湖南煤矸石堆存环境影响和综合利用途径分析

文章对湖南各煤系煤矸石的环境影响特性进行了分析,同时根据各煤系煤矸石的物质组成特点提出合理的综合利用途径。通过煤矸石的综合利用,减轻煤矸石堆存对环境的不利影响。     

利用CO2回收煤矸石中的碳

针对煤矸石长期堆存不仅危害生态环境安全,还造成能源浪费的问题,利用正交实验研究了脱碳温度、脱碳时间、气体流量、CO₂体积分数4个因素对煤矸石脱碳率的影响.结果表明：脱碳温度对煤矸石脱碳影响高度显著;脱碳时间的增加可以在一定程度上促进煤矸石脱碳;CO₂体积分数和气体流量对煤矸石脱碳的影响较小.煤矸石脱碳的最佳实验条件为脱碳温度1 100℃、CO₂体积分数80%、脱碳时间90 min、气体流量9 L/min,此时煤矸石脱碳率达到96.68%.     

阜新地区煤矸石资源综合化利用

论述了阜新地区煤矸石综合利用的现状和意义,指出应把煤矸石资源化利用放到阜新经济转型和振兴东北老工业基地的高度去考虑;在综合国内外煤矸石资源化研究与利用现状的基础上,对阜新地区煤矸石综合利用提出了一系列合理化建议,即政府支持,加强基础与产业化研究,大规模利用和高附加值利用相结合,形成新的绿色科研与生产一体化产业链。     

煤矸石环境危害性及其资源化利用

对煤矸石的环境危害性进行了分析,综述了其在农业、道路工程及提铝产业中的研究进展,指出需要加大煤矸石环境危害性的监测和研究以及其路用性能研究,注重煤矸石的改性研究,实现煤矸石耗量大的高附加值产品开发,实现对环境无害的零排放和循环利用。     

煤矸石在调整锰硅渣型中的应用

为降低锰硅生产成本,对煤矸石在锰硅合金生产中的应用进行了介绍,从理论和生产实践两方面阐述了使用煤矸石调整锰硅合金渣型,实现高Al_2O_3渣的低渣比操作的可行性。根据生产实际阐述了煤矸石配入量对渣铁比、渣中跑锰、硅石利用率的影响,并分析了渣中各组元之间的相互关系。最终采用高煤矸石配人量、高人炉品位生产锰硅合金,结果表明,煤矸石对提高锰硅回收率、降低电耗均有一定的作用。     

浅析四川雅安地区小型煤矿煤矸石的综合利用与环境保护

四川在煤矸石的综合利用上一直走在全国前列,尤其是利用煤矸石制造矸石砖。但这些矸砖厂主要集中于在大中型煤矿企业分布区,如宜宾、泸州等,而小型煤矿居多的雅安地区仍未对煤矸石进行综合回收利用。本文作者多年在该地区煤矿调查工作,通过对区域内煤矿类型以及煤矸石成分的综合分析认为:建立中小型矸石机砖厂集中对一定区域内煤矸石进行综合利用,既能利用煤矸石本身残余的热量,节约能源,又能有效的减少其对地质环境破坏,达到环境保护的目的。     

用煤矸石中制备氢氧化铝和氧化铝的研究

利用煤矸石制备氢氧化铝和氧化铝是高附加值利用煤矸石研究的一个热点,本文详细综述了煤矸石制备氢氧化铝、氧化铝和纳米级Al_2O_3的相关工艺及研究进展,特别是其制备工艺过程中的活化、浸取和除杂等几个关键工艺步骤的对制备氢氧化铝和氧化铝的影响;针对目前的研究现状,指出了今后应加强的几个重点研究内容。     

煤矸石合成SiC的研究

煤矸石合成SiC是高附加值利用煤矸石研究的一个热点,本文详细综述了煤矸石合成SiC的相关工艺及研究现状,特别是其合成工艺过程中的合成温度、保温时间、C过量量、原料粒度和氮气流量等几个关键工艺参数对SiC合成的影响;针对目前的研究,指出了存在的问题和今后应加强的研究内容。     

