煤矸石含硫率,煤炭学报

自燃矸石山的治理技术可分为防与治两个方面。 在如何防止矸石山发生自燃方面,国外主要产煤国家如前苏联及美国积累了较多的经验,国内矸石山灭火技术起步较晚。 国内外矸石山的灭火方法主要有(1)火源挖除法在矸石的自燃处,挖出高温矸石,原处填入黄土或冷却后的矸石。 (2)注浆法将灭火浆液注入火区,通过水分的蒸发带走大量热量,使矸石迅速冷却,同时浆液中的惰性成分包裹在矸石表面形成隔氧层,防止矸石的进一步氧化。

(3)覆盖法将黄土等惰性物质覆盖在矸石山表面,隔绝空气,待矸石山内部的氧气消耗完后,使之自然熄灭。 其中含硫量大于2%的煤矸石称为高硫煤矸石,约占煤矸石总量的15～20%。 高硫煤矸石的堆放不仅占用大量的土地,而且由于自燃,排放出CO、CO_2、SO_2等大量有毒、有害气体。

在雨水淋滤作用下,许多有害物质渗透到地下水和土壤中,对周围生态环境造成严重的影响。 目前,高硫煤矸石主要的利用途径有处理含镍废水、制取硫磺和改良土壤性质等。 沈阳城南地区是沈阳煤业集团的主要煤炭生产基地,周围分布四个矿区,年产原煤400余万吨,年排放煤矸石100万吨以上。 煤矸石中含硫量普遍大于2%,属于高硫煤矸石。 这些煤矸石的堆放不仅对周围生态环境造成严重的影响,而且严重危害当地的工农业生产。 实现煤矸石的无害化、资源化利用,是解决沈煤集团资源开发与环境保护的出路,是实现企业可持续发展的必然选择。 煤矸石制砖是实现煤矸石综合利用的有效途径之一。

煤矸石制砖的工艺要求矸石原料含SiO_2 50%～70%,Al_2O_3 15%～20%,Fe_2O_3 2%～3%,MgO＜3%,S＜1%。 本文通过理论分析和实验研究,寻找出合理利用高硫煤矸石烧结制砖的方法。 分析Ca/S比、温度等因素对固硫效率的影响,确定Ca/S比为21,烧结温度为900～950℃。 对产品裂纹和泛霜等问题进行研究分析,确定通过调整原料的颗粒级配可以消除有害成份对产品性能的影响,最终制定一套完整的利用高硫煤矸石烧结空心砖的工艺方案。

据不完全统计全国每年排放量达17亿吨,挤占山林坡地几十万亩。 经过自燃的煤矸石,排放大量有害气体,污染环境,危害极大。 利用自燃煤矸石代替砂、石作混凝土集料,不仅可以保护耕地,消除污染,还可以开发新的建筑材料。 然而在煤矸石混凝土的应用中,常常由于煤矸石集料含硫量过高,使推广应用受到限制。 本文针对这一问题来探讨自燃煤矸石含硫量偏高的抑制措施。 钙钒石的针状结晶吸收大量水分,体积膨胀,导致混凝土内部产生膨胀应力而遭到破坏。 在自然环境中经过空气氧化、雨水淋溶及微生物等综合作用下,特别是在西南温湿多雨的气候条件下,极易形成低pH,高浓度硫酸盐,并富含大量有害重金属离子的酸性矿山废水(AMD)2,3,将会对脆弱的喀斯特生态系统造成严重的环境影响和生态危害4-5。 多种固体废物本身或在焚烧时能散发毒气和臭味，恶化环境。