贵州高岭土破碎机_高岭土微粉使用什么破碎机

一、煤矸石来源及成分

煤矸石是在煤矿掘井、采煤及洗选煤过程中排放的固体废物，是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。包括在地表剥离、巷道掘进、采掘以及从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石。煤矸石产生量约占煤炭开采量的 10％～15％，是碳质、泥质和砂质页岩的混合物，含碳 20%～30%，有些还含有腐殖酸，虽然其利用价值低，但也是一直自然资源。煤炭是我国最主要的能源，煤矸石是煤炭生产过程中的产生固体废弃物，随着煤炭的生产不断累积，到 20世纪末，国有重点煤矿积存煤矸石总量就达到了50亿吨，形成大型煤矸石库1500多座，其中有300多座存在自燃问题。煤矸石的成分比较复杂，不同地区的煤矸石成分差异较大。煤矸石的矿物成分主要是高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝等。不同地区的煤矸石由不同种类矿物组成，其含量相差也很悬殊。煤矸石的化学成分较复杂，所包含的元素可多达数十种。一般以硅、铝为主要成分，另外含有数量不等的 Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na2O、P2O5等氧化物，以及微量的稀有金属元素，如钛、钒、钴、镓等。其中 SiO2与 Al203的平均质量分数一般分别在 40％～60％和 15％～30％之间，烧失量一般大于 10％。在煤矸石中，一般以 CaO 和 Fe2O3的质量分数波动最大，有的煤矸石中 CaO 的质量分数不到 1％，有的则高达 30％以上，Fe2O3的质量分数也在较大的范围内波动。

煤矸石

二、煤矸石的危害

露天堆积的煤矸石，在风化作用下容易形成较细颗粒，易进入周围空气和土壤中。特别是煤矸石自燃产生大量有害气体，如 SO2、CO、CO2、NOX、苯丙芘（a)等，并伴有大量烟尘，严重污染环境煤矸石堆存在地面，侵占了大量土地资源，破坏了原有生态系统，破坏了区域景观，同时，也造成矿区周围众多的社会问题。据统计，矿业生产过程中，我国历年矸石堆积占地约 3000km2,这种闲置、堆积的煤矸石，不但丧失了其资源的属性，造成大量土地资源浪费，而且对环境产生了严重的污染，使人地矛盾日渐尖锐。

在煤矸石的长期影响下，煤矸石堆积区的水体会酸化，使水体的原有正常功能改变，造成不良后果。人们饮用污染后的水，也会对健康造成危害。煤矸石及其中细微煤颗粒释放出的一些有机物尤其是其中的多环芳烃会给水环境带来一定的影响，煤矿报废停排水后会引起井下水位大幅度上升，污染深层含水层。

三、煤矸石的利用状况

国外煤矸石利用最早始于第二次世界大战前，直到20世纪60年代后期才真正引起各国的重视，截至目前在众多研究中最成功的方法是生物复田，生物复田首先在美国和匈牙利研究成功，目前这项技术已向全世界推广。美国还研究成功了直接从燃烧的煤矸石库中回收热能，法国对灰分较大的煤矸石进行洗选，回收了其中的可燃物用于发电，从而节约了煤炭。复田造地是彻底消除煤矸石污染的根本方法，在国外已实施多年，效果相当显着，其中英国青野露天矿对 复田造地实施较为长久，也卓有成效。煤矸 石利用制作建材，法国在这方面做得较为出色，从 70 年代起的 30 年中，法国人共利用煤矸石 1 亿多吨，主要用于制砖、生产水泥和铺路。红色煤矸石的颗粒具有抗水冲蚀能力，可用于充填潮湿甚至沼泽和积水塌陷坑，被认为是很好的填充材料，可使路基具有良好的不透水性，法国北部所有载重道路都是使用这种材料作为路基。近年来，法国还研究煤矸石在水泥中利用的新方法，即将含煤比例较高的煤矸石既作为原料又作为燃料投入窑炉生产水泥。在英国，已燃煤矸石被认为是一种优良和经济的材料，并得到了广泛的利用，其中大部分被用于公路、填坝和其他土建工程的填充物。美国利用

