煤矿开发过程中“三废”治理与资源化利用研究

针对煤矿开发过程中产生的"三废"(主要为矿井水、煤层气、煤矸石)所造成的环境问题,分别对其治理与资源化利用途径进行了叙述.在矿井水方面:从各类矿井水的水质特征出发,阐述了各类矿井水相应的研究进展.在煤层气方面:从煤层气的利用现状入手,分析了煤层气的利用途径和存在的问题.在煤矸石方面:在分析煤矸石特性的基础上,确定其综合利用途径,为煤矸石的开发利用起到了一定的借鉴作用.     

淮南矿区煤矸石资源化利用实践

针对淮南矿区煤矸石的特性及产生情况,对淮南矿区近年来煤矸石资源化利用的实践进行了介绍,结合国内外煤矸石资源化利用现状提出了淮南矿区煤矸石资源化利用的发展方向.     

谢桥煤矿煤矸石利用方案优化探讨

谢桥煤矿每年大约产生200万t煤矸石,大量煤矸石得不到充分利用,长期露天堆放,形成两座巨大的矸石山,既污染了矿区的环境,又浪费了宝贵的资源.通过优化煤矸石的利用结构.充分利用煤矸石的热能,利用煤矸石制造聚合氯化铝铁和水玻璃,大大提高煤矸石的利用率和附加值,不仅取得了显著的经济效益,而且取得了良好的社会效益和环境效益.     

煤矸石废弃地中胜红蓟的重金属富集研究

采用粤东明山煤矿煤矸石粉与当地山林的普通黄土按不同比例混合而成的土壤中,4种重金属含量排序为Mn>Zn>Cu>Cd。在这些土壤中进行为期3个月(7、8、9月份)的胜红蓟栽培实验,然后测定植株重金属含量,其地下部分4种重金属含量排序与土壤一致,但地上部分Cu、Cd两者含量相差甚小,7月时Cu含量甚至低于Cd。胜红蓟(Ageratumconyzoides)对4种重金属的富集系数从大至小分别为Cd、Mn、Zn、Cu,且对Cd的富集系数大于3,对Cd显示出较强的富集作用。对Zn、Mn的转移能力较强,转移系数多大于1,对Cd的转移系数接近于1或大于1,但Cu均小于1。在煤矸石粉比例较低的土壤中,Zn、Cu、Mn 3种重金属的富集系数较大。Zn、Cu、Mn 3种重金属的富集系数在煤矸石比例较低的土壤中随生长期延长而升高,在比例较高的土壤中,地上部分的富集系数仍随生长期延长而上升,但地下部分8月至9月反而会有所下降。转移系数在不同月份无明显的规律性变化。胜红蓟虽然并非这些元素的超富集植物,但对于尾矿土壤中Cd、Zn、Mn污染有较好的修复效果,其适应性强、生长快、总体生物量大,可选作矿区土壤的修复植物。     

煤矸石复合型添加剂对城市生活垃圾热解的影响

利用热重分析和动力学分析全面探究了煤矸石复合型添加剂对城市生活垃圾热解的影响,分析结果表明:添加煤矸石复合型添加剂可以在一定程度上提高城市生活垃圾热解的效率。更进一步地,研究了煤矸石复合型添加剂的添加对热解产物,特别是气体组分产量的影响,发现添加煤矸石复合型添加剂可以提高气体组分的产量。煤矸石复合型添加剂对H2、CO以及CH4产气速率的影响十分显著,添加800℃活化煤矸石复合型添加剂,热解气中的H2产气速率提高最快;添加500℃活化过的煤矸石复合型添加剂,热解气中的CO产气速率提高最快;添加1 000℃活化过的煤矸石复合型添加剂,热解气中的CH4产气速率提高最快。     

