摘要：本文分析了當(dāng)前我國(guó)煤矸石資源化利用的現(xiàn)狀,指出了當(dāng)前煤矸石資源化利用中存在的問(wèn)題,同時(shí)引入循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念,指出在循環(huán)經(jīng)濟(jì)條件下開(kāi)展煤矸石資源化利用的關(guān)鍵是提高資源利用率,開(kāi)發(fā)高附加值的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線,無(wú)害化、減量化的同時(shí)實(shí)現(xiàn)煤矸石的資源化高效利用。

關(guān)鍵詞： 煤矸石； 循環(huán)經(jīng)濟(jì)； 資源化利用

1 前言

我國(guó)是一個(gè)煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國(guó),在煤炭開(kāi)采和洗選加工過(guò)程中,排放出大量的煤矸石,煤矸石產(chǎn)出量一般要占到煤炭產(chǎn)量的 10 ％－ 20 ％左右,作為排放量最大的工業(yè)廢渣之一,目前我國(guó)煤矸石積存量已達(dá) 70 億噸,形成矸石山 1500 多座,并且仍以每年億噸以上的速度遞增 [1] ,如此多的煤矸石若不加以利用,長(zhǎng)期堆放于地表,不僅占用大量土地(其中大部分為耕地),影響自然景觀,還會(huì)造成大氣,土壤及水體污染和地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生, 煤矸石的大量排放對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成的影響已不容忽視,為了節(jié)約能源,保護(hù)土地資源,減少環(huán)境污染,改善生態(tài)環(huán)境,必須加快對(duì)煤矸石的綜合利用。

2 我國(guó)煤矸石資源化利用的現(xiàn)狀

2.1 現(xiàn)有的煤矸石資源化利用途徑

由于煤矸石具有兩重性,一方面煤矸石是煤炭生產(chǎn)過(guò)程中排放出的固體廢棄物,一方面又含有大量有用元素,是可利用的資源,因此,煤矸石的處理利用最終要實(shí)現(xiàn)煤矸石排放 “ 無(wú)害化 ” 、 “ 減量化 ” 和 “ 資源化 ” 的目標(biāo),其中, “ 無(wú)害化 ” 是最基本的要求, “ 減量化 ” 是一種手段, “ 資源化 ” 是最終的歸宿 [2] 。國(guó)外對(duì)煤矸石的處理有比較健全的法規(guī)和管理辦法,基本實(shí)現(xiàn)了無(wú)害化處理。主要用途是回填采空、作為建筑工程填料、筑路造地、回收有用成份及作燃料、建筑材料和改良土壤等用。

目前,我國(guó)的煤矸石綜合利用已由 “ 無(wú)害化 ” 逐步走向 “ 資源化 ” ,煤矸石資源化利用途徑主要包括： (1) 煤矸石發(fā)電、供熱、生產(chǎn)沸騰爐燃料； (2) 生產(chǎn)建筑材料制品：燒結(jié)磚瓦、免燒磚瓦、空心磚、制作水泥原料 ( 水泥熟料、無(wú)熟料及少熟料水泥 ) 、特種水泥、陶瓷、輕骨料等； (3) 生產(chǎn)農(nóng)田用肥料：有機(jī)復(fù)合肥、微生物肥料、土壤改良劑； (4) 生產(chǎn)化工原料：合成碳化硅、制備分子篩、制取白炭黑、聚合氯化鋁、硅鋁鐵合金等； (5) 利用煤矸石回填 ( 包括建筑回填、填低洼地和荒地、充填礦井采空區(qū)、煤礦塌陷區(qū)復(fù)墾 ) 、筑路等； (6) 回收有益礦產(chǎn)品：高嶺土、硫鐵礦、提取稀有稀土元素等；( 7 )其他用途：用作鑄造型砂、生產(chǎn)墻體材料等 [1,3] 。其中煤矸石發(fā)電、煤矸石建材及制品、復(fù)墾回填以及煤矸石山無(wú)害化處理等大宗量利用技術(shù)和高科技含量、高附加值的利用技術(shù)和產(chǎn)品是國(guó)家目前重點(diǎn)發(fā)展的煤矸石綜合利用技術(shù) [4] 。

2.2 當(dāng)前煤矸石資源化利用存在的問(wèn)題

盡管目前煤矸石的綜合利用途徑有很多,煤矸石綜合利用在規(guī)模上和質(zhì)量上都有很大程度的提高,但是當(dāng)前我國(guó)的煤矸石綜合利用仍然普遍存在以下問(wèn)題：

