煤矸石是煤炭采選業(yè)在煤炭開采與洗煤過程產(chǎn)生和排放的工業(yè)廢渣。目前，我國每年排放煤矸石約1.5億噸，累計積存量達74億噸，占壓土地8萬公頃，形成煤砰石山1500多座，堆場數(shù)萬個，占全國工業(yè)廢渣排放量的1/4，是我國排放量較大的固體廢棄物之一。煤矸石的積存不僅占用大量的耕地，而且會對大氣及水體造成污染以及，泥石流、坍塌及滑坡等災害。

　　煤矸石的綜合利用為國家產(chǎn)業(yè)政策所鼓勵，發(fā)展較為迅速，利用率占年度產(chǎn)生總量的63%。對煤矸石的綜合利用途徑主要有：用于制磚、發(fā)電，用做水泥、多孔陶瓷、橡膠補強劑、莫來石、菫青石、混凝土骨料、吸附材料、耐火材料、新型工業(yè)填料的生產(chǎn)原料。用于生產(chǎn)肥料、土壤改良劑，分離提取其中的有價元素生產(chǎn)高附加值產(chǎn)品，進行精細化綜合利用等。此外，還可用來充填露天采礦區(qū)，作為復墾采煤塌陷區(qū)的充填材料等。在所述利用途徑中，用量較大的是用做露天采礦區(qū)、塌陷區(qū)的回填材料、用于發(fā)電和水泥生產(chǎn)等。

　　從目前的情況看，我國對煤矸石的綜合利用徑多體現(xiàn)在初級利用和低附加值利用方面。雖然有關方面對精細化利用做了一些研究，但多局限于理論和教學層面，工業(yè)化實踐尚處空白。而且現(xiàn)有的研究成果比較關注煤矸石中鋁元素的提取和氧化鋁的制備，忽視了對硅、鐵、稀有金屬的綜合利用及可燃性物質(zhì)的回收和利用。尤其是處理過程廢渣、廢水和廢氣的產(chǎn)生與排放對環(huán)境造成了更為嚴重的二次污染，這種情況已成為制約煤矸石資源化、精細化、高附加值化綜合利用產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。

　　研究開發(fā)全元素、高附加值、無害化煤矸石綜合利用新技術(shù)，是環(huán)境治理與保護的需要，更是社會經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的需要?！　?/span>

　　針對我國煤矸石綜合利用行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及存在的不足，本照治污不產(chǎn)污、利廢不產(chǎn)廢、全元素綜合利用、產(chǎn)品符合市場需要、附加值較高、既有較高的經(jīng)濟效益，又有較好的環(huán)境效益這一原則，我們(南陽東方應用化工研究所)于2009年起開展了煤矸石全元素、無害化、精細化綜合利用技術(shù)的研究。歷經(jīng)基礎理論研究、實驗室研究、中試研究和小型工業(yè)化放大試驗，取得了具有較高穩(wěn)定性、可靠性和實用性的科技成果，目前已發(fā)展為成熟的工業(yè)化技術(shù)。