“红矸石” （燃烧过的煤矸石渣）作为筑路材料，是目前煤矸石用量最大的一种途径，在宾夕法尼亚州“红矸石”被用于整修道路面。前苏联顿巴斯矿区每年排出约为 6000 万吨煤矸石，积存的煤矸石约为 8 亿吨，煤和硫在空气中因氧化而自燃，使煤矸石经受煅烧变成烧岩，结果是黏土颗粒中的高岭土脱水，具有水硬性掺合料的性质，这种烧岩经常作为碎石用。国外还报道了英、波、比、俄、日等国用煤矸石代替部分黏土生产水泥，取得了节煤、降低成本等效果。

煤矸石环保利用途径

煤矸石综合利用的途径很多，但因受到技术条件和外部因素的限制，实际具有可实施性的项目却不多。建设煤矸石项目之前，首先要清楚煤矸石的组分及性质，做到心中有数，有的放矢，这样才能创造较好的经济效益。下面介绍几项利用量较大，可实施性较高的处理途径。

（一） 煤矸石发电

煤矸石发电项目可以消耗大量煤矸石。国家鼓励发展坑口电站，优先建设煤电一体化项目，但煤矸石品质和充足的资源量是建设矸石发电厂项目的前提条件。用于发电的煤矸石发热量应大于5 000 kJ/kg，必须以煤矸石( 包括煤泥) 为主要燃料，煤矸石( 包括煤泥) 在入炉燃料中的比例不低于 60%，入炉燃料的热值不大于 12 550 kJ/kg。在煤矸石资源和技术条件许可的情况下，国家鼓励建设大容量、高效率的大型循环流化床矸石发电机组，提倡煤矸石热电联产，向附近工矿企业和城镇集中供热。煤矸石发电需要考虑的外部条件如下: ①煤矸石电厂要临近大型矿井选煤厂或矿区选煤厂附近建设，原则上没有足够规模的选煤厂不应规划建设煤矸石发电厂，选煤厂的生产能力一般应在 200 万 t/a 以上; ② 燃料要有保证，运输要方便; ③ 电厂要有充足的水源或利用好矿井的处理污水; ④ 电厂锅炉燃烧 1 t 煤矸石要产生 0. 7 t 左右的粉煤灰和炉渣，产生的灰渣要实现综合利用或妥善处置，不能解决了煤矸石的污染又造成了粉煤灰和炉渣的污染; ⑤要充分考虑热电联产，就近给矿区或城镇供热;⑥ 煤矸石发电项目要与地方发展规划和电力发展规划统一规划、统筹安排。

煤矸石发电

（二）煤矸石制砖

利用煤矸石制砖也是大宗利用煤矸石的主要途径之一。用煤矸石全部或部分代替粘土，采用适当烧制工艺生产烧结砖的技术在我国已经成熟，煤矸石砖的品种较多，烧结砖、空心砖、墙面砖、地面砖，对煤矸石原料化学成分的要求均相同，生产工艺大同小异。生产煤矸石砖对煤矸石原料的化学组成要求: SiO2为 55 ～ 70%，Al2O3为 15% ～ 25%，Fe2O3

为 2% ～ 8%，CaO≤2%，MgO≤3%，SO2≤1%。可塑性指数 7 ～15，热值 2 090 ～ 4 180 kJ / kg，煤矸石的放射性符合 GB9196一88 标准。

煤矸石制烧结砖工艺比粘土制砖工艺增加了一道粉碎工序。根据煤矸石的硬度和粒径，可选用颚式或锤式破碎机、球磨机等分别进行粗、中、细碎，并对原料进行陈化，以增加塑性。煤矸石制烧结砖采用内燃型，尽量避免超内燃。煤矸石烧结砖多采用一次码烧隧道窑，也可以用轮窑等窑炉，并利用窑炉的余热设立干燥室。其产品符合 GB5101－93、GB6763－86 标准。煤矸石制砖需要考虑的外部条件如下: ①煤矸石砖厂要在大矿井或选煤厂附近建设; ② 原料要有保证，运输要方便; ③ 最重要的是要考虑产品规模与附近的销售市场接轨产品销售运距半径在 30 km 范围。

