煤矸石是我国排放量最大的工业废渣之一 ,不仅占用大量农田和土地 ,而且严重污染环境。为了加强对煤矸石利用以使其资源化 ,对我国的煤矸石资源状况、我国煤矸石的综合利用技术研究的现状进行了综述 ,并对煤矸石资源化提出了一些设想。     

煤矸石瓷质砖研制与开发通过鉴定

中国是煤矸石排放大国，全国有较大的煤矸石山1500多座，侵占大量土地，并污染水体、土壤和大气环境。中国地质大学（武汉）环境学院承担的863项目：“煤矸石瓷质砖研制与开发”通过鉴定。他们以煤矸石为原料制造出白色-灰色-黄色-红色-紫色系列瓷质砖，性能全部达到国家标准，制备技术可行，成本优势明显，产品附加值高，为煤矸石污染治理和综合利用提供了新途径。而且为煤炭行业和资源型城市调整产业结构、盘活煤炭资源枯竭的老企业、解决下岗职工再就业作出贡献。该成果已产生广泛的影响，前景看好。     

煅烧温度和添加剂对提高煤矸石中氧化铝溶出率的实验研究

煤矸石是煤炭在开采、洗选过程中产生的固体废弃物，其中二氧化硅、氧化铝和碳占到矸石总量的90%以上，又是一种可以利用的资源。实验以山西潞安煤矿的洗矸为原料，采用SEM、IR和XRD等分析测试手段对不同煅烧温度下的煤矸石进行微观形貌、化学键变化和矿物组成的分析研究，确定氧化铝的活化温度区间；并根据煤矸石的活化机理，选择提高氧化铝溶出率的添加剂。实验结果为：煤矸石中氧化铝的活化温度区间为600～850℃；酸浸过程中添加氟化钠可以打开煤矸石中的SiO₂—Al₂O₃，使氧化铝溶出率达到90%以上，和通常条件下氧化铝的溶出率相比提高20%左右。本研究为煤矸石高值利用提取氧化铝提供了技术基础，也为粉煤灰等低铝含量矿物的开发利用提供借鉴。     

微生物对煤矿固体废弃物的脱硫效应

煤矸石是煤矿特有的一种固体废弃物，应用本实验室筛选出的氧化亚铁硫杆菌Thiobacillus ferrooxidans和嗜酸氧化硫硫杆菌Thiobacillus thiooxidans对宁夏大武口高硫煤矸石进行微生物脱硫技术及应用条件的研究，如不同煤矸石粒径、不同接种浓度和不同煤矸石浓度。2种脱硫细菌对煤矸石的脱硫效果显著，小粒径煤矸石的微生物脱硫效果更好。考虑脱硫成本及脱硫效率，Thiobacillus ferrooxidans菌最佳的接种浓度为25%，在Thiobacillus Thiobacillus thiooxidans菌悬液中，能脱出最大量硫酸根的煤矸石最佳比例是10%。2种菌混合较单菌株脱硫效果更好，以Thiobacillus ferrooxidans∶Thiobacillus thiooxidans=2∶3的比例混合后对煤矸石的脱硫效果最佳，该结果为煤矿废弃物煤矸石的污染防治提供技术依据。     

煤矸石层燃与工艺研究

介绍了煤矸石层燃与工艺流程及其燃用特性，利用成型燃烧理论和助燃技术解决了煤矸石在层燃炉内难燃和烟尘污染严重等技术难题，为煤矸石废弃物的洁净利用提供了一种切实可行的新技术。     

煤矸石综合利用探析

煤矸石是煤炭开采过程中产生的固体废弃物。对煤矸石的形成、来源、化学组成进行介绍,分析了煤矸石对生态环境可能产生的影响,最后简述了几种煤矸石综合利用技术(如煤矸石发电技术、生产建筑材料、提取化工产品、复垦回填技术)的应用现状。     

用高效分散剂碳化法从煤矸石中制备超细氢氧化铝粉体

利用煤矸石为原料制备超细氢氧化铝粉体。采用高温煅烧活化煤矸石，利用C2S晶相转变制备煤矸石自粉化料，用8％Na2CO3溶液从煤矸石自粉化料中以NaAlO2形式提取铝组分，用高效分散剂碳化法制备超细氢氧化铝粉体。研究了高效分散剂碳化法制备高纯超细氢氧化铝粉体的影响因素，找出了高效分散剂碳化法制备超细氢氧化铝粉体的最佳条件，制备出了平均粒度〈100nm、纯度〉99．9％的氢氧化铝，为煤矸石的高价值利用开辟了一条新的途径。     

煤矸石中氧化铝溶出的实验研究

煤矸石是主要的煤系固废,其中氧化铝的含量占到25%左右,又是一种可以利用的资源.本实验以山西潞安煤矿的煤矸石为原料,采用正交试验的方法,研究了盐酸作为酸浸介质浸取煤矸石中氧化铝.主要影响因素为煅烧温度、酸量、固液比及酸浸时间,最佳工艺条件为:煅烧温度为650℃,酸量为225mL(按照煤矸石中氧化铝和盐酸反应的摩尔比为1:6计)、固液比为1:3、酸浸时间为3 h,单因素重复试验结果和正交实验的结果相符,在最佳条件下,氧化铝的溶出实验验证结果表明,三氧化二铝溶出率为71.49%.本研究对实现煤矸石的资源化综合利用具有重要的意义.     

