面对煤矸石带来的严峻挑战,科研人员和企业积极探索,开辟出了一条多元化的煤矸石资源化利用之路,让煤矸石 “变废为宝” 成为现实。
1、能源领域的新燃料:含碳量比较高(含碳量≥20%,热值在 6270 - 12550kJ/kg)的煤矸石,可作为燃料用于发电。在流化床锅炉中,煤矸石与中煤等混合燃烧,产生的热能转化为电能,既解决了煤矸石的堆放问题,又为社会提供了清洁能源。例如,朔州的平朔煤矸石电厂,将洗煤厂分离出的煤矸石作为原料,通过汽轮发电机组转化为电能,不仅实现了煤矸石的有效利用,还达到了污染物超低排放、生产废水 “零排放” 的环保标准,每年减排粉尘约 1 万吨、二氧化硫约 2.2 万吨、氮氧化物约 2 万吨。
2、建筑材料的新原料:煤矸石具有一定的硬度和强度,经过加工处理后,可成为建筑材料的优质原料。它可以用于生产水泥、混凝土骨料、砖块、陶粒等建筑产品。比如,山西晋豫融合新材料科技有限公司利用煤矸石生产莫来石,这种建筑材料中煤矸石占比达 70%,每年每条生产线可消耗煤矸石 10 万吨,广泛应用于陶瓷、冶金、铸造、电子等多个行业,市场价值较高且供不应求。此外,煤矸石还能制成聚合物防水砂浆、瓷砖胶等特种砂浆,相关技术填补了国内煤矸石基建材领域的多项空白。
3、农业领域的新助力:煤矸石中含有多种矿物质元素,经过适当处理后,可用于改良土壤、制备肥料。准能集团利用煤矸石含铝量高的特点,开展煤矸石制备氧化铝科研课题研究,提铝后的残渣白泥中含有大量硅元素,科研人员将其制备成硅肥、土壤修复剂等产品。硅肥既可为植物提供养分,又能改良土壤,还具有防病、防虫和减毒的作用。经测试,准能集团白泥基硅肥有效硅含量超过 30%,远高于国家标准,重金属含量远低于国家标准,量产后用于矿山生态建设,可为改善土壤质量、提高农作物产量发挥重要作用。
4、其他领域的新应用:除了上述领域,煤矸石在其他方面也有广泛的应用潜力。例如,经过磨矿、制浆、分级等工序,再进行高温煅烧,煤矸石可产出催化剂、颜料、填料等一系列高附加值产品,被应用于塑料、橡胶、电线电缆、涂料、油墨、化妆品、杀虫剂等多个领域,成为产品的填充剂和延展剂。此外,煤矸石还可用于土地复垦、采空区回填等,既消纳了固体废物,又为土地的重新利用创造了条件。