煤矸石综合利用研究进展

煤矸石是我国目前排放量最大的矿山固体废弃物之一,其排放和堆存造成了资源浪费、环境污染等问题。从煤矸石的资源特性出发,系统论述了煤矸石资源化利用的途径和研究现状,主要有:提取和回收煤矸石中煤炭、硅、铝、钛等有用组分;制备用于废水处理的光催化剂、吸附剂和沸石分子筛;代替黏土矿物生产混凝土、水泥、砖等建筑材料;改良土壤、制备育苗基质、肥料等;作为充填材料进行采空区回填、路基充填、煤矿塌陷区复垦等;发电以及制备纸张等。我国煤矸石的资源化利用刚刚起步,整体利用率未达到理想水平,因此煤矸石资源化利用的研究应该注意地域差异、分批资源化及二次污染问题。通过对当前煤矸石综合利用最新研究现状的归纳整理,有利于系统性了解煤矸石资源化利用的优势与不足,以期为煤矸石的综合利用提供参考和借鉴。      

煤矸石粗集料混凝土配合比设计及性能研究

以煤矸石粗细骨料为研究对象,通过理论分析与试验研究,对不同热活化活性与原状煤矸石进行研究,分析了煤矸石集料取代率、水灰比等对混凝土的力学性能的影响,为煤矸石作为混凝土集料的选用原则提供科学的理论基础,对推广煤矸石集料混凝土的实际应用有着重要的意义。     

煤矸石制备机制砂的研究进展

目前我国砂石需求量巨大且需求还会持续增加,拓宽机制砂的原料来源、保障产品供应以满足用砂需求,显得越来越迫切。分析了不同原料制备机制砂的力学性能、颗粒级配、表观密度等性质,简述了机制砂典型制砂工艺流程,对比了湿式制砂和干式制砂这2种工艺的特点,介绍了常用机制砂的生产设备与性能,探讨了我国机制砂行业的产品标准和技术规范。并在此基础上,分析了煤矸石制备机制砂的可行性,煤矸石作为我国产生和排放量最大的工业固体废弃物之一,成分和性质与砂石原料相近,以煤矸石作为机制砂原料,不仅可以扩大机制砂的原料来源、增加机制砂产量,而且可以有效实现煤矸石的资源化利用。以煤矸石制备细集料代替传统机制砂配制的混凝土,具有抗压能力强的特点,可用作建筑材料、路段填充料以及桥路的修葺材料,应用前景广阔。但煤矸石机制砂存在成分相对复杂、碳质和硫分含量较高、多孔易吸水、细度模数不稳定、颗粒级配不合理等问题,有必要实施精准分级分质,减少或脱除碳质和硫分,使煤矸石的组分组成更加适应制砂要求;同时改进制砂工艺、充实制砂标准和规范,使煤矸石机制砂得到更为有效的推广和广泛应用。     

煤矸石资源化利用现状与进展

在实现“碳达峰与碳中和”目标的背景下,煤炭作为国家能源安全的基石,其绿色开发对我国经济建设和社会发展起到了至关重要的作用。然而,在煤矿开采及分选加工过程中,煤矸石作为煤炭主要伴生副产物,已成为我国急需处理的大宗固废之首。然而,目前煤矸石的综合利用率仍处于较低水平,尚未形成较为规范可行的研究体系。因此,针对煤矿开采与煤矸石堆积所造成的水、大气与土壤环境污染问题,通过煤矸石在生产能源、有价金属回收、建筑材料生产与其他方向的资源化利用的相关研究进展,结合煤矸石在防止重金属污染、土壤修复、防止水土流失等方面的应用,最后提出了煤矸石资源化利用未来的发展方向,根据整体进行规划与资源整合,不仅有大量用于常规目的的煤矸石资源化利用方向,同时还有用于生产高附加值产品的特殊用途,通过两者相结合,实现煤矸石的综合化和资源化利用,为其“减量化、资源化、循环化”发展提供借鉴。总之,煤矸石资源化利用是我国煤炭产业转型升级的重要方向,也是实现绿色可持续发展的必由之路。只有通过不懈的努力和持续的创新,才能更好地解决煤矸石堆积问题,推动煤矸石资源化利用向更加高效、环保、可持续的方向发展,为我国经济社会可持续发展做出更大...     

