煤矸石固废高值化利用研究现状与进展
张博超1
童辉1
龙雪颖2
苏培莉3
贺新福4
张亚婷4
1.中煤科工生态环境科技有限公司,北京 1000132.中国科学院地球环境研究所,陕西西安 7100543.西安科技大学建筑与土木工程学院,陕西西安 7100544.西安科技大学化学与化工学院,陕西西安 710054
摘要：煤矸石是煤矿开采和选煤过程中产生的固体废弃物,长期自然堆积不仅压占土地,造成水土流失,而且会引发自燃、爆炸等危险事故.此外,煤矸石中含有多种重金属元素,会造成土壤和地下水污染.据统计,我国煤矸石年产量已超7亿t,累计堆存量超60亿t.因此,煤矸石的处理和利用已经成为煤炭工业需要解决的主要问题.目前我国煤矸石主要利用途径为填坑筑路、矿区回填、低性能矸石砖瓦建材等,这些粗犷型应用未能充分利用到煤矸石中丰富的化学成分(SiO2、Al2O3.Fe2O3、K2O、MgO、CaO和Na2O等)和稀有元素(Ni、B、Be、Ti、Ga等).随着我国可持续发展战略的实施,煤矸石逐渐向绿色高值化利用方向发展,通过酸浸法提取氧化铝、硅胶等化工原料;以碱激发工艺制备地质聚合物材料,其强度可达传统水泥的1.5倍;利用热活化技术合成沸石分子筛,应用于废水处理与气体吸附;通过配方优化烧制高性能陶瓷,或经微生物改性制成土壤改良剂,有效调节土壤酸碱度并补充微量元素.从煤矸矿物成分角度出发,系统论述了以煤矸石为原料提取化工产品,合成地质聚合物,制备陶瓷、沸石分子筛和土壤改良剂等高值化利用现状,分析了煤矸石应用过程中存在的主要问题和多组分梯级利用模式的发展趋势,以期为煤矸石相关研究和固体废弃物高值化利用提供思路和借鉴.
关键词：煤矸石固体废弃物高值化利用矿物成分分梯级利用
分类号：TD325(矿山压力与支护)
资助基金：国家自然科学基金(U1810113)西安市岩土与地下工程重点实验室资助项目(XKLGUEKF20-03)
论文发表日期：2025-11-30
在线出版日期：2025-12-24（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 186-196 )
英文信息