利用巨大芽孢杆菌制备高硫煤矸石肥料

高硫煤矸石的大量堆积对环境造成了严重污染,为了开发利用高硫煤矸石,对巨大芽孢杆菌处理高硫煤矸石生产煤矸石肥料进行了研究,包括煤矸石的粒径、体系p H、温度、接菌量、培养时间、振荡等因素条件对制备煤矸石肥料的影响,得到制备煤矸石肥料的最佳条件。研究表明,当煤矸石的粒径为60目、体系p H 7.0~8.0、接菌量为2.5×1014~5.0×1014cfu/g、30℃下培养5 d时煤矸石中的碱解氮、有效磷和速效钾的含量分别比原样提高了26.84倍、65.71倍和10.55倍;有效硫、有效钙和有效硅的含量分别比原煤矸石中提高2.70倍、1.27倍和1.07倍。     

干化污泥与煤矸石混合热解制可燃气的研究

以某污水厂市政污泥和3种不同产地(峰峰、新柏和山寨)的煤矸石作为研究对象,在实验室分别进行样品预处理后，使用管式电阻炉进行了热解实验。实验结果表明，污泥热解中加入矸石不改变污泥热解产生可燃气的规律。添加煤矸石后污泥热解产生的可燃气量会有所增加，而在污泥热解实验中加入煤矸石会对热解CO气浓度提高有促进，分析认为,部分原因...     

利用煤矸石生产新型胶凝材料的研究

设置了一组影响水泥性能的多因素正交试验，研究了“煤矸石－石灰石－ＣａＣｌ２－ＣａＦ２”体系的最佳配料组成，在此基础上进行了流化床锅炉超低温煅烧水泥的半工业性试验，结果表明，利用煤矸石生产新型胶凝材料是可行的。煤矸石的利用率可达５０％以上。     

微波活化煤矸石反应活性及胶凝性能

研究了微波辐照对煤矸石反应活性及胶凝性能影响,通过XRD、IR等表征手段,分析了微波辐照煤矸石和煤矸石水泥的微观结构,结果表明,煤矸石经微波辐照可脱去煤矸石中的自由水和其矿物的结构水,并破坏了煤矸石矿物中牢固的Si—O和Al—O键结构,提高了SiO2、Al2O3的可溶性,提高煤矸石的反应活性和胶凝性能.煤矸石微波辐照的时间在8 min较为适宜,以30％煤矸石替代水泥时,经8 min微波辐照煤矸石的水泥净浆体28 d抗压强度为47.6 MPa,比原煤矸石的水泥净浆体高23.2 MPa.     

煤矸石微生物脱硫试验研究

采用本试验室自主分离筛选出的氧化硫硫杆菌,通过煤矸石浸泡的微生物脱硫和煤矸石柱状淋洗的微生物脱硫试验,研究该菌株对大武口高硫煤矸石的脱硫效果.煤矸石浸泡试验表明,微生物对煤矸石脱硫效果明显,浸泡煤矸石2 h后脱硫量达0.79 g/L,脱硫率达24.5%,21 d持续稳定升高,脱硫率达28.3%,为煤矸石的快速脱硫提供了技术支持.煤矸石柱状淋洗试验表明,前9 d是氧化硫硫杆菌脱硫的活跃期,该菌株有较高的氧化煤矸石的能力.     

煤矸石在炼油废水中的应用现状

概述了石油化工行业中炼油废水的危害与常用处理方法,介绍了煤矸石在炼油废水处理中的应用情况,利用煤矸石基吸附剂处理炼油废水不仅降低了煤矸石对环境的污染,而且降低了炼油废水的处理成本,实现以废治废。最后提出了煤矸石在炼油废水处理应用中所存在的一些问题以及未来研究方向。     

九龙煤矿煤矸石山对环境的有机污染

煤矸石对环境的影响日益严重,以峰峰矿区九龙煤矿煤矸石山为研究对象,应用有机地球化学的方法,对煤矸石有机污染进行了研究.分析结果显示,所有样品有机抽提物中的有机碳含量随着与煤矸石山距离的增加呈先升高后降低的趋势,煤矸石山附近采集的样品有机物较高可能是受到煤微粒的影响;有机抽提物与有机碳具有一定的线性相关性;被检测出的8种多环芳烃含量相对较高,表明煤矸石山对周围环境造成一定的多环芳烃污染.     