煤矸石混凝土的研制及应用

分析了煤矸石的岩相和化学组成,阐述了煤矸石水泥的配制和用煤矸石水泥和煤矸石轻集料配制煤矸石混凝土的情况,试验结果表明,煤矸石混凝土的物理力学性能能够达到使用要求。最后介绍了煤矸石混凝土在制作轻内隔墙板、彩色地面砖等新型墙体材料方面的应用情况。     

煤矸石粗集料理化性质和形状特征对混凝土强度的影响

随着天然集料的日益缺乏以及国家对固体废弃物再利用的高度重视,煤矸石集料的应用已引起广泛关注,但不同地区煤矸石粗集料理化性质和形状特征差异较大,会显著影响混凝土性能。本文选取陕西省不同矿区的煤矸石,采用宏观指标(压碎指标、吸水率、坚固性、表观密度、含泥量)和细观指标(矿物组成、化学成分、微观形貌和内部孔结构)评价煤矸石粗集料的理化性质,并分析了两者之间的关联性。针对煤矸石与天然碎石的形状差异,提出了球度、角数和纹理指数等煤矸石粗集料形状统计指标,并结合煤矸石粗集料宏观指标分析了对混凝土工作性与强度的影响规律。研究结果表明,石英、高岭石和伊利石含量高、微观形貌密实、孔隙率小的煤矸石粗集料,吸水率和压碎指标较低;与天然碎石相比,煤矸石粗集料球度较低,多呈不规则形状,角数和纹理指数高,表现为棱角较多且尖锐、表面更粗糙;压碎指标和吸水率低的煤矸石集料配制的混凝土,和易性好、强度高;当煤矸石粗集料压碎指标差异小时,其形状统计指标决定了混凝土强度,球度越高、角数和纹理指数越小,混凝土强度越低。     

煤矸石陶粒轻集料混凝土体积稳定性研究

开展煤矸石陶粒替代普通碎石骨料制备轻集料混凝土的研究有助于推动建材向轻质、高强、隔热方向发展。在总结轻集料混凝土的研究和应用现状、体积收缩种类、收缩机理及其改善措施的基础上,研究了减缩剂、陶粒预湿对煤矸石陶粒轻集料混凝土体积稳定性的影响。试验结果表明：无论是增加减缩剂掺量还是提高煤矸石陶粒预湿程度,煤矸石陶粒轻集料混凝土试件的收缩率均明显下降、体积稳定性均明显改善;二者复合应用更有利于降低试件的收缩率、提高试件的稳定性。该研究对煤矸石陶粒轻集料混凝土的推广应用具有指导意义。     

煤矸石凝石似膏体充填材料的制备及其性能

针对煤矸石大量堆存引起严重的生态环境问题的现状,在仿地成岩凝石思想指导下,以实现煤矸石的大宗高效利用为目的,开展了煤矸石凝石似膏体充填材料的制备及其性能研究。在研究煤矸石物相组成及热力学特性的基础上,研究了煤矸石凝石似膏体充填材料的物理性能和力学性能,并对比研究了水泥混凝土和以煤矸石凝石似膏体充填材料为胶凝材料的混凝土的耐久性能,结果表明,煤矸石凝石似膏体充填材料具有较好的力学性能和耐久性能,可以作为胶凝材料用于矿区似膏体充填。     

煤矸石资源化利用现状与进展

介绍了煤矸石的性质及其主要的资源化利用途径。在前期研究的基础上,提出了煤矸石资源化利用的新领域—轻骨料。煤矸石陶粒轻骨料具有良好的性能,符合国家的产业政策,用其配制的混凝土适应高层建筑轻质、高强的发展要求,国内外在煤矸石陶粒轻骨料研究方面取得了一些进展,为合理确定陶粒的工艺流程和参数进行了有益的探索,推动了煤矸石陶粒的应用发展。     

煤矸石资源化利用现状与进展

介绍了煤矸石的性质及其主要的资源化利用途径。在前期研究的基础上,提出了煤矸石资源化利用的新领域—轻骨料。煤矸石陶粒轻骨料具有良好的性能,符合国家的产业政策,用其配制的混凝土适应高层建筑轻质、高强的发展要求。国内外在煤矸石陶粒轻骨料研究方面取得了一些进展,为合理确定陶粒的工艺流程和参数进行了有益的探索,推动了煤矸石陶粒的应用发展。     

我国煤矸石应用现状及发展方向

根据煤矸石的物理化学性质,介绍了煤矸石在化工、建筑、农业和采矿等行业的应用现状、存在问题以及发展方向.综合利用煤矸石,可以变废为宝,实现煤矸石的资源化和可持续发展.     

