煤矸石高值化利用途径介绍

煤矸石高值化利用途径介绍

2019年国家发改委、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。

高值化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几种高值化利用途径。

一、煤矸石高值化利用途径

1、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，最常用的方法有酸法、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。

2、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。

3、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。

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。

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。

7、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。

8、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。

9、煤矸石生产沸石分子筛:煤矸石含有合成沸石所必备的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。

10、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。

二、煤矸石综合利用的未来趋势展望

1、技术创新：向高附加值与智能化升级

（1）高附加值材料继续开发

化工原料提取：通过高温煅烧、成分分离技术，提取煤矸石中的铝、硅等元素，用于生产氧化铝、硅酸盐等化工产品，甚至探索稀土元素提取技术。

环保材料制造：研发轻质混凝土、保温隔热材料（如白色陶瓷纤维毯），部分技术已实现耐火温度达1500°C、隔热效率提升65%，广泛应用于冶金、建筑领域。

碳封存与利用：结合“双碳”目标，探索煤矸石碳封存技术，将其转化为固碳材料，助力矿山生态修复。

（2）智能精准利用

建立煤矸石成分数据库，通过大数据分析实现分类处理，匹配最佳利用场景（如泥质岩类用于制砖，炭质岩类用于发电）。推广智能筛分、机器人分拣技术，提高处理效率，降低二次污染风险。

（3）环保技术突破

采用清洁生产工艺，减少发电过程中的二氧化硫排放；推广煤矸石堆场生态修复技术，如植被恢复、土壤改良，降低环境压力。

2、政策导向：强化绿色循环与低碳转型

（1）“零碳矿山”政策推动

国家鼓励煤矿通过清洁能源替代、采空区碳封存等手段实现全生命周期零碳排放，设立专项基金支持示范项目（如山西、陕西等煤炭主产区）。

政策要求新建煤矿同步制定煤矸石利用方案，逐步淘汰永久性矸石山。

（2）标准规范与国际合作

制定统一的煤矸石利用技术标准、产品认证规范，推动行业规范化发展。加强与国际组织合作，引进国外的先进处理技术，提升行业国际竞争力。

（3）经济激励与市场化机制

通过税收优惠、碳交易配额奖励（如将生态修复碳汇纳入CCER交易）降低企业成本。探索“政府+企业+科研机构”合作模式，共建研发中心，推动技术产业化。

3、市场需求：多领域拓展与全球化布局

（1）传统领域稳步增长

能源转化：煤矸石发电技术向大型循环流化床燃烧升级，提高热效率至40%以上，部分电厂年消纳煤矸石超百万吨。

建材替代：生产承重多孔砖、道路基层材料，替代传统黏土砖，预计2025年建材领域需求量占煤矸石利用总量的45%。

（2）新兴领域快速崛起

陶瓷与玻璃制造：利用煤矸石作为硅质原料，生产瓷砖、卫生洁具。

金属提取与化工：从煤矸石中提取镓、锗等稀有金属，用于电子、新能源产业，技术成熟度逐步提升。

（3）区域合作与出口增长

国内形成山西、内蒙古等“零碳矿山”示范区，带动技术输出；东南亚、中东地区基建需求推动煤矸石建材出口，预计2025年出口量增长12%。

4、未来挑战与应对

技术瓶颈：高附加值产品制备技术（如分子筛、活性炭）尚未大规模推广，需加大研发投入。

经济效益平衡：部分利用场景成本高、利润低，需政策补贴与市场机制结合。

区域差异：煤炭主产区需加强物流网络建设，降低运输成本，促进资源跨区域利用。

综上所述，煤矸石综合利用正从“被动治理”转向“主动增值”，形成“技术创新—政策保障—市场拉动”的闭环。预计到2030年，其资源化率将从当前的65%提升至80%以上，市场规模突破500亿元，成为循环经济的重要增长点。煤矸石综合利用不仅能有效减少固体废弃物，还能部分缓解我国能源、资源短缺的现状，对国家建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。

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