高效能利用煤矸石的新途径--兼评谢祚济等发表的<用煤矸石配制速凝早强水泥>一文

对煤矸石的综合利用进行了较全面地介绍。在论述煤矸石高效能利用时 ,作者特别推荐谢祚济等研制的“用煤矸石配制速凝早强水泥”新工艺 ,并建议研究者尽快使该工艺转化为生产力。     

几种除铁物料对煤矸石酸浸液除铁效果的研究

以煤矸石在最优水平组合下得到的酸浸反应液为研究对象,通过对其组分含量的分析,结果表明:100 g煤矸石酸浸得到的反应液中Al2O3、Fe2O3含量分别为29.82 g、1.13 g,其中铁含量没有满足工业用硫酸铝一级品要求。因此,本研究取100 g煤矸石在酸浸条件最优的水平组合下酸浸反应得到的滤液,在滤液中加入一些含铝物料,初步探索了矿渣、赤泥、铝土矿和煤矸石的脱铁效果。综合实验数据及原料来源、经济性等多方面考虑,最终选定煤矸石作为除铁物料进行脱铁,同时也实现了煤矸石资源化利用,研究成果具有较好的应用前景。     

低品位煤矸石制备莫来石的研究

以酸洗处理后的南方地区煤矸石及氧化铝为原料,研究了不同试验条件下合成莫来石物相的影响。结果表明:1 200℃开始有棒状莫来石晶体的生成,1 500℃以后莫来石大量生成,温度升高到1 600℃莫来石进一步生成;改变最高温度下的保温时间,莫来石化程度呈现先增后减的趋势;改变煤矸石的用量,随着煤矸石用量的增加,物相中刚玉峰增强,说明煤矸石用量的增加不利于莫来石的合成;改变配料中的铝硅比,由3∶2降低到1∶1过程中,莫来石化程度逐渐加强,在铝硅比1∶1时物相中刚玉峰消失,说明低品位煤矸石在较低的铝硅比下有利于莫来石的合成。     

煤矸石化学氧化产酸产碱动力学定量描述

采用静态模拟试验方法,从含硫量不同的煤矸石的理化性质分析了煤矸石自身氧化产酸产碱规律。煤矸石氧化产酸是一个产酸产碱并存的过程,产酸过程主要是由硫化矿物的化学氧化控制,产碱过程则是碱性矿物溶解造成的酸度中和以及发生在某些硅酸盐矿物表面的因离子溶出而发生的质子交换。煤矸石的产酸阶段可以分为快速产酸期和稳定产酸期,产碱阶段可以分为快速产碱期和慢速产碱期。试样1煤矸石体系0~48 h为快速产酸期,产酸速率1.889 mmol/(kg?h),此后进入稳定产酸期,稳定产酸速率为0.012 mmol/(kg?h);0~24 h为快速产碱期,产碱速率1.594 mmol/(kg?h),之后产碱速率降为0.013 mmol/(kg?h)。试样2煤矸石体系的产酸产碱过程以48小时为转换点,快速产酸速率为0.243 mmol/(kg?h),稳定产酸速率为0.008 mmol/(kg?h);快速产碱速率为1.008 mmol/(kg?h),慢速产碱速率为0.033 mmol/(kg?h)。     