一种新型煤矸石混凝土的基本力学性能

采用碱性干粉激发剂与煤矸石、粉煤灰混合作为胶凝材料制备了一种新型煤矸石混凝土,对其基本力学性能进行了试验研究,并与氢氧化钠(Na OH)溶液激发的煤矸石混凝土、普通混凝土的性能进行了对比。研究得到了新型煤矸石混凝土的基本力学性能,并研究了干粉激发剂、养护时间、养护温度、水胶比和砂率等因素对其基本力学性能的影响规律。对比研究发现这种新型煤矸石混凝土的强度有明显提高;干粉激发剂的组成、养护时间和温度对煤矸石混凝土的力学性能有重要影响,并分析得到了该新型煤矸石混凝土的最优养护温度、最优水胶比和砂率。     

山西省典型煤电基地煤基固废综合利用研究与资源化分析

通过对山西省典型煤电基地潞安矿区煤矸石和粉煤灰综合利用途径进行深入的研究,对煤矸石和粉煤灰样品的化学组成、矿物组成、发热量、重金属含量、灰分含量、水分含量、含碳量和全硫量等物理化学性质进行检测试验,结合煤基固废综合利用的总体原则和对应用过程中对环境污染风险的考虑,选择适合不同物理化学性质的煤矸石的利用途径和优先发展产业链。研究发现,山西地区大部分煤矸石适合制备水泥和建筑材料,部分煤矸石适合回收硫铁矿、制作高级陶瓷、制备分子筛、用作燃料和发电材料;而山西地区的粉煤灰不适于做混凝土掺料、水泥混合材、硅酸盐制品、砂浆原料、回填材料、泡沫绝热材料、粉煤灰三渣和陶质材料,适合用做填料、农用、提铝,也可用于水处理剂和其他高附加值应用。该研究可为提高山西省典型煤电基地固废利用率和产业化实际应用提供参考。     

新疆煤基固体废弃物处置与资源化利用研究

新疆煤炭资源储量丰富,是我国重要的煤炭生产接续区和战略性储备区,开发利用过程中产生的煤基固废合理处置与资源化问题是制约矿区环境保护的难题之一。总结分析了新疆煤基固废的理化特征和分类形式及其产生的地质背景。分析表明:吐哈、准噶尔、伊犁、库拜4大煤田产生的煤基固废的理化特征存在明显地区差异,以低阶烟煤为主的低变质煤田区域的煤矸石多以砂岩、黏土岩、钙质岩为主;通过对典型煤基固废的综合评价,提出了新疆煤基固废梯级资源化利用的产业链布局模式;提出了以煤基固废的就地充填为基础,协同发展保水开采、净水开采、储能开采等煤基固废利用的新方法,探讨了煤基固废-电-化、煤基固废-电-建等高附加值开发利用产业布局模式,详细阐述了煤基固废在发电利用、建材利用、化工产品制备、充填处置及工程填料等方面综合资源化利用方法的原理和技术路线,提出了以合理处置矸石和水资源保护为目标的煤炭资源高效集约化开采技术。研究成果对新疆地区优化煤炭产业布局、煤基固废梯级资源化利用及矿区生态环境保护具有重要的指导意义。     

自燃煤矸石粗集料混凝土吸水性试验研究

自燃煤矸石粗集料的多孔性使其吸水量比天然碎石大,当自燃煤矸石部分替代传统粗集料时会对混凝土耐久性产生影响。本试验通过对自燃煤矸石替代30%粗集料的煤矸石混凝土试件在持续压荷载作用下的吸水性进行试验研究,分析了不同荷载水平对煤矸石混凝土吸水性的影响,并与普通混凝土进行了对比试验。研究结果表明:荷载水平对混凝土和煤矸石混凝土的吸水性会产生显著的影响,当荷载水平较小时,试件的吸水能力会降低,当荷载水平较高时,试件的吸水能力会显著提高;煤矸石替代30%的粗集料不会对试件的吸水性产生明显影响,反映出煤矸石掺量较低时对混凝土的耐久性影响较小。     

浅谈煤矸石的资源化综合利用

煤矸石是在煤炭开采,洗选加工过程中所产生的固体废弃物,是一种在煤形成过程中与煤伴生,共生的含碳量较低,比煤坚硬的黑炭色岩石。在分析阐述了煤矸石组成、性质后,介绍了我国煤矸石的资源化综合利用方法。     

我国朔州地区煤矸石的矿物学特征及煅烧组分变化研究

目前，煤矸石利用是固废处置与利用的重要内容之一，煤矸石的综合利用与其矿石性质密切相关，但对煤矸石各组分的嵌布关系，元素分布、物相存在形式、微观形貌等相关研究较少。文章针对我国朔州地区煤矸石开展工艺矿物学研究，采用XRD、XRF、EDS、SEM等方法，查明了该煤矸石成分为石英、高岭土、黄铁矿、伊利石、金红石，且多为集合体形式存在，其颗粒微观形貌呈现层状或鳞片状。煤矸石中有用矿物高岭石的含量为56.3%，其次为石英21.1%，伊利石15%。铁杂质主要以黄铁矿存在，其含量为6.5%。煤矸石煅烧试验表明:黄铁矿在850℃左右开始被氧化，生成赤铁矿；在1 000℃煅烧2 h，煤矸石中碳降低到0.1%以下，硫含量也降低到1.74%。在900~1 000℃温度区间内，高岭石转变为无定型的偏高岭土。