( 1 )煤矸石利用總量仍然較少。 “ 九五 ” 以來(lái),我們國(guó)家一直把煤矸石綜合利用作為資源利用的重點(diǎn)工作,煤矸石綜合利用也取得了很大的進(jìn)步,但由于煤矸石積存量大,且年增長(zhǎng)速度又十分驚人,與之相比,我國(guó)煤矸石的綜合利用總量仍然偏少,世界發(fā)達(dá)國(guó)家煤矸石利用率為 70%—80% ,而我國(guó)只有 43% [5] ,加之在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)我國(guó)一次能源以煤為主的格局不會(huì)發(fā)生根本的改變,環(huán)保要求和潔凈煤戰(zhàn)略使得煤炭入洗比例提高,煤矸石堆積量還將持續(xù)增加。

( 2 )資源利用率低,浪費(fèi)嚴(yán)重。盡管當(dāng)前煤矸石的綜合利用途徑有很多,但資源利用率普遍不高,與循環(huán)經(jīng)濟(jì)盡可能高效的利用資源的理念相悖。比如煤矸石用于回填,僅僅是簡(jiǎn)單的直接利用,許多有用的資源被白白浪費(fèi)；煤矸石發(fā)電后灰渣制磚,僅僅利用了熱量和一部分硅元素,寶貴的鋁資源沒(méi)有得到有效利用,也就沒(méi)有高的附加值和好的經(jīng)濟(jì)效益。

(3) 產(chǎn)品技術(shù)含量低,高附加值深加工產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化困難。煤矸石回填和制取建筑材料技術(shù),盡管技術(shù)已經(jīng)成熟并得到廣泛推廣,但都是一些技術(shù)含量較低的產(chǎn)品,煤矸石制取鋁鹽絮凝劑等高附加值化工產(chǎn)品技術(shù)雖然在實(shí)驗(yàn)室被廣泛研究,但產(chǎn)品單一,現(xiàn)有技術(shù)大都生產(chǎn)單一鋁鹽,且能耗高、效率低,因而成本偏高,難以適應(yīng)靈活多樣、高附加值產(chǎn)品的市場(chǎng)需求,由于上述現(xiàn)行技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益較低,煤矸石深度高附加值化工利用,目前尚無(wú)成功的產(chǎn)業(yè)化先例 [6] 。

( 4 )能耗高,二次污染嚴(yán)重。煤矸石的綜合利用本身是為了降低污染,減少堆存,節(jié)約資源,但是現(xiàn)有的一些煤矸石利用途徑如：煤矸石發(fā)電過(guò)程中,大量的煙塵和灰渣得不到安全歸置和有效利用,除了造成資源浪費(fèi)外, 生產(chǎn)過(guò)程中使用或排放多種酸性(堿性)廢氣、廢液及廢渣, 還帶來(lái)嚴(yán)重的二次污染,煤矸石制取建材的煅燒環(huán)節(jié)中,需要消耗大量的熱量,給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān),同時(shí)也影響了企業(yè)進(jìn)行煤矸石綜合利用,變廢為寶的積極性。

3 循環(huán)經(jīng)濟(jì)條件下煤矸石資源化利用的關(guān)鍵

當(dāng)前我國(guó)正在大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),在這一大的背景下,煤矸石資源化利用也必須引入循環(huán)經(jīng)濟(jì)理念,遵循生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的規(guī)律。循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論認(rèn)為沒(méi)有絕對(duì)的廢物,所謂廢物僅僅是 “ 放錯(cuò)地方的資源 ” ,仍然具有巨大的潛在利用價(jià)值；任何資源的價(jià)值不是單一的,也不是一次性的,通過(guò)綜合加工、深度加工和延伸加工產(chǎn)生更多的使用價(jià)值,獲取更大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值；在傳統(tǒng)生產(chǎn)的下游,繼續(xù)開(kāi)拓新的加工利用領(lǐng)域,形成新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)；通過(guò)化害為利、變廢為寶的加工利用,減輕對(duì)環(huán)境和資源的消耗與壓力,獲得經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和社會(huì)三個(gè)效益的統(tǒng)一。

由此,結(jié)合我國(guó)煤矸石資源化利用的現(xiàn)狀,我認(rèn)為循環(huán)經(jīng)濟(jì)條件下開(kāi)展煤矸石資源化利用的關(guān)鍵是：

