煤矸石资源化利用ppt课件.ppt
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1、城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院第九章第九章 煤矸石的资源化利用煤矸石的资源化利用城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石的资源化利用煤矸石的资源化利用1,了解煤矸石的概念及我国煤矸石的现状。2,熟悉煤矸石产生的危害。3,掌握煤矸石的资源化利用和前景。城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院一一 概况概况二二 煤矸石的资源化利用煤矸石的资源化利用三三 减少煤矸石的途径减少煤矸石的途径四四 煤矸石的前景发展煤矸石的前景发展五五 结语结语煤矸
2、石的资源化利用煤矸石的资源化利用城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院概概况况1 煤矸石的概念、来源和分类煤矸石的概念、来源和分类2 组成、现状及危害组成、现状及危害3 煤矸石的活性煤矸石的活性城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石的概念(重点)煤矸石的概念(重点)煤矸石煤矸石(coal gangue):):煤矸石是采过煤程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种煤矸石是采过煤程和洗煤过程中排放的固体废物,是一种在成煤过程中与煤层伴生的一种含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色
3、岩石。(如右图所示含碳量较低、比煤坚硬的黑灰色岩石。(如右图所示)城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石的概念:煤矸石的概念:目前煤矿的排矸量约占煤炭开采量的目前煤矿的排矸量约占煤炭开采量的 820,平均约为,平均约为 12;已成为我国累计堆积量和占用场地最多的工业废弃物。目前,全国煤矸石的总积存量约;已成为我国累计堆积量和占用场地最多的工业废弃物。目前,全国煤矸石的总积存量约 45 亿亿 t,而且仍在逐年增长,矸石山几乎成为我国煤矿的标,而且仍在逐年增长,矸石山几乎成为我国煤矿的标志。志。同时,由于矸石中通常含有残煤、碳质泥岩、流铁矿、
4、碎木材等可燃物质,在长期露天堆积后,往往会产生自燃现象,并排放出大量的同时,由于矸石中通常含有残煤、碳质泥岩、流铁矿、碎木材等可燃物质,在长期露天堆积后,往往会产生自燃现象,并排放出大量的 CO、CO2、SO2、H2S、NO等有害气体,给周边环境带来了一系列的危害等有害气体,给周边环境带来了一系列的危害 。如果煤矿开采给环境造成的破坏得不到有效的整治,必将带来严重的后果,因而煤矿的清洁生产是煤炭开采业的发展方向如果煤矿开采给环境造成的破坏得不到有效的整治,必将带来严重的后果,因而煤矿的清洁生产是煤炭开采业的发展方向 ,也是煤矿企业的根本出路。,也是煤矿企业的根本出路。城市建设与环境工程学院城市
5、建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院 1 1、巷道掘进过程中的掘进矸石;、巷道掘进过程中的掘进矸石;2 2、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的、采掘过程中从顶板、底板及夹层里采出的矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石等。矸石以及洗煤过程中挑出的洗矸石等。煤矸石是与煤伴存的岩石。在煤的采掘进和煤矸石是与煤伴存的岩石。在煤的采掘进和煤的洗选过程,都有煤矸石排出。煤的洗选过程,都有煤矸石排出。0.10.10.2t0.2t煤矸石煤矸石/t/t原煤。原煤。在煤矿的上,中、底层的页岩,挖掘煤层之在煤矿的上,中、底层的页岩,挖掘煤层之间的巷道时排出的砂岩、石灰岩以及其他岩间的巷道时排出
6、的砂岩、石灰岩以及其他岩类都属煤矸石之列。类都属煤矸石之列。煤矸石的主要来源:煤矸石的主要来源:重点重点城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院 一、煤矸石依其所含矿物组分可分为:一、煤矸石依其所含矿物组分可分为:碳质页岩、泥质页岩和砂质页岩;碳质页岩、泥质页岩和砂质页岩;二、依其来源可分为:二、依其来源可分为:掘进矸石,开采矸石和洗选矸石。掘进矸石,开采矸石和洗选矸石。三、煤矸石堆放过程,其中的可燃组分缓慢三、煤矸石堆放过程,其中的可燃组分缓慢 氧化、自燃,故又有氧化、自燃,故又有自燃矸石与未燃矸自燃矸石与未燃矸 石的区分。石的区分。煤矸石的分
7、类煤矸石的分类城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石的组成煤矸石的组成矿物组成:粘土矿物(高岭石、伊利石、蒙脱石)、石英、矿物组成:粘土矿物(高岭石、伊利石、蒙脱石)、石英、方解石、黄铁矿。方解石、黄铁矿。化学组成:氧化物化学组成:氧化物SiO2+Al2O3占占6090。SiOSiO2 2AlAl2 2O O3 3CaOCaOMgOMgOFeFe2 2O O3 3NaNa2 2O+KO+K2 2O O烧失量烧失量51516565161636361 17 71 14 42 29 91 12.52.52 21717煤矸石的化学成分煤矸石的化学
