對于非金屬礦行業來說,煤矸石具有廣闊利用前景的重要非金屬礦產資源。2019年1月,國家發改委、工信部聯合發布了《關于推進大宗固體廢棄物綜合利用產業集聚發展的通知》,鼓勵煤矸石多元素、多組分梯級利用,推進煤矸石高值化利用,提取有用礦物元素,重點研發煤矸石生產農業肥料、凈水材料、膠結充填專用膠凝材料等高附加值產品。
高附加值利用是提高煤矸石產品附加值、提高資源利用企業利潤的重要方式。下面,我們就來分享一下煤矸石的10種高附加值綜合利用途徑。
1、煤矸石生產煅燒高嶺土
高嶺土是煤矸石的重要組分,煤矸石通過提純、超細粉碎、煅燒和表面改性等精細加工技術,可生產超細煅燒高嶺土,既可在造紙中用作涂布顏料和填料,又可在塑料、橡膠、航天、電線電纜、涂料、油墨、食品添加劑、化妝品、殺蟲劑等領域中作為填充劑和延展劑,同時也可作為陶瓷工業及耐熱高溫陶器的一種生產原料。
目前全國各地煤矸石制備煅燒高嶺土項目遍地開花,已成為煤矸石高附加值利用的重要方向之一。
2、煤矸石發電
煤矸石發電可最大限度地凸顯煤矸石的經濟效益、環境效益和社會效益,其豐富的資源量和高品質是項目建設的基礎和前提。將煤矸石用于發電,不僅可有效解決煤矸石資源長期大量堆存的問題,同時還有助于保護環境。目前,以劣質煤炭資源、煤矸石為主的流化床燃燒發電供熱技術發展十分迅速。
3、煤矸石生產陶瓷微珠
陶瓷空心微珠是一種粒徑在0.5微米-300微米之間的空心無機非金屬材料球體,是一種高強、輕質、性優的新型工業基礎材料。2013年,山西孝義市汾西勇龍新材料有限責任公司就開始了10萬噸/年煤矸石制陶瓷微珠項目的建設。
4、煤矸石生產纖維材料
煤矸石經高溫高壓溶解,高速離心可制成超細無機纖維,再通過改性、軟化、除渣等工藝,可以替代植物纖維用于造紙,除此之外還可以生產環保、防火的保溫材料等。2012年,煤矸石制取無機纖維造紙生產線就已經在河南鶴壁調試成功。
5、煤矸石生產SiO2氣凝膠材料
煤矸石含有大量SiO2,在含量較高的地區可達60%以上。以煤矸石作為硅源,先利用煤矸石制備水玻璃,再以水玻璃制備SiO2氣凝膠,既實現了煤矸石的高附加值利用又變廢為寶,同時也實現了資源的二次利用,大大降低了生產成本。
6、煤矸石提取氧化鋁
對于高鋁煤矸石來說,提取氧化鋁即可實現煤矸石的高附加值綜合利用,又可為鋁工業提供原料保障。目前,在煤矸石提取氧化鋁行業中,方法有酸法、苛性鈉堿法、堿石灰燒結法和石灰石燒結法等,可用于生產硫酸鋁、氫氧化鋁、銨明礬、氧化鋁、聚合氯化鋁等。
7、煤矸石生產白炭黑
煤矸石提取氧化鋁后的廢渣,含有大量的硅元素,可通過堿溶、酸溶等方法得到硅酸鈉溶液,進而采用沉淀法、氣相法等生產白炭黑。
8、煤矸石生產肥料和土壤改良劑
煤矸石中含有炭粉砂巖和含炭質頁巖,除了其有機質的含量在15%左右,煤矸石中還含有植物生長所必需的鋅、銅、鉬等微量元素,可將煤矸石制備成新型農業肥料和土壤改良劑。
9、煤矸石生產泡沫混凝土
將煤矸石活化處理后作為主要原料來制備泡沫混凝土,可以替代40%-70%的水泥,其成本只有純水泥混凝土的1/2-3/4,具有很好的經濟效益。
10、煤矸石生產沸石分子篩
煤矸石含有合成沸石的Al2O3、SiO2及少量Na等成分,可以作為沸石合成的原料,以緩解其原料供應緊張的趨勢。目前,煤矸石沸石的制備方法主要有三種:水熱合成法、堿熔法和蒸氣法。
相對于發電、生產建材以及填埋、筑路、充填采空區等,煤矸石的高附加值綜合利用更具有發展前景。我國煤矸石資源豐富,各地區煤矸石的礦物組成和化學成分等性質也各有不同,必須要在全面了解煤矸石特性的基礎上,通過選礦提純、超細粉碎、表面改性等手段,有目的性和針對性的進行精細加工,才能真正實現煤矸石的高附加值綜合利用,為企業帶來良好的經濟效益和社會效益。
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