煤矸石的危害 煤矸石是指煤礦在開拓掘進、采煤和煤炭洗選等生產(chǎn)過程中排出的含碳巖石,是煤礦生產(chǎn)過程中的廢棄物,例如巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。 隨著國民經(jīng)濟發(fā)展對于煤炭需求的增長,煤炭產(chǎn)量逐年提高,2013年我國煤炭產(chǎn)量約37億噸,較2005年增長近70%,同年煤矸石排放總量達到7.5億噸,較2005年增長近1倍,預(yù)計2015年煤矸石排放量將接近8億噸,累計堆存量45億噸,形成的煤矸石山2600多座,占地 1.3萬公頃。隨著潔凈煤技術(shù)的發(fā)展及采煤機械化水平的提高,煤矸石的比例還將逐步增加,煤矸石綜合利用仍面臨較大壓力和挑戰(zhàn)。 煤矸石的大量堆放,不僅壓占土地,影響生態(tài)環(huán)境,污染周圍土壤和地下水,而且煤矸石中含有一定的可燃物,在適宜的條件下發(fā)生自燃,排放二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和煙塵等有害氣體污染大氣環(huán)境,影響礦區(qū)居民的身體健康。 隨著國家節(jié)能環(huán)保提高資源利用效率的要求越來越嚴(yán)格,煤矸石隨意堆放污染環(huán)境的現(xiàn)象將成為歷史,國家以及很多地方政府出臺了相關(guān)的煤矸石綜合利用扶持政策,為煤矸石變廢為寶提高了良好的環(huán)境。 煤矸石綜合利用政策 1、國家政策: 2015年初,國家發(fā)展改革委、科技部、工業(yè)和信息化部、財政部、國土資源部、環(huán)境保護部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、稅務(wù)總局、質(zhì)檢總局、安全監(jiān)管總局等10個部門以聯(lián)合令的形式發(fā)布了《煤矸石綜合利用管理辦法(2014年修訂版)》?!豆芾磙k法》規(guī)定,煤矸石綜合利用應(yīng)堅持減少排放和擴大利用相結(jié)合,實行就近利用、分類利用、大宗利用、高附加值利用,加強全過程管理,提高煤矸石利用量和利用率的總體要求。 《管理辦法》同時要求,煤炭產(chǎn)量超億噸的產(chǎn)煤省份(內(nèi)蒙古、山西、陜西、河南、山東、新疆、貴州、安徽、云南等)資源綜合利用主管部門要會同有關(guān)部門編制煤矸石綜合利用規(guī)劃。 2、優(yōu)惠政策: 煤矸石可以經(jīng)過處理后制成新型建材。2001年12月1日,國家經(jīng)貿(mào)委辦公廳資源[2001]624號文轉(zhuǎn)發(fā)了《財政部、國家稅務(wù)總局關(guān)于部分資源綜合利用及其他產(chǎn)品增值稅政策問題的通知》,同時要求各有關(guān)部門認(rèn)真落實國家給予資源綜合利用和新型材料產(chǎn)品的優(yōu)惠政策,嚴(yán)格按稅率征收粘土實心磚、瓦的增值稅。 3、地方獎勵: 近年來,很多資源地方區(qū)域開始對煤矸石的綜合利用漸漸重視起來,甚至專門制定獎勵扶持措施,鼓勵企業(yè)購置相關(guān)破碎機、磨粉機設(shè)備,將這種固體廢棄物越來越多地考慮轉(zhuǎn)化為電力、建材、熱能等可用資源。 煤矸石綜合利用的基本情況 一、綜合利用規(guī)模穩(wěn)步增長。 煤矸石綜合利用率由1998年的41%提高至2013年的64%。2013年我國煤矸石產(chǎn)生量約7.5億噸,綜合利用量4.8億噸,其中,煤矸石等低熱值燃料發(fā)電機組總裝機容量達3000萬千瓦,年利用煤矸石1.5億噸,綜合利用發(fā)電企業(yè)達400多家,年發(fā)電量1600億千瓦時,占利用總量的32%;生產(chǎn)建材利用煤矸石量5600多萬噸,占利用總量的12%;土地復(fù)墾、筑路等利用煤矸石2.6億噸,占利用總量的56%。 二、是利用領(lǐng)域不斷擴寬。 