煤矸石與粉煤灰的危害及綜合利用
發(fā)布日期:2019-01-31 11:01 作者:zzmana
近年來,大力推廣使用固體廢棄物如煤矸石、粉煤灰等作為新型建筑材料,充分挖掘固體廢棄物的優(yōu)勢,變廢為寶,是未來建筑發(fā)展中非常重要的一個環(huán)節(jié)。
一、煤矸石
煤矸石是工業(yè)社會中存儲量最大的固體廢棄物,煤矸石的主要成分:煤矸石的礦物組成為粘土巖、砂巖、碳酸巖、鋁質(zhì)巖等,煤矸石的化學(xué)成分主要是SiO2、Al2O3和C,其次是Fe2O3、CaO、MgO等,此外,也常含有少量Ti和Ca等金屬元素。
(1)煤矸石的危害
對土地的影響:隨著煤矸石排放量不斷增加,占地面積進(jìn)一步擴(kuò)大,破壞生態(tài)環(huán)境,影響了人類的可持續(xù)發(fā)展。
對環(huán)境的影響:露天堆放的煤矸石,一部分經(jīng)過雨水琳洗,污染地下水和土壤,另外一部分形成地表徑流,污染地表水,人類長期飲用含有重金屬的水源,會對生命健康造成威脅;煤矸石中含有C元素,長期堆積容易自燃,釋放有毒氣體,污染大氣環(huán)境。
對地質(zhì)的影響:堆積的煤矸石山會出現(xiàn)山體滑坡或者崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,對周邊居民的生命財產(chǎn)造成威脅。
(2)煤矸石的綜合利用
雖然,長期堆積的煤矸石會對環(huán)境造成一定的污染,但是,它也是一種可以利用的資源。
分選回收:經(jīng)過簡單工藝,從煤矸石中提取煤、黃鐵礦等有用礦物。
能量轉(zhuǎn)化:將含C量高的煤矸石用于發(fā)電;提取煤矸石灰渣中的有用元素,如鎵、鍺等。
生產(chǎn)化工產(chǎn)品:提取煤矸石殘渣中的鎵、鍺等有用元素制備活性炭;用煤矸石制取鋁鹽產(chǎn)品、硅系列產(chǎn)品。
建筑材料及其他材料:煤矸石磚強(qiáng)度高、熱阻大、隔音好、具有廣闊的市場前景;研磨后的自燃煤矸石具有的火山灰活性可以生產(chǎn)各種標(biāo)號的水泥及混凝土;煤矸石也可以制作耐火材料、保溫材料,也可以生產(chǎn)農(nóng)用肥料。
直接利用:廢棄的煤矸石直接用來填筑鐵路、公路、溝谷、塌陷區(qū)、煤礦采空區(qū)及廢舊礦井。
二、粉煤灰
粉煤灰化學(xué)成分主要為SiO2和Al2O3,次要成分為CaO和Fe2O3等;燃燒后的礦物組成可分為晶體礦物和非晶體礦物兩類。隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展,粉煤灰的排泄量不斷增加。
(1)粉煤灰的危害
大量粉煤灰的堆積,容易產(chǎn)生揚(yáng)塵,污染大氣環(huán)境;排入水系會造成水體污染,威脅人體和生物的健康。
(2)國內(nèi)對粉煤灰的綜合利用
(a)建筑材料——粉煤灰水泥:改善混凝土和易性、減少泌水和離析,節(jié)約水泥;粉煤灰混凝土:提高混凝土強(qiáng)度、抑制堿骨料反應(yīng);燒結(jié)粉煤灰磚、砌塊:生產(chǎn)周期短、節(jié)能、成本低、質(zhì)量好、保溫及耐久性好;粉煤灰陶粒:密度小、強(qiáng)度高、保溫性能好、耐火、化學(xué)性能穩(wěn)定。
(b)土力工程——路基填料:粉煤灰多孔、吸水量高、泄水能力強(qiáng)、適合作為路基填筑材料;道路鋪裝:強(qiáng)度高、不翻漿、抗凍水穩(wěn)定性好,適合路面鋪裝。
(c)農(nóng)業(yè)——粉煤灰有效改善土壤結(jié)構(gòu)、提高種子發(fā)芽率、改善土壤PH。粉煤灰富含礦質(zhì)元素,可以制化肥。
(d)化學(xué)工業(yè)——制造分子篩、拒水粉、提取鋁、橡