( 1 )提高資源利用率,降低能耗,開(kāi)發(fā)高附加值的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線。針對(duì)目前煤矸石利用過(guò)程中出現(xiàn)的資源利用率低,浪費(fèi)嚴(yán)重的現(xiàn)象,盡可能充分利用有用的碳、硅、鋁元素,開(kāi)發(fā)節(jié)能降耗,高附加值的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線,把具有耦合效應(yīng)的工藝配置在一起,使下一級(jí)產(chǎn)業(yè)鏈輸入的是上一級(jí)鏈條產(chǎn)出的廢物,物盡其用,提高生產(chǎn)效率,降低成本,在經(jīng)濟(jì)循環(huán)中產(chǎn)生新的附加值,同時(shí)實(shí)現(xiàn)廢物的少排放甚至零排放。如：可以根據(jù)企業(yè)實(shí)際,開(kāi)發(fā)煤矸石發(fā)電(利用熱量) —— 發(fā)電后矸石或灰渣制取鋁鹽絮凝劑(利用鋁) —— 制取水玻璃、白炭黑等化工制品(利用硅) —— 制取建筑材料(充分利用余鋁、硅)的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線,把煤礦的清潔生產(chǎn)和廢棄物的綜合利用融為一體,同時(shí)節(jié)能降耗,提高附加值,產(chǎn)生更高的經(jīng)濟(jì)效益,真正實(shí)現(xiàn)煤矸石的資源化高效利用。

( 2 )優(yōu)化生產(chǎn)工藝,產(chǎn)品規(guī)格多樣化,以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。 在高值聯(lián)產(chǎn)的基礎(chǔ)上,針對(duì)目前煤矸石產(chǎn)品單一,成本偏高的缺點(diǎn),優(yōu)化現(xiàn)有生產(chǎn)工藝或開(kāi)發(fā)新的技術(shù)工藝,以充分降低成本,同時(shí)使產(chǎn)品規(guī)格多樣化,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,提高經(jīng)濟(jì)效益。

( 3 )滿(mǎn)足生態(tài)工業(yè)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)要求,達(dá)到低污染或無(wú)污染排放。 在煤矸石資源化利用過(guò)程中,充分考慮環(huán)保要求,遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則,使 “ 自然資源 — — 粗放型工業(yè) — — 產(chǎn)品 — — 污染排放 ” 的線性經(jīng)濟(jì),轉(zhuǎn)變?yōu)?“ 自然資源 — — 循環(huán)利用型工業(yè) — — 綠色產(chǎn)品 — — 再生資源深加工業(yè) — — 綠色產(chǎn)品 ” 的循環(huán)經(jīng)濟(jì),滿(mǎn)足 “3R” 為原則(即減量化、再使用、再循環(huán)),以低消耗、低排放、高效率為基本特征,物質(zhì)資源不斷再循環(huán)利用,低污染或無(wú)污染排放。

4 結(jié)論和展望

在相當(dāng)長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi),煤炭在我國(guó)能源中仍占主要地位,我國(guó)煤矸石綜合利用技術(shù)的研究雖然取得了一定的成果,煤矸石綜合利用工作取得了很大的進(jìn)步,但煤矸石綜合利用率仍然不高,利用總量仍然偏低,當(dāng)前,我國(guó)正在積極構(gòu)建資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會(huì),大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì),在這樣一個(gè)大的背景下,我們必須遵循循環(huán)經(jīng)濟(jì)的理念,抓住煤矸石資源化綜合利用的關(guān)鍵,開(kāi)發(fā)高附加值的聯(lián)產(chǎn)技術(shù)路線,優(yōu)化生產(chǎn)工藝,提高資源利用率,減少占地,節(jié)約資源,實(shí)現(xiàn)低污染或零污染排放。

參考文獻(xiàn)

[1] 邊炳鑫,解強(qiáng),趙由才等 . 煤系固體廢物資源化技術(shù) [M]. 化學(xué)工業(yè)出版社 , 2005 , 5.

[2] 國(guó)務(wù)院《中國(guó)潔凈煤技術(shù)九五計(jì)劃和 2010 年發(fā)展規(guī)劃》 1997

[3] 煤矸石的綜合利用現(xiàn)狀．曹建軍,劉永娟,郭廣禮．環(huán)境污染治理技術(shù)及裝備 [J] ． 2004 , 1

[4] 國(guó)家經(jīng)貿(mào)委、科技部《煤矸石綜合利用技術(shù)政策要點(diǎn)》,

[5] 國(guó)家發(fā)改委,國(guó)家環(huán)�？偩郑蛾P(guān)于加快煤炭行業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、應(yīng)對(duì)產(chǎn)能過(guò)剩的指導(dǎo)意見(jiàn)》, 2006,4

[6] 孟凡勇,薛可軼,高慶宇,于汝綬．煤矸石制取含鋁產(chǎn)品的研究進(jìn)展．煤炭加工與綜合利用 [J] ． 2003,5

  使用微信“掃一掃”功能添加“谷騰環(huán)保網(wǎng)”