煤基固废规模化绿色低碳利用研究进展与创新路径
刘浪1
朱梦博1
王双明2
杨潘1
于博1
阮仕山1
杨军军1
解耿1
1.西安科技大学能源与矿业工程学院,陕西 西安 7100542.西安科技大学煤炭绿色开采地质研究院,陕西 西安 710054;西安科技大学地质与环境学院,陕西 西安 710054
摘要：煤炭的开采与加工为我国提供了可靠的能源保障和关键的化工原料,有力地推动了工业的快速发展和社会的进步.然而,这一过程也产生了巨量的煤基固废.煤基固废不仅占用了大量土地资源,还对环境造成了不同程度的污染,尤其是在长期堆存过程中,可能释放有害气体、重金属及其他有毒物质,威胁水源、空气和土壤安全.如何高效且规模化地利用煤基固废,成为当前实现资源循环利用、减少环境污染的关键技术挑战.通过分析煤基固废的产生、分类、特性及其环境影响,对现有煤基固废进行了重新归类,系统总结了其在矿山充填、建筑材料及生态修复等领域的成熟规模化利用模式,提出了煤基固废绿色低碳利用的创新路径.研究表明:①煤基固废可归类为变性和原性煤基固废两大类,其中变性煤基固废具有开发胶凝材料和固碳功能材料的潜力,而原性煤基固废则具备天然砂石骨料和土壤材料的特性;②当前,煤基固废的主要规模化利用模式包括矿山充填(如胶凝材料、膏体充填和注浆充填)、建筑材料(如水泥辅料、筑路材料和预制件)、生态修复(如坍陷区回填、荒地复垦和土壤改良)和资源提取利用(炭质组分、铝、硫和稀有元素);③提出了煤基固废分级分质全组分利用的新技术,通过提取高价值组分并将剩余组分用于采空区充填,实现其最大化资源利用;④探讨了煤基固废改性协同处置高盐废水、改性充填协同储库构筑及功能性储库协同封存危险固废的创新技术.上述研究旨在提高大宗煤基固废的资源利用效率,推动煤炭产业绿色转型,为煤炭资源的可持续发展提供新路径.
关键词：变性煤基固废原性煤基固废绿色低碳规模化利用
分类号：TD801(矿山开采)
资助基金：中国工程院战略研究与咨询资助项目(2024-XZ-24)国家自然科学基金(52378264)陕西省重点研发计划-两链融合重点专项资助项目(2023-LL-QY-07)
论文发表日期：2025-06-30
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：22( 82-103 )
英文信息