　　本工藝系在不對煤矸石做熱活化處理的條件下，采用酸堿聯(lián)合浸出工藝浸出

　　其中的有價元素，然后分離、提取生產(chǎn)相應的高附加值化合物。處理過程對三廢進行有效控制和循環(huán)利用，不對環(huán)境造成污染。

　　1、由煤矸石生產(chǎn)高分散輪胎用白炭黑、氧化鐵紅、高分子冰晶石并回收原煤

　　以榆林煤矸石為例，其化學組成為Al₂O₃：14.72%；Al₂O₃：14.72%；SiO₂：70.75%；CaO：1.46%；燒失量：7.45%。

　　1.1 產(chǎn)品

　　高分散輪胎用白炭黑、氧化鐵紅、高分子比冰晶石，副產(chǎn)沉淀法白炭黑、飼料級無水硫酸鎂。

　　1.2 工藝概述

　　略，可面詢。

　　1.3 主要經(jīng)濟技術(shù)指標

　?。?）有價元素浸出率：SiO₂≥92%；Al₂O₃≥92%，F(xiàn)e₂O₃≥90%。

　?。?）有價元素收得率（以浸出率為基數(shù)）：SiO₂≥98%；Al₂O₃≥95%，F(xiàn)e₂O₃≥95%。

　?。?）主要物資能源消耗量：（按每處理1000kg煤矸石計）

　?。?）產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售收入：

　?。?）產(chǎn)品質(zhì)量

　　高分散性輪胎用白炭黑：執(zhí)行GB/T32678-2016標準；

　　高分子比冰晶石：執(zhí)行GB/T4291-2017標準 ；

　　氧化鐵工業(yè)顏料：執(zhí)行GB/T1863-2008標準；

　　飼料級無水硫酸鎂執(zhí)行行業(yè)標標準；

　　碳酸鈣：執(zhí)行HG/T 2226-2010標準。

　?。?）設備投資

　　按年處理10萬噸煤矸石計，約需設備投資8900萬元（實際投資額度以設計結(jié)果為準）。

　　2、由煤矸石生產(chǎn)氟化鋁、氧化鐵紅顏料、高分散性輪胎用白炭黑并回收煤炭

　　以河南濟源煤矸石為例，其化學組成為Al₂O₃：17.61%；TFe：2.81%；SiO₂：47.75%；CaO：3.64%；MgO：1.07%；燒失量：13.19%。

　　2.1 產(chǎn)品：氟化鋁、氧化鐵紅顏料、高分散性白炭黑，副產(chǎn)沉淀法白炭黑、碳酸鈣及煤炭。

　　2.2 工藝概述

　　略，可面詢。

　　2.3主要經(jīng)濟技術(shù)指標

　?。?）有價元素浸出率：

　　 SiO₂≥85%；Al₂O₃≥92%，F(xiàn)e₂O₃≥90%。

　　（2）有價元素收得率（以浸出率為基數(shù)）：

　 　SiO₂≥95%；Al₂O₃≥95%，F(xiàn)e₂O₃≥96%。

　?。?）主要物資能源消耗量：（按每處理1000kg煤矸石計）

　?。?）產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售收入：

　?。?）產(chǎn)品質(zhì)量

　　高分散性輪胎用白炭黑：執(zhí)行GB/T32678-2016標準；

　　干法氟化鋁：執(zhí)行GB/T4292-2017標準；

　　氧化鐵工業(yè)顏料：執(zhí)行GB/T1863-2008標準；

　　飼料級無水硫酸鎂執(zhí)行行業(yè)標準：

　　碳酸鈣：執(zhí)行HG/T 2226-2010標準。

　　（6）設備投資

　　按年處理10萬噸煤矸石計，約需設備投資9200萬元（實際投資額度以設計結(jié)果為準）。

　　3、由煤矸石生產(chǎn)聚合硫酸鋁鐵/聚合氯化鋁鐵、高分散性輪胎用白炭黑并回收煤炭

　　以貴州畢節(jié)煤矸石為例，其化學組成為Al₂O₃：20.56%；Fe₂O₃：5.69%；SiO₂：44.28%；CaO：2.23%；MgO：2.92%；燒失量：17.86%。

　　3.1 產(chǎn)品：聚合硫酸鋁鐵、高分散性白炭黑、煤炭及碳酸鈣。

　　3.2 工藝概述

　　略，可面詢。

　　3.3 主要經(jīng)濟技術(shù)指標

　?。?）有價元素浸出率：

　　SiO₂≥92%；Al₂O₃≥92%，F(xiàn)e₂O₃≥90%。

　?。?）有價元素收得率（以浸出率為基數(shù)）：

　　SiO₂≥98%；Al₂O₃≥99%，F(xiàn)e₂O₃≥99%。

　?。?）主要物資能源消耗量：

　　以生產(chǎn)聚合硫酸鋁鐵和高分散性白炭黑為例，按每處理1000kg煤矸石計：

　?。?）產(chǎn)品產(chǎn)量及銷售收入：

　?。?）產(chǎn)品質(zhì)量

　　高分散性輪胎用白炭黑：執(zhí)行GB/T32678-2016標準；

　　聚合硫酸鋁鐵執(zhí)行行業(yè)標準；

　　碳酸鈣：執(zhí)行HG/T 2226-2010標準。

　?。?）設備投資

　　按年處理10萬噸煤矸石計，約需設備投資6000萬元（實際投資額度以設計結(jié)果為準）?！?/span>