第二篇　煤系固体废物利用与处置

导读

煤是由远古死亡植物残骸没入水中经过生物化学作用转化，然后经地层覆盖并经过地质化学作用所形成的可燃有机生物岩。成煤物质、成煤过程都会给煤中带入各种无机质；煤炭资源开采所得到的原煤中，依据采煤工艺的不同，也带入了数量不等的夹矸、顶底板或剥离岩石。

这样，在煤炭作为原燃料生产能源和材料的过程中，会产生源于煤中无机矿物质的固体废物，主要有煤矸石、粉煤灰、炉渣、沸腾炉渣等，由于它们都来自煤的开采、加工和利用过程，因此被称为“煤系固体废物”。

能源和材料是社会经济赖以发展的物质基础。尽管目前世界上90％的化工产品的生产原料来自石油和天然气，但由于我国化石燃料的赋存特点，多年以来煤在我国的能源消费结构中约占70％，在化工原料结构中煤炭占1/2以上，且无论是比例还是数量，在较长的时期内以煤为主的能源结构和化工原料结构难以改变。2013年，我国的煤炭开采量达到了约37亿吨。伴随着煤炭大规模的开采和利用，煤系固体废物的产生量也会与日俱增。例如，我国每开采1亿吨煤炭，排放矸石1400万吨左右；每洗选1亿吨炼焦煤，排放矸石2000万吨，每洗选1亿吨动力煤，排放矸石量1500万吨。实际上，煤系固体废物是目前我国数量最大的工业固体废物。煤系固体废物的合理处置与利用具有重大的环境意义。

煤矸石是夹在煤层中的岩石，是一种在成煤过程中与煤层伴生的含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石，是采煤和选煤过程中排出的固体废物。我国煤矸石综合利用已有数十年的历史，主要用于发电、供热、制砖、水泥掺合料、制肥等。此外，煤矸石还可用于充填复垦、铺路以及回收矸石中高岭岩（土）和硫铁矿加工化工产品等。

燃煤发电是世界各国普遍采用的电力生产方式之一，燃煤所产生的大量粉煤灰，对生态环境造成极大的危害。与此同时，粉煤灰中有含有很多有用、甚至在自然界或其他工业过程难以获取的成分，具有资源化利用的物质基础，可从中提取有用元素和成分，生产化学品，通过生产建材进行大规模消纳。

沸腾炉渣是由燃烧低热值燃料的沸腾炉排出的固体废物。我国沸腾炉燃烧技术主要起步于20世纪70年代，现已得到广泛应用，它的燃料主要是煤矸石、石煤和劣质煤，燃烧后产生大量的沸渣。沸腾炉渣化学成分多样，反应活性高，是生产建材的适宜原料，已经大规模用作填充、灌浆材料、水泥生产的掺合料，配制砌筑砂浆和生产各种砌块。

本篇“煤系固体废物利用与处置”，即是介绍煤系固体废物利用及处置常用技术的原理、装置和工艺流程。