煤矸石硅铝溶出分析与胶凝活性快速检测

煤矸石胶凝活性的快速检测在煤矸石废弃物的资源化利用中具有重要意义。以太原西山煤矿预处理后的煤矸石作为研究对象,采用均匀实验法、单因素实验法考察了溶出时间、温度以及Na OH浓度对煤矸石中活性硅铝溶出效果的影响,采用拟合法探索了煤矸石活性硅铝溶出量和煤矸石水泥胶砂强度(即胶凝活性)之间的关联性。结果表明,在100℃下、以3.0 mol·L-1Na OH溶液处理1 h,煤矸石中的活性硅铝溶出效果最好;活化煤矸石硅铝溶出总量与水泥胶砂试块28天抗压强度之间的关系为Y=2.16X/(262.10+X)。     

自燃煤矸石山覆盖材料压缩及压实特性实验

自燃煤矸石山表面构建覆盖层，需要具备一定的低渗透性能以有效阻隔空气，防止煤矸石山内部发生自燃。本研究通过室内实验，测定煤矸石山构建覆盖层涉及的碾压材料包括黄土、粉煤灰及掺有粉煤灰的混合土样的界限含水率、一维压缩特性及压实特性，揭示和分析7种覆盖材料配方的压缩压实特性，表明覆盖材料通过碾压可有效阻隔空气，起到阻燃作用；将粉煤灰掺人到一般黄土材料中，可减缓混合土样击实曲线的陡峭性，从而降低材料在碾压中对含水率的敏感度。实验旨在为进行煤矸石山覆盖层碾压提供科学的实验数据及设计参数。     

煤矸石堆积对地下水的无机盐污染效应

通过对平煤矿区煤矸石堆积区地下水中无机盐成分分析,探讨了煤矸石堆积区地下水水化学类型、矿化度及水质特征和变化原因;在煤矸石动态淋溶模拟试验基础上,着重分析了煤矸石堆积区高浓度NO-3污染的来源.结果表明,平煤矿区煤矸石堆积区地下水中NO-3、SO2-4严重超标,且测定的阴、阳离子都呈现中等以上变异水平;地下水水化学类型趋于多元化和复杂化,由HCO-3型向SO2-4型转化.水质由淡水向微咸水演化;煤矸石是平煤矿区地下水中高浓度NO-3有别于其他地区的重要来源.     

用煤矸石合成4A沸石分子筛处理氨氮废水

以煤矸石为原料，采用碱熔一水热法合成4A沸石分子筛。由于煤矸石中铝、硅主要以高岭土形式存在，其活化过程是合成4A沸石分子筛关键环节。为提高4A沸石分子筛钙离子的交换能力，增加对模拟废水氨氮的去除率，实验考察了碳酸钠与煤矸石质量比、活化温度、活化时间、晶化温度和晶化时间对4A沸石分子筛钙离子交换能力的影响，同时也考察了模拟废水的pH、4A沸石分子筛加入量及吸附时间对氨氮去除率的影响。结果表明，最佳工艺条件为，碳酸钠与煤矸石质量比为0．9、活化温度为800％、活化时间1．5h、晶化温度90％和晶化时间3h。合成4A沸石分子筛的钙离子交换能力为310mg／g，在pH为6的100mL模拟氨氮废水中加入6g4A沸石分子筛吸附40min后，废水中氨氮的去除率达到86％。通过最佳工艺条件合成4A沸石分子筛，在处理氨氮废水方面具有一定的应用前景。     

煤矸石及其燃烧产物中天然放射性核素测定及组分分析

以朔州某煤矸石发电厂的煤矸石及其燃烧产物粉煤灰和炉渣为研究对象,采用高纯锗探测器和低本底多道γ能谱仪测定其放射性核素226Ra、232Th和40K,并分析比较了煤矸石中各组分在燃烧过程中的变化情况。通过对测定实验数据进行整理,经过燃烧反应后,煤矸石中的226Ra和232Th向燃烧产物粉煤灰中显著迁移,40K向燃烧产物炉渣中显著迁移。对实验样品进行SEM形貌扫描并作XRD图分析,并给出了煤矸石燃烧后226Ra、232Th和40K的富集因子,分别为3.67、2.08和2.30。且226Ra、232Th在燃烧产物粉煤灰和炉渣中的富集比例均约为7∶3,40K的富集比例约为1∶1。最后,依据国内外相关标准,分析了该地区煤矸石、粉煤灰和炉渣的放射性水平,对其适用范围进行了评估。