一、煤矸石資源化利用的評價
煤矸石的性質(zhì)決定著煤矸石資源化的途徑,因此對煤矸石的組分及性質(zhì)進行分析和評價,將有利于選擇最佳的資源化利用途徑,更好、更有效地利用煤矸石資源。
按照煤矸石的巖石特征分類,可以分成高嶺石泥巖(高嶺石含量>60%)、伊利石泥巖(伊利石含量>50%)、砂質(zhì)泥巖、砂巖及石灰?guī)r。主要利用途徑為:高嶺石泥巖、伊利石泥巖-生產(chǎn)多孔燒結(jié)料、煤矸石磚、建筑陶瓷、含鋁精礦、硅鋁合金、道路建筑材料;砂質(zhì)泥巖、砂巖-生產(chǎn)建筑工程用的碎石、混凝土密實骨料;石灰?guī)r-生產(chǎn)膠凝材料、建筑工程用的碎石、改良土壤用的石灰。
煤矸石中的鋁硅比(三氧化二鋁/二氧化硅)也是確定一般煤矸石綜合利用途徑的因素。鋁硅比大于0?5的煤矸石,鋁含量高,硅含量較低,其礦物成分以高嶺石為主,有少量伊利石、石英,質(zhì)點粒徑小,可塑性好,有膨脹現(xiàn)象,可作為制造高級陶瓷、煅燒高嶺土及分子篩的原料。
煤矸石中的碳含量是選擇其工業(yè)利用方向的依據(jù)。按煤矸石中碳的含量多少可分為四類:一類<4%,二類4~6%,三類6~20%,四類>20%。四類煤矸石發(fā)熱量較高(6270-12550千焦/千克),一般宜用作為燃料,三類煤矸石(2090-6270千焦/千克)可用作生產(chǎn)水泥、磚等建材制品,一類、二類煤矸石(2090千焦/千克以下)可作為水泥的混合材、混凝土骨料和其他建材制品的原料,也可用于復(fù)墾采煤塌陷區(qū)和回填礦井采空區(qū)。
在煤矸石的化學(xué)成分中,全硫含量一是決定了矸石中的硫是否具有回收價值,二是決定了煤矸石的工業(yè)利用范圍。按硫含量的多少也可將煤矸石分為四類:一類(0?5%,二類0?5~3%,三類3~6%,四類>6%。全硫量達6%的煤矸石即可回收其中的硫精礦,對于用煤矸石作燃料的要根據(jù)環(huán)保要求,采取相應(yīng)的除塵、脫硫措施,減少煙塵和二氧化硫的污染。
二、煤矸石發(fā)電
1?煤矸石發(fā)電的技術(shù)要求
含碳量較高(發(fā)熱量大于4180千焦/千克)的煤矸石,一般為煤巷掘進矸和洗矸,通過簡易洗選,利用跳汰或旋流器等設(shè)備可回收低熱值煤,供作鍋爐燃料。
發(fā)熱量大于6270千焦/千克的煤矸石可不經(jīng)洗選就近用作流化床鍋爐的燃料。煤矸石發(fā)電,其常用燃料熱值應(yīng)在12550千焦/千克以下,可采用循環(huán)流化床鍋爐,產(chǎn)生的熱量既可以發(fā)電,也可以用作采暖供熱。這部分煤矸石以選煤廠排出的洗矸為主。
煤矸石發(fā)電以循環(huán)流化床鍋爐為主要爐型。加入石灰石或白云石等脫硫劑,可降低煙氣中硫氧化物和氮氧化物的產(chǎn)生量。燃燒后的灰渣具有較高的活性,是生產(chǎn)建材的良好原料。今后發(fā)展以循環(huán)流化床鍋爐為主,重點推廣75噸/小時及以上循環(huán)流化床鍋爐,并完善、開發(fā)大型化的循環(huán)流化床鍋爐。
2?煤矸石、煤泥混燒發(fā)電的技術(shù)要求
煤矸石發(fā)熱量4500一12550千焦/千克,煤泥發(fā)熱量8360一16720千焦/千克,煤泥的水分25-70%?;鞜绞接忻喉肥兔耗酀{、煤矸石和煤泥餅混燒,煤泥加入可以采用機械方式輸送、擠壓泵與管道混合輸送及泵送方式,鍋爐采用流化床和循環(huán)流化床。