一、煤矸石资源化利用的评价
煤矸石的性质决定着煤矸石资源化的途径,因此对煤矸石的组分及性质进行分析和评价,将有利于选择最佳的资源化利用途径,更好、更有效地利用煤矸石资源。
按照煤矸石的岩石特征分类,可以分成高岭石泥岩(高岭石含量>60%)、伊利石泥岩(伊利石含量>50%)、砂质泥岩、砂岩及石灰岩。主要利用途径为:高岭石泥岩、伊利石泥岩-生产多孔烧结料、煤矸石砖、建筑陶瓷、含铝精矿、硅铝合金、道路建筑材料;砂质泥岩、砂岩-生产建筑工程用的碎石、混凝土密实骨料;石灰岩-生产胶凝材料、建筑工程用的碎石、改良土壤用的石灰。
煤矸石中的铝硅比(三氧化二铝/二氧化硅)也是确定一般煤矸石综合利用途径的因素。铝硅比大于0?5的煤矸石,铝含量高,硅含量较低,其矿物成分以高岭石为主,有少量伊利石、石英,质点粒径小,可塑性好,有膨胀现象,可作为制造高级陶瓷、煅烧高岭土及分子筛的原料。
煤矸石中的碳含量是选择其工业利用方向的依据。按煤矸石中碳的含量多少可分为四类:一类<4%,二类4~6%,三类6~20%,四类>20%。四类煤矸石发热量较高(6270-12550千焦/千克),一般宜用作为燃料,三类煤矸石(2090-6270千焦/千克)可用作生产水泥、砖等建材制品,一类、二类煤矸石(2090千焦/千克以下)可作为水泥的混合材、混凝土骨料和其他建材制品的原料,也可用于复垦采煤塌陷区和回填矿井采空区。
在煤矸石的化学成分中,全硫含量一是决定了矸石中的硫是否具有回收价值,二是决定了煤矸石的工业利用范围。按硫含量的多少也可将煤矸石分为四类:一类(0?5%,二类0?5~3%,三类3~6%,四类>6%。全硫量达6%的煤矸石即可回收其中的硫精矿,对于用煤矸石作燃料的要根据环保要求,采取相应的除尘、脱硫措施,减少烟尘和二氧化硫的污染。
二、煤矸石发电
1?煤矸石发电的技术要求
含碳量较高(发热量大于4180千焦/千克)的煤矸石,一般为煤巷掘进矸和洗矸,通过简易洗选,利用跳汰或旋流器等设备可回收低热值煤,供作锅炉燃料。
发热量大于6270千焦/千克的煤矸石可不经洗选就近用作流化床锅炉的燃料。煤矸石发电,其常用燃料热值应在12550千焦/千克以下,可采用循环流化床锅炉,产生的热量既可以发电,也可以用作采暖供热。这部分煤矸石以选煤厂排出的洗矸为主。
煤矸石发电以循环流化床锅炉为主要炉型。加入石灰石或白云石等脱硫剂,可降低烟气中硫氧化物和氮氧化物的产生量。燃烧后的灰渣具有较高的活性,是生产建材的良好原料。今后发展以循环流化床锅炉为主,重点推广75吨/小时及以上循环流化床锅炉,并完善、开发大型化的循环流化床锅炉。
2?煤矸石、煤泥混烧发电的技术要求
煤矸石发热量4500一12550千焦/千克,煤泥发热量8360一16720千焦/千克,煤泥的水分25-70%。混烧方式有煤矸石和煤泥浆、煤矸石和煤泥饼混烧,煤泥加入可以采用机械方式输送、挤压泵与管道混合输送及泵送方式,锅炉采用流化床和循环流化床。