我國煤矸石綜合利用從“以儲為主”發(fā)展到“儲用結(jié)合”,目前煤矸石綜合利用途徑除在建筑工程、生產(chǎn)建材產(chǎn)品、綜合利用發(fā)電、土地復(fù)墾、筑路外,還擴展到井下充填、回收礦產(chǎn)品、制取化工產(chǎn)品等方面,涉及建材、建筑、冶金、農(nóng)業(yè)等多個領(lǐng)域。 三、是技術(shù)裝備水平不斷提升。 煤矸石生產(chǎn)建材產(chǎn)品技術(shù)裝備達到國際先進水平。高參數(shù)、高效率、大容量循環(huán)流化床鍋爐燃燒技術(shù)廣泛應(yīng)用于煤矸石發(fā)電機組,13.5萬千瓦及以上單機容量煤矸石發(fā)電機組占煤矸石發(fā)電總裝機容量70%以上?!绊肥涮钪脫Q煤關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”項目獲國家科學(xué)技術(shù)進步二等獎。煤矸石生產(chǎn)增白和超細(xì)高嶺土、氯化鋁和特種硅鋁鐵合金等新產(chǎn)品,煤矸石深加工技術(shù)取得突破。 各地綜合利用實踐 1、山西省 山西朔州市是一座資源型城市,據(jù)統(tǒng)計,這里年排放煤矸石4200萬噸、粉煤灰800萬噸、脫硫石膏120萬噸,不僅占用土地,而且對環(huán)境造成嚴(yán)重污染,影響人們的生產(chǎn)和生活。 朔州市把工業(yè)固廢綜合利用產(chǎn)業(yè)作為調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式的重要支撐全力推進,規(guī)劃建設(shè)了固廢綜合利用工業(yè)園區(qū)。為吸引更多的企業(yè)入駐園區(qū),朔州市制定了多項扶持政策,明確凡固廢綜合利用企業(yè)全部納入資源綜合利用類企業(yè),享受國家各類優(yōu)惠政策,包括稅費減免,在土地政策方面實行全征全返等。園區(qū)的公共服務(wù)平臺建設(shè)全部由政府投資,政府從各大院校和科研機構(gòu)聘請專家隊伍,免費為企業(yè)提供技術(shù)和服務(wù)。努力創(chuàng)造良好的投資環(huán)境,為投資企業(yè)提供寬松的生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)境。 朔州把工業(yè)固廢利用作為新興產(chǎn)業(yè)培育,被工信部確認(rèn)為全國首批十二個工業(yè)固廢綜合利用示范基地、全國工業(yè)綠色轉(zhuǎn)型發(fā)展試點城市,被國家發(fā)改委列為全國資源綜合利用“雙百工程”示范基地之一。2011年,“院士專家行”首站活動在朔州舉行;2013年到2015年,“亞洲粉煤灰及脫硫石膏處理與利用技術(shù)國際交流大會”連續(xù)3年在朔州召開。朔州發(fā)展工業(yè)固廢綜合利用產(chǎn)業(yè)取得的成就得到了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界的高度關(guān)注。 為了讓煤矸石成為新興綠色產(chǎn)業(yè)和新的經(jīng)濟增長點,該市大力發(fā)展煤矸石制建材、煤矸石材料加工等產(chǎn)業(yè),力爭到2020年,煤矸石綜合利用率達到100%,建成全國有影響的工業(yè)固廢綜合利用示范基地。” 目前,朔州市已有140多家固廢綜合利用企業(yè),形成了煤矸石發(fā)電、煤矸石材料、粉煤灰綜合利用、脫硫石膏綜合利用的產(chǎn)業(yè)集群,在這四大產(chǎn)業(yè)集群的帶動下,全市固體廢棄物年綜合利用量達到3400萬噸,年綜合利用率達到63%。固廢綜合利用產(chǎn)業(yè)在朔州市工業(yè)經(jīng)濟中的占比逐年提高,2014年產(chǎn)值達到180億元,占全市工業(yè)總產(chǎn)值13%,成為了新的支柱產(chǎn)業(yè)。 