第2章　煤矸石制作的礦物材料

2.1　煤矸石概述

礦業固體二次資源主要是指礦山尾礦和廢石。煤矸石就屬于二次資源，它是煤炭生產和加工過程中產生的固體廢棄物，每年排放量相當于年煤炭產量的15%左右。我國作為世界上最大的煤炭生產國，根據國家統計局2015年發布的數據，2014年全年我國原煤產量為38.7億噸。雖比2013年39.69億噸下降2.5%，但仍可產生約5億噸左右的煤矸石。隨著采煤工業的發展，大量的煤矸石堆積成山，占用大量的土地，并嚴重污染環境。據中國產經新聞報2014年報道，目前全國煤矸石堆存量約40億噸。據統計，全國約有1600座大型煤矸石山，占地50萬畝（1畝=666.6m²）以上，而且逐年繼續增加，每年新增煤矸石（4～5）億噸，新占地1.5萬畝。煤矸石除占用大量土地外，其中所含的黃鐵礦易被空氣氧化，放出熱量可以促使煤矸石中所含煤炭風化以致自燃。煤矸石燃燒，散發出難聞的氣味和有害的煙霧，使附近的居民慢性氣管炎和哮喘病患者增多，周圍樹木落葉，莊稼減產，甚至更嚴重的煤矸石山爆炸事件也有發生，造成了很大的人員財產損失。煤矸石山受雨水沖刷，常使附近河流的河床淤積，河水受到污染。因此，如何治理和綜合利用煤矸石越來越受到人們的重視^［1］。為此，我國政府還專門制定了“全面規劃、合理布局、綜合利用、變害為利”方針，實行了一系列優惠政策：企業利用本企業外的大宗煤矸石、爐渣、粉煤灰作為主要原料的，生產建材產品的所得，自生產經營之日起，免征所得稅5年；對企業生產的原料中摻有不少于30%的煤矸石、爐渣、粉煤灰及其他廢渣的建材產品，免征產品增值稅。由此可見，煤矸石、粉煤灰的綜合利用將是我國一項長期技術政策。

當前，煤矸石綜合利用主要表現在以下幾個方面：

（1）煤矸石發電、復墾回填及無害化處理。

（2）在建筑材料工業中生產煤矸石磚、用矸石代替黏土生產水泥、用煤矸石生產其他建材（如煤矸石加氣混凝土、煤矸石輕骨料混凝土等）。

（3）用煤矸石制AlCl₃或制備聚硫氯化鋁（簡稱PASC），對煤矸石粉進行表面包覆改性處理，然后用作輕便雨靴外底用膠的填充劑等。

雖然矸石及矸石渣已有上述幾種處理方法，但“吃”矸量遠不能滿足實際需要。據資料介紹，我國煤矸石用于燃燒和建材方面的量都不大，僅占全年排矸量的15%～25%。還有相當比例的矸石被丟棄沒得到利用。因而探討開發利用煤矸石制作礦物材料非常必要。