对于非金属矿行业来说,煤矸石具有广阔利用前景的重要非金属矿产资源。2019年1月,国家发改委、工信部联合发布了《关于推进大宗固体废弃物综合利用产业集聚发展的通知》,鼓励煤矸石多元素、多组分梯级利用,推进煤矸石高值化利用,提取有用矿物元素,重点研发煤矸石生产农业肥料、净水材料、胶结充填专用胶凝材料等高附加值产品。
高附加值利用是提高煤矸石产品附加值、提高资源利用企业利润的重要方式。下面,我们就来分享一下煤矸石的10种高附加值综合利用途径。
1、煤矸石生产煅烧高岭土
高岭土是煤矸石的重要组分,煤矸石通过提纯、超细粉碎、煅烧和表面改性等精细加工技术,可生产超细煅烧高岭土,既可在造纸中用作涂布颜料和填料,又可在塑料、橡胶、航天、电线电缆、涂料、油墨、食品添加剂、化妆品、杀虫剂等领域中作为填充剂和延展剂,同时也可作为陶瓷工业及耐热高温陶器的一种生产原料。
目前全国各地煤矸石制备煅烧高岭土项目遍地开花,已成为煤矸石高附加值利用的重要方向之一。
2、煤矸石发电
煤矸石发电可最大限度地凸显煤矸石的经济效益、环境效益和社会效益,其丰富的资源量和高品质是项目建设的基础和前提。将煤矸石用于发电,不仅可有效解决煤矸石资源长期大量堆存的问题,同时还有助于保护环境。目前,以劣质煤炭资源、煤矸石为主的流化床燃烧发电供热技术发展十分迅速。
3、煤矸石生产陶瓷微珠
陶瓷空心微珠是一种粒径在0.5微米-300微米之间的空心无机非金属材料球体,是一种高强、轻质、性优的新型工业基础材料。2013年,山西孝义市汾西勇龙新材料有限责任公司就开始了10万吨/年煤矸石制陶瓷微珠项目的建设。
4、煤矸石生产纤维材料
煤矸石经高温高压溶解,高速离心可制成超细无机纤维,再通过改性、软化、除渣等工艺,可以替代植物纤维用于造纸,除此之外还可以生产环保、防火的保温材料等。2012年,煤矸石制取无机纤维造纸生产线就已经在河南鹤壁调试成功。
5、煤矸石生产SiO2气凝胶材料
煤矸石含有大量SiO2,在含量较高的地区可达60%以上。以煤矸石作为硅源,先利用煤矸石制备水玻璃,再以水玻璃制备SiO2气凝胶,既实现了煤矸石的高附加值利用又变废为宝,同时也实现了资源的二次利用,大大降低了生产成本。
6、煤矸石提取氧化铝
对于高铝煤矸石来说,提取氧化铝即可实现煤矸石的高附加值综合利用,又可为铝工业提供原料保障。目前,在煤矸石提取氧化铝行业中,方法有酸法、苛性钠碱法、碱石灰烧结法和石灰石烧结法等,可用于生产硫酸铝、氢氧化铝、铵明矾、氧化铝、聚合氯化铝等。
7、煤矸石生产白炭黑
煤矸石提取氧化铝后的废渣,含有大量的硅元素,可通过碱溶、酸溶等方法得到硅酸钠溶液,进而采用沉淀法、气相法等生产白炭黑。
8、煤矸石生产肥料和土壤改良剂
煤矸石中含有炭粉砂岩和含炭质页岩,除了其有机质的含量在15%左右,煤矸石中还含有植物生长所必需的锌、铜、钼等微量元素,可将煤矸石制备成新型农业肥料和土壤改良剂。
9、煤矸石生产泡沫混凝土
将煤矸石活化处理后作为主要原料来制备泡沫混凝土,可以替代40%-70%的水泥,其成本只有纯水泥混凝土的1/2-3/4,具有很好的经济效益。
10、煤矸石生产沸石分子筛
煤矸石含有合成沸石的Al2O3、SiO2及少量Na等成分,可以作为沸石合成的原料,以缓解其原料供应紧张的趋势。目前,煤矸石沸石的制备方法主要有三种:水热合成法、碱熔法和蒸气法。
相对于发电、生产建材以及填埋、筑路、充填采空区等,煤矸石的高附加值综合利用更具有发展前景。我国煤矸石资源丰富,各地区煤矸石的矿物组成和化学成分等性质也各有不同,必须要在全面了解煤矸石特性的基础上,通过选矿提纯、超细粉碎、表面改性等手段,有目的性和针对性的进行精细加工,才能真正实现煤矸石的高附加值综合利用,为企业带来良好的经济效益和社会效益。