例如: 在某矿区一项目的投标中，两矿生产总规模1 800万 t/a，按常规煤矸石含量 10% ～20% 计算，煤矸石产量为 180 ～ 360 万 t / a，要求产出的矸石全部用来制砖，以发展循环经济，延长产业链。此设计思路虽好，但带来的问题是，由于两个矿地处偏远山区，远离城市，而市场决定产品，没有销售市场，只能改变矸石处理方式。

（三）煤矸石复垦

我国环保政策要求煤矸石的排放必须采用黄土覆盖，这种处理方式最为原始，最为简单，目前，山西省有 90% 的煤矿采用这种方式处理矸石，处理质量参差不齐。在山区利用煤矸石充填沟壑; 在平原则堆高排放，然后覆盖黄土。潞安矿业公司的王村矿、常村矿前期就是采用这种处理方式。有采煤塌陷区的则利用煤矸石充填塌陷区，使被采煤破坏的土地得到恢复。一般的复垦方法是: 采用推土机将倾倒的煤矸石回填、分层碾压、表面复土、植草种树。

对复垦后的矸石排放区，可针对当地具体情况进行绿化种植。如先以草灌植物为主，然后再种乔木树种，有针对性地选择抗旱、耐盐碱、耐瘠薄的树种。如果复垦农田，则需在种植农作物前查明矸石中的有害元素含量。由于山西省天气干旱少雨，若复垦程序不到位，复垦后的土地容易漏水，比较贫瘠，绿化和种植农作物的效果并不理想。

（四） 煤矸石作公路填筑材料

如果煤矿附近有公路要建设，可用煤矸石作公路路基的填筑材料。煤矸石工程填筑可以获得高充填密实度，使煤矸石地基有较高的承载力，并有足够的稳定性。要求煤矸石是砂岩、石灰岩或未经风化的新矸石。施工通常采用分层填筑法，边回填、边压实，并按照 《工业与民用建筑地基基础施工规范》评价填筑工程质量。但是当公路建设完成后，煤矸石处理需另找出路，煤矸石运输半径在 50 km 范围内较为经济。

（五） 煤矸石井下充填

矸石井下充填技术就是将煤矸石用于矿井回填，用煤矸石置换出煤炭，这种方法可使矸石利用率达到 100%，是目前最好的矸石处理方式。该技术在河北、山东和太原东山煤矿已经成功实施，经济、环保、社会效益十分显著，中国矿业大学的科技人员也为此做了大量的研究工作，研发出了一套成熟的技术，值得推广应用。

1.煤矸石充填适用条件

( 1) 三下采煤。煤矿 “三下”是指建筑物下、铁路下、水体下，这里是指工业广场、村庄等建筑物下煤炭的开采。由于人口和经济发展迅速，造成 “三下”压煤量越来越多，采用煤矸石充填技术，起到支撑顶板、防止地面沉陷和水平变形的作用，提高资源回收率。

( 2) 非三下采煤。煤矸石也可用于非 “三下”采煤工作面采空区充填，如掘进巷道充填( 条带式开采) 、长壁工作面采空区充填和巷道充填。

2.煤矸石井下充填的实施条件

煤矸石井下充填技术矸石处理量大、效果好，便于在任何大、中、小型煤矿中推广使用。

( 1) 无论是新建矿井，还是生产矿井都要进行专项方案设计，打破常规设计，适当调整井下巷道和工艺; 特别是井下矸石分离工艺，要求选煤、采矿和机制专业紧密配合，力求选矸工艺简单，设备布置宽度紧凑，

( 2) 进行充分地经济分析，做到经济效益和环保效益双赢。

( 3) 选择适合各矿生产实际的工艺、设备和充填辅材。

设备高度尽量低，以满足采矿设计规范对硐室和巷道的要求; 选矸车间的井下选址要便于运输和充填，使采煤和充填互不干扰，使生产工艺合理顺畅。

四、总结

矸石的综合利用是绿色低碳生成必要路径。针对贵州山区的特点，合理利用矸石是减少成本，降低对环境的污染有极大的好处。

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