煤系固体二次资源利用现状与发展

　　煤系固体二次资源主要是指煤矸石和粉煤灰。煤矸石是煤炭开采、洗煤加工过程中产生的废弃岩石，约占煤炭产量的15%左右。我国是世界上最大的煤炭生产国和消费国，全国煤矸石每年排放总量达1亿t以上，约占全国工业废渣排放量的1/4。目前全国煤矸石的总积存量已达30亿t以上，形成矸石山1000多座，占地1.2万公顷，而且仍在逐年增长。煤矸石一般露天堆放，风化分解过程产生大量粉尘、含重金属离子的酸性水，污染大气、地表水或地下水。我国有近1/3的矸石山，由于含有残煤、碳质泥岩、碎木材、硫铁矿物而发生自燃，排放出大量的CO、CO2、SO2、H2S有害气体，给环境带来极大危害。

　　粉煤灰主要来自火力发电厂煤燃烧烟气中收集的细灰。目前，我国发电厂粉煤灰的年排放量逐年增加，已由原来的7000万t/a增加到1亿t/a，全国已累计堆存粉煤灰13亿t之多。粉煤灰的合理开发利用不仅是为了满足对能源和资源的需要，也是解决环境污染的需要。尽管我国粉煤灰的利用率已达到40%，但与欧美国家比，相对还很低。

　　在煤矸石和粉煤灰的利用方面，国家给予了充分重视和政策导向，对更好开发利用这类二次资源起到了积极的推动作用。如利用发热值达到6270kJ/kg的煤矸石可不经过洗选，就近用作流化床锅炉的燃料，所产生的热量既可发电，也可用作采暖供热。在煤矸石深加工方面近些年也取得长足进步，如用煤矸石制备SiC或SiC-Al2O3复相材料(β-SiC超细粉)，以及用煤矸石和无烟煤合成β-SiC-Al2O3等。此外，利用富含高岭石的煤矸石还成功生产出4A分子筛。

　　目前已开发出粉煤灰磷肥、硅复合肥，在农业生产中发挥了积极作用;从粉煤灰中分离出的玻璃微珠，利用它的形态效应及表面微集料效应，改性活化后可作为不饱和聚酯树脂玻璃钢的填充料。

　　2煤系固体二次资源利用的发展

　　煤系固体二次资源处置和利用将是一项长期的任务，由于煤系固体二次资源种类日趋复杂和多样化，其资源化利用也在不断向多元化方向发展。我国近时期以来，在这一领域得到长足发展，并形成一批重要成果。

　　(1)制新型陶瓷

　　煤矸石经粉碎、预烧、骨料分级后，以5%的聚乙烯醇溶液为粘合剂，将熟料塑化成型，经高温烧制出显气孔率在5.5%~51.0%，平均孔径在2.0~41.5µm，抗弯强度为3.0~23.2MPa的孔径分布狭窄的多孔陶瓷材料。利用富含高岭石的煤矸石，采取碳热还原氮化的方法可制取赛隆陶瓷。

　　(2)粉煤灰用于煤矿井下巷道锚喷支护

　　该技术根据粉煤灰的特性，将其用作井下巷道锚喷支护混凝土配料代替部分胶凝材料和细集料，可以改善巷道喷射料的力学性能和流变性能，也适用于其它地下工程。

　　(3)水处理

　　粉煤灰可有效去除富营养型湖泊表层水和间隙水中的磷酸酶，对造纸、印染、中草药等废水(含氟、酚、铁、油、铬、铜等)具有一定净化作用。此外，粉煤灰处理印染废水，脱色率达95%，COD去除率达96.2%。粉煤灰与硫酸渣和固体NaCl混合制得集物理吸附和化学混凝为一体的混凝剂，与无机高分子絮凝剂PSA配合处理焦化废水，SS、COD、色度和酚的去除率分别可达95%、86%、96%和92%。