8、成分 煤矸石煤矸石发热量一般量一般为8001500卡卡/克克,其无机成分主要是其无机成分主要是硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属硅、铝、钙、镁、铁的氧化物和某些稀有金属。城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院我国煤矸石污染现状及危害我国煤矸石污染现状及危害 煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体煤矸石是我国目前排放量最大的工业固体废弃物之一废弃物之一年产量达到年产量达到3.8亿吨,目前已累计堆放亿吨,目前已累计堆放50多多亿吨。亿吨。我国每年的煤矸石排放量占当年煤炭产量我国每年的煤矸石排放量占当年煤炭产量的的10%至至15%。大量煤矸石长期
9、堆放不仅。大量煤矸石长期堆放不仅占用土地,而且造成环境污染。占用土地,而且造成环境污染。城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院图表图表 2001年年2008年我国煤矸石产量增长趋势图年我国煤矸石产量增长趋势图城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石堆积,拥堵河道。煤矸石堆积,拥堵河道。煤矸石的燃烧污染了空气。煤矸石的燃烧污染了空气。城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石堆积导致河流阻塞煤矸石堆积导致河流阻塞城市建设与环境工程学院城市建设
10、与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤煤矸矸石石的的危危害害1)侵占良田,阻塞河道,造成水灾)侵占良田,阻塞河道,造成水灾2)释放大量有害气体,甚至引发火)释放大量有害气体,甚至引发火 灾灾 3)损伤临近土壤,农作物及水环境)损伤临近土壤,农作物及水环境4)细粒随风飘散,造成沉降污染)细粒随风飘散,造成沉降污染5)煤矸石中天然放射性元素对人体与)煤矸石中天然放射性元素对人体与 环境的危害环境的危害6)煤矸石中的黄铁矿在空气中易被氧)煤矸石中的黄铁矿在空气中易被氧 化,化,放出热量聚集,使煤矸石中所放出热量聚集,使煤矸石中所 含碳质自燃产生含碳质自燃产生SO2、C02、CO
11、 等有毒有害气体。等有毒有害气体。城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石的活性(性质)煤矸石的活性(性质)粘土页岩煤矸石粘土页岩煤矸石主要由粘土矿物组成,加热到一定温度时主要由粘土矿物组成,加热到一定温度时(一般为一般为700-900)原来的结晶相分解破坏,变成无定型原来的结晶相分解破坏,变成无定型的非晶体,使煤矸石具有活性。的非晶体,使煤矸石具有活性。活性的大小和矸石的物相组成有关,还和煅烧温度有关活性的大小和矸石的物相组成有关,还和煅烧温度有关。堆积在大气中经过自燃的红矸其热值较低,但具有一定堆积在大气中经过自燃的红矸其热值较低,但具
12、有一定的活性。测定煤研石的活性,可采用化学法火山灰括性检的活性。测定煤研石的活性,可采用化学法火山灰括性检验方法来进行比较。验方法来进行比较。煤矸石含硫量大于煤矸石含硫量大于3%即会着火,含硫量大于即会着火,含硫量大于1%就有可能自就有可能自燃。一般煤矸石的着火点为燃。一般煤矸石的着火点为280比煤的发火点约低比煤的发火点约低80,这是煤矸石自燃的基本原因,此外,煤矸石的自燃还与,这是煤矸石自燃的基本原因,此外,煤矸石的自燃还与热值、气候、微生物等等有关,其机理比较复杂。热值、气候、微生物等等有关,其机理比较复杂。城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境
13、工程学院我国煤矸石利用现状我国煤矸石利用现状大量煤矸石长期堆放不仅占用土地,而且造成环境大量煤矸石长期堆放不仅占用土地,而且造成环境污染。开展资源综合利用,是实施节约资源基本国污染。开展资源综合利用,是实施节约资源基本国策的重要途径。我国已从税收、电力调度等方面扶策的重要途径。我国已从税收、电力调度等方面扶持煤矸石发电,持煤矸石发电,“十一五十一五”规划需增加煤矸石发电规划需增加煤矸石发电装机装机20002000万千瓦。万千瓦。“十一五十一五”期间中国煤炭工业将大力发展循环经济,期间中国煤炭工业将大力发展循环经济,按照减量化、再利用、再循环的原则,重点治理和按照减量化、再利用、再循环的原则,重
14、点治理和利用煤矸石、矿井水和粉煤灰。利用煤矸石、矿井水和粉煤灰。20102010年,煤矸石综年,煤矸石综合利用量合利用量3.93.9亿吨以上,利用率达到亿吨以上,利用率达到7070以上。其以上。其中,煤矸石等低热值燃料电厂年利用中,煤矸石等低热值燃料电厂年利用2 2亿吨,煤矸亿吨,煤矸石砖利用石砖利用0.90.9亿吨;煤矸石复垦造田筑路和井下充亿吨;煤矸石复垦造田筑路和井下充填消纳填消纳1 1亿吨以上。产生矿井水亿吨以上。产生矿井水5050亿立方米,利用亿立方米,利用3636亿立方米,利用率达到亿立方米,利用率达到7070。城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市
15、建设与环境工程学院煤矸石的资源化利用煤矸石的资源化利用我国煤矸石的发热量多在我国煤矸石的发热量多在6300kJkg以下,以下,其中其中33006300kJkg、13003300kJkg和和低于低于1300kJkg的各占的各占30,高于高于6300kJkg的仅占的仅占10。各地煤矸石的热值差别很大。各地煤矸石的热值差别很大。最理想的热值范围:最理想的热值范围:3344kJ/kg4180kJ/kg城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院城市建设与环境工程学院煤矸石的资源化利用煤矸石的资源化利用热值热值/(kJ/kg)合理用途合理用途说明说明2095回填、筑路、造地、回填、
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