浅谈阳泉赤泥覆盖矸山治理措施

简述煤矸石山自燃的危害,介绍了阳煤集团煤矸石山治理方法,着重论述赤泥覆盖矸山的优点,赤泥覆盖矸山方法。     

抚顺煤矸石、煤、煤精的区分鉴定分析

抚顺煤精市场上充斥着许多半煤精半矸劣质煤精制品和大量用煤精颗粒粉碎混入胶后倒膜的假冒天然煤精工艺品。以辽宁抚顺地区煤系地层中产出的煤矸石、煤、煤精为研究对象,依据国家标准GB/T 16553—2017《珠宝玉石 鉴定》对它们的密度、摩氏硬度进行常规测试,利用傅里叶变换红外光谱(FT-IR)、热重分析(TG)、X射线衍射(XRD)进行分析。测试样本的煤矸石密度为1.37～1.49 g/cm³,摩氏硬度为3.0～3.5,煤的密度为1.23～1.25 g/cm³,摩氏硬度为2.0～2.5,煤精的密度为1.19～1.30 g/cm³,摩氏硬度为2.0～2.5。FT-IR分析表明煤矸石和煤精样品在1 007 cm^-1、1 031 cm^-1处的吸收峰明显强于煤样品的,是样品中包覆的无机杂质成分的SiO²⁺₄的ν(Si-O)基团的伸缩振动峰所致。三者中煤矸石的密度和硬度高,多水高岭石和高岭石含量较多,热失重少;煤中含有较少的高岭石和多水高岭石等无机矿物,品质较差的煤含少量石英,密度和硬度数据可以作为煤矸石的主要区分鉴定依据;煤精中含有较少的高岭石、多水高岭石等无机矿物,含微量石英,FT-IR分析的1 031 cm^-1和777～797 cm^-1处的吸收峰为煤精的特征峰,可作为煤精与煤的主要区分依据,热失重方面煤精略大于煤的,可作为次要区分依据。     

利用煤矸石制取优质高岭土的试验研究

某煤系高岭岩系列煤矸石经干馏脱油气、脱碳、强磁选、浸出、氯化焙烧除铁、钛及增白工艺 ,制取优质高岭土取得了较理想的结果 ,且试验的重现性好、指标稳定 ,其铁、钛含量可相应降低到 1%以下 ,产品白度大于 90度。     

煤炭矿区排矸场表层土壤重金属污染研究

采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理,在沉陷区沟壑地带分层充填矸石,使沟地变为平地,对环境保护有重要意义。神府东胜煤田的大多数煤矿现已基本采用填埋覆土的方式对煤矸石进行处理。以神府东胜煤田中某排矸场为研究对象,分析了排矸场表层土壤（地表及-1 m处）中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb和Zn含量的空间分布特征及土壤中重金属的赋存形态。研究表明,排矸场中As、Cd、Cr、Cu、Pb、Zn含量超过该地区的土壤背景值,对当地的土壤环境造成了一定的污染;排矸场土壤中As、Cd、Cr、Cu、Mn、Ni、Pb在-1 m处的含量高于表层土壤,并且排矸场中-1 m处土壤的8种重金属元素的含量都高于对照区土壤重金属含量;排矸场中Cd、Cr、Cu、Ni残渣态占比最大,As可氧化态占比最大,Mn、Zn、Pb可交换态和可还原态占比较大,Mn、Zn、Pb以更不稳定的形态存在,对生态环境影响较大。     

降雨pH对煤矸石中重金属和SO■释放行为的影响

以高硫煤矸石为研究对象,采用静态淋溶试验探究在模拟降雨pH分别为2、3、5、7的条件下,煤矸石中重金属Mn、Cu、Zn和SO■的释放规律及动力学行为。结果表明,酸性条件更有利于重金属和SO■释放,随时间增加表现为先快速释放后逐渐稳定的趋势。在降雨pH为3时,重金属Mn、Cu、Zn的累积释放量最大,分别达到60.40、29.11、5.86 mg/kg。在降雨pH为2时,SO■的累积释放量最大,达到了25 027.27 mg/kg。动力学结果表明,重金属释放由界面化学反应控制,而SO■由固体膜层界面和扩散混合控制,且在重金属与SO■释放的过程中产生大量H⁺,使淋出液pH<1.52。本研究结果可以从污染物源头释放的角度为煤矸石堆场重金属及SO■污染防控和监管提供理论依据。