2、內(nèi)蒙古自治區(qū) 從2013年開始,準(zhǔn)格爾經(jīng)濟開發(fā)區(qū)推進由煤向非煤產(chǎn)業(yè)強勁轉(zhuǎn)變,在提高產(chǎn)品附加值的同時降低產(chǎn)品生產(chǎn)成本。加快發(fā)展現(xiàn)代陶瓷業(yè),把處于煤炭產(chǎn)業(yè)鏈終端的煤矸石,變成了陶瓷產(chǎn)業(yè)鏈上游的高嶺土。準(zhǔn)格爾經(jīng)濟開發(fā)區(qū)通過高嶺土資源豐富、能源價格低等優(yōu)勢,已吸引了大批南方陶瓷企業(yè)落戶?,F(xiàn)如今,準(zhǔn)格爾經(jīng)濟開發(fā)區(qū)近10萬平方米的陶瓷產(chǎn)業(yè)園已初具規(guī)模,已建成陶瓷產(chǎn)能6900萬件,在建產(chǎn)能8000萬件。 目前,準(zhǔn)格爾經(jīng)濟開發(fā)區(qū)已成為我國陶瓷產(chǎn)業(yè)由南向北遷徙的主要陣地,國禮瓷、大汗窯、蒙粵、力弘等一批陶瓷企業(yè)相繼落地投產(chǎn),這里擁有優(yōu)質(zhì)的高嶺土資源在陶瓷界已是公開的秘密,在近幾年間,準(zhǔn)格爾旗不斷加強地質(zhì)勘察與應(yīng)用開發(fā)試驗基礎(chǔ)研究,大力發(fā)展高嶺土加工生產(chǎn)及陶瓷為主的煤系高嶺土產(chǎn)業(yè)。開發(fā)區(qū)以伊東年產(chǎn)10萬噸高嶺土項目、蒙西年產(chǎn)50萬噸高嶺土項目和天之驕年產(chǎn)10萬噸高嶺土項目為依托,已建成規(guī)模龐大的煅燒高嶺土加工基地。 目前,中國陶瓷業(yè)處于外部反傾銷調(diào)查,內(nèi)部原材料、人工成本上漲的“多事之秋”。然而,準(zhǔn)格爾經(jīng)濟開發(fā)區(qū)陶瓷的成本優(yōu)勢漸漸凸顯出來,陶瓷企業(yè)用的煤矸石就在家門口,省去了運費,使陶瓷成本低了10%到20%。更重要的是,環(huán)境效益也非常明顯,原來沒人要的破爛,現(xiàn)在成了搶手貨,煤矸石降低了陶瓷的成本,陶瓷吃掉了固廢物煤矸石,實現(xiàn)了經(jīng)濟效益、環(huán)境效益的統(tǒng)一。 位于千里山工業(yè)園區(qū)的天宇化工煤系高嶺土高檔填料二期項目總投資6.2億元,設(shè)計年生產(chǎn)能力為20萬噸,其產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于建材、造紙、陶瓷、醫(yī)藥、航天等多個領(lǐng)域。項目全部建成后,天宇化工有限責(zé)任公司將成為國內(nèi)以煤矸石為原料生產(chǎn)高嶺土規(guī)模最大的企業(yè)。目前,天宇化工有限責(zé)任公司已與日本以及東南亞等多個國家和地區(qū)的企業(yè)進行接洽,二期正式投產(chǎn)后,產(chǎn)品有望走出國門,走向世界。 為迎合市場需求,內(nèi)蒙古自治區(qū)敖漢旗已有23家以粘土為主要原料的制磚公司進行了技術(shù)改造,生產(chǎn)以煤矸石為主要原料的煤矸石燒結(jié)磚,規(guī)劃年出產(chǎn)能力已超越7億塊標(biāo)磚,年綜合利用煤矸石98.7萬噸,節(jié)約燃煤12.8萬噸,年減少煙塵排放量1.28萬噸、二氧化硫排放量0.2萬噸、氮氧化物排放量0.1萬噸。有材料顯示,煤矸石按60%份額配以少數(shù)黏土、粉煤灰、水,通過陳化、成型、枯燥、預(yù)熱、烘干、燒結(jié)等系列工序,生產(chǎn)出綠色、環(huán)保、高強度的煤矸石磚,商品強度達到一般黏土磚的2倍以上,形狀規(guī)整,損耗極低,健壯經(jīng)用,應(yīng)用前景較好。 3、貴州省 2015年4月,國內(nèi)首條可以綜合提取鋁、鐵、鈦等多種有價元素的煤矸石資源化利用生產(chǎn)線在貴州省盤縣紅果經(jīng)濟開發(fā)區(qū)紫森源集團實現(xiàn)投料生產(chǎn),這標(biāo)志著我國煤矸石資源化利用從基礎(chǔ)研究向工業(yè)化生產(chǎn)邁出了重要一步。