(大唐贵州兴仁发电有限公司贵州兴仁562306)
摘要:节约土地,减少污染,发展循环经济,提高煤矸石综合利用率,已引起国家和地方政府的高度重视,国家相关部门陆续出台扶持政策加以鼓励。贵州省能源发展十三五规划对煤矸石综合利用做出了详细规划,要求到十三五末,煤矸石综合利用率必须达到80%以上。因此,新建燃煤火电项目研究煤矸石综合利用,发展循环经济,其经济价值与社会价值均非常重要。
关键词:降低污染;煤矸石;综合利用。
煤矸石是在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物,是我国年排放量和累计存量最大的工业废弃物。据统计,我国煤矸石产量约为原煤总产量的15%-20%,已积存达70亿t,占地70km2,且以每年1.5亿t的速度增长。煤矸石堆存占用大量的土地,矸石中的硫化物逸出或浸出会污染大气、农田和水体,还容易自燃引起火灾。
一、煤矸石的矿物组成及化学成分
煤矸石是在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量低、比较坚硬的黑色岩石。它是由碳质页岩、碳质砂岩、砂岩、页岩、粘土等岩石组成的混合物,发热量一般为4.18—12.56MJ/kg。煤矸石的矿物成分主要是高岭土、石英、蒙脱石、长石、伊利石、石灰石、硫化铁、氧化铝等。不同地区的煤矸石由不同种类矿物组成,其含量相差也很悬殊。煤矸石的化学成分较复杂,所包含的元素可多达数十种。一般以硅、铝为主要成分,另外含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、SO3、K2O、Na20、P2O5等氧化物,以及微量的稀有金属元素,如钛、钒、钴、镓等。其中SiO2与Al2O3的平均质量分数一般分别40%—60%和15%—30%之间波动。烧失量一般大于10%。在煤矸石中,CaO和Fe2O3的质量分数波动较大,往往有的煤矸石中CaO的质量分数不到1%,而有的则高达30%以上,Fe2O3的质量分数也在较大的范围内波动。
二、.煤矸石的综合利用途径
1.煤矸石发电
煤矸石发电主要是利用热值在800—1900大卡/千克的煤矸石,不仅可以节约大量的煤碳资源,且可以减少煤矸石堆存占用大量土地和降低对环境污染,是煤矸石综合利用的一条重要途径。
2.煤矸石制砖
我国利用煤矸石制砖采用全内燃焙烧技术,有的全部以煤矸石为原料,有的外掺少量粘土,用煤矸石自身的发热量提供的热能来完成干燥和焙烧,整个过程不需外加燃料,仅在煤矸石发热量较低时才向矸石中掺人少量煤炭。煤矸石烧结砖具有质量优良,颜色均匀的特点。
3.煤矸石作水泥混合材料
煤矸石经过煅烧后,具有一定活性,可作为水泥的活性混合材料,生产普通硅酸盐水泥,还可直接与石灰、石膏以适当的配比,磨成无熟料水泥。
4.煤矸石铺路
煤矸石作筑路和充填材料煤矸石是很好的筑路材料,有很好的抗风雨侵蚀性能,并可降低筑路成本。
5.煤矸石回收硫精砂
在高硫煤地区,原煤经洗选加工后,大量硫铁矿向矸石中富集,洗选后矸石含硫量偏高,可采用破碎或棒磨的碎石工艺进行粉碎,达到煤矸石和硫铁矿的单体解离,然后通过跳汰机、旋流器等重选设备进行重力分选。从煤矸石中回收硫铁矿工艺:从粗到细把硫化铁破碎成单体分离;先分离先回收,分段破碎,分段回收。
三、煤矸石综合利用的必要性
就大型火电新建项目来说,煤矸石的综合利用不仅可以节约土地,降低生产成本,而且保护生态环境,是央企履行建设资源节约型、环境友好型企业的使命所在。从我厂两台660MW超临界机组来看,每年需用燃煤350万吨左右,按照15%的煤矸石量计算,每年产生52.5万吨煤矸石。如此大量的煤矸石,如果不加利用,我们需消耗大量土地来进行堆放,如此不但浪费了土地资源,还会带来环境污染。按照国家相关部门和贵州省的文件要求,新建工程不再审批煤矸石堆场。因此,煤矸石综合利用的问题是建设本项目的必备前提。
四、兴仁公司煤矸石综合利用措施
从煤矸石综合利用的途径,结合本项目所在地理位置,本项目煤矸石主要利用途径如下:
1.贵州省规划建设的贵兴铁路将在本工程投产之际开工建设,规划的高铁也随之开工建设,两条铁路均经过本项目附近,大量的煤矸石可作为铁路建设的充填材料,也可作为其他基础设施建设的充填材料,是首选的综合利用方案;
2.本项目所在地周边建设有多个大型砖厂、水泥厂和墙材生产厂,此类企业也是煤矸石利用大户,目前已与这些企业签订了意向性供应协议,预计每年可消纳煤矸石10万吨左右;距离本项目8km处有一家煤电铝一体化企业,已与该企业签订意向性供应协议,利用其建成的2×200MW循环流化床机组每年可消纳一部分煤矸石;
3.根据贵州省出台的最新能源规划,公司正在与当地政府协调,通过招商引资引进煤矸石综合利用企业,解决本项目的煤矸石综合利用问题,建成以本项目为中心的大型循环产业基地。
关于煤矸石综合利用的问题,我们仍在思考。随着国家和地方政府扶持政策的陆续出台及技术不断进步,煤矸石综合利用率一定会大幅提升。
参考文献
[1]贵州省能源发展“十三五”规划[CJ].黔发改能源[2017]686号.
[2]郭彦霞张圆圆程芳琴.煤矸石综合利用的产业化及其展望.[J].化工学报.2014
[3]雷建红.煤矸石的污染危害与综合利用分析.[J].能源与节能.2017
作者简介
姓名:李仕安,出生年月:1984.12,性别:男,籍贯:贵州盘县,学历:本科,职称:中级。