复合煤矸石颗粒材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性及机制

文章以煤矸石为原料,采用单因素实验并结合响应面方法,优化改性煤矸石制备条件,通过负载壳聚糖制备新型复合颗粒吸附材料。采用动力学模型、等温吸附平衡曲线和热力学模型拟合原煤矸石、改性煤矸石和复合煤矸石3种材料对Cr(Ⅵ)的吸附特性,并结合XRF、TG-DSC、XRD及SEM分析表征手段探讨了其吸附机制。结果表明,缺氧条件下,煅烧温度698℃、煅烧时间28 min、煤矸石/ZnCl2质量比为20∶13时制得的改性煤矸石对Cr(Ⅵ)的去除率最大;当壳聚糖/改性煤矸石质量比为0.09时,Cr(Ⅵ)的去除率达到97.57%。3种煤矸石材料吸附Cr(Ⅵ)均符合准二级动力学方程。复合煤矸石吸附Cr(Ⅵ)更符合Freundlich模型,吸附量随温度增加而减小,是放热反应。3种材料对Cr(Ⅵ)的最大吸附量依次为改性煤矸石(9.56 mg/g)复合煤矸石(7.38 mg/g)原煤矸石(4.88 mg/g)。复合煤矸石颗粒材料克服了原煤矸石和改性煤矸石处理废水时固液分离困难的缺点,是一种新型环保重金属离子吸附剂。     

粉煤灰掺入量对煤矸石水力学性质和导气率的影响

为研究粉煤灰掺入量对煤矸石水力学性质和导气率的影响,设计9种矸灰比的粉煤灰-煤矸石混合物,运用室内一维定水头法和压力膜仪（DIK-3423）以及一维瞬态法测试了混合物饱和含水量、饱和导水率、水分特征曲线和导气率等指标,并与土壤、粉煤灰和煤矸石进行对比分析。结果表明:1）粉煤灰的掺入可以提高煤矸石的饱和含水量,矸灰比3∶7~2∶8的混合物的饱和含水量为36.9%~41.4%,数值上最接近土壤;2）混合物的饱和导水率受粉煤灰掺入量和容重影响,相同粉煤灰掺入量下提高容重会降低饱和导水率,而饱和导水率变化的整体趋势随粉煤灰掺入量的增大而减小;3）混合物的持水性能随粉煤灰掺入量的增大而增大;4）混合物的导气率随粉煤灰掺入量的增大而减小,粉煤灰掺入量<40%的混合物导气率对含水量的敏感度呈先减小后增大的趋势,其余比例混合物导气率变化较均匀;5）矸灰比（煤矸石与粉煤灰体积比）在3∶7~2∶8混合物的植物有效水含量为17.3%~17.6%,数值上最接近土壤,选用粉煤灰-煤矸石混合物充填塌陷土地时可控制矸灰比在3∶7,此时渗透性小,且可以保证有良好的土壤有效水供给。研究结果可为塌陷区土地复垦质量的改良提供数据参考。     

重金属化学活性评估方法准确性质疑--以煤矸石样品为例

重金属元素化学活性的大小是决定它们环境行为最主要的因素之一,我们曾分别用总量法,实验模拟法,环境地球化学法和化学形态分析法对煤矸石样品所含的重金属元素进行过环境影响分析,试图了解自然风化条件下这些有害元素潜在的生态环境效应,结果发现重金属元素的化学活性除了与它们在样品中含量的高低,赋存状态和化学形态等因素有关外,更主要地是取决于样品基质的组成和结构,由于大量有机质的络合和风化过程中生成的铁的胶体的吸附,从煤矸石释放出的重金属元素的化学活性受到明显限制,它们对环境的污染可能仅限于煤矸石堆周围有限的范围。     

煤矸石－粉煤灰－废石膏烧结陶粒

采用制粒烧结工艺成功地把煤矸石、粉煤灰及废石膏(或烟气脱硫污泥)制备成建筑用轻质陶粒,实现了对上述固体废物的资源化和稳定化。煤矸石等的配料比以及粉状原料的颗粒尺寸分布是在成球盘中制粒的主要影响因素。烧结过程中的影响因素较多,但烧结温度是影响产品质量的主要因素。煤矸石-粉煤灰-废石膏陶粒烧结过程发生在950—1250℃,最佳烧结温度为1200±50℃,制得的陶位坚硬如岩石,容重等级为900,筒压强度为9—15MPa,超过GB2838-81的筒压强度≥6.5MPa的规定。