該生產(chǎn)線目前可年處理煤矸石5000噸。經(jīng)過一期項目近兩年的試運行,驗證了工藝流程均能按實驗標(biāo)準(zhǔn)運行,鋁收率可達92%、鐵收率可達97%。 新投產(chǎn)的二期項目主要試驗以“廢渣”和回收副產(chǎn)品為原料,提取硅、堿等有價元素,同時剩余不超過10%的殘渣可用作玻璃添加劑。運行數(shù)據(jù)顯示,年處理100萬噸煤矸石可綜合提取總產(chǎn)值達209500萬元的有價元素,總成本估算約為161750萬元,稅前利潤為47750萬元,相當(dāng)于企業(yè)再新建兩個100萬噸煤礦所產(chǎn)生的效益?!耙簿褪钦f,每加工1噸煤矸石,大約可產(chǎn)出150公斤鐵紅、250公斤氫氧化鋁、40公斤金屬鈦及600公斤硅。按目前市場價產(chǎn)值來算,可賺取利潤477元。” 4、河北省 河北勇龍邦大新材料有限公司的“極低品位煤矸石制備陶瓷空心微珠”項目通過省科技型中小企業(yè)創(chuàng)新資金項目驗收。該項目擁有我國自主知識產(chǎn)權(quán),同時已經(jīng)獲得南非和澳大利亞專利授權(quán)。該項目以極低品位的煤矸石為原料,制備成高附加值的空心微珠,徹底擺脫了固體廢棄物原料組分多變、差異大對生產(chǎn)技術(shù)影響的制約,實現(xiàn)了開孔和閉孔可控技術(shù),成球率達98%以上,并采取專有高溫懸浮燃燒技術(shù),可制備出尺寸在5-300mm之間、高性能的開孔和閉孔聚空心球粉體。 與傳統(tǒng)產(chǎn)品相比,產(chǎn)品具有輕質(zhì)、保溫、阻燃、緩釋、吸聲、高強、低導(dǎo)熱、耐磨、高分散、電絕緣和熱穩(wěn)定性好等特性,可廣泛應(yīng)用在航天、航空、軍工、醫(yī)藥、化工、石油、公路、建材、耐火保溫、塑料橡膠、高分子樹脂材料及水土保持、沙漠治理等領(lǐng)域中,具有重大的社會效益和經(jīng)濟效益。 5、遼寧省 2015年實施的《煤矸石綜合利用管理辦法》中提到煤矸石用于土地復(fù)墾。這方面中國科學(xué)院沈陽應(yīng)用生態(tài)研究所在多年前有所研究,并在遼寧省朝陽和撫順進行了保護地土壤改良工作,效果顯著。經(jīng)過處理后的土壤鹽漬化現(xiàn)象降低,肥料利用率提高8%-15%,作物產(chǎn)量增加8%-11.3%。 隨著煤矸石在農(nóng)業(yè)方面研究的不斷深入,其主要用途為: 第一,土壤調(diào)理劑。煤矸石經(jīng)過微生物活化后,腐植酸、有機質(zhì)等有效成分明顯提高,可以促進作物根系的發(fā)育和有益微生物的活動。簡單說,可以幫助土壤釋放有利于植物吸收的各種營養(yǎng)元素,治理土壤板結(jié)、沙化、鹽堿化現(xiàn)象,提高土壤滲透性,增加土壤的保水保肥能力,減少土壤水分蒸發(fā),增加土壤的陽離子交換能力,促進微量元素更好地被植物根系吸收,有利于植物對鐵、鎂、鋅、銅的螯合,減少鹽分吸收土壤中的na離子等。 第二,生物肥料載體。當(dāng)前生物肥料多以單獨的菌體為主或者以生物有機肥出現(xiàn),而生物有機肥的載體主要是畜禽糞便和秸稈,期間是提供有機質(zhì)。而煤矸石中不僅含有有機質(zhì),還含有多種中微量元素,能夠豐富生物肥料的功能,同時也能夠合理利用這一煤炭產(chǎn)業(yè)的廢棄資源。 第三,復(fù)混肥料配料。在復(fù)混肥生產(chǎn)當(dāng)中會添加適當(dāng)?shù)呐淞希@些配料多數(shù)以膨潤土等為主,養(yǎng)分單一。而活化后的煤矸石不僅可以豐富復(fù)混肥料中有機質(zhì)、腐植酸的含量,同時還能夠提供多種中微量元素。 第四,煤矸石吸附劑。煤矸石也可稱為低品位腐植酸,腐植酸中含有各種官能團、橋鍵,具有優(yōu)異的吸附、交換、絡(luò)合性能,對土壤、大氣中的污染物都有很輕的吸附性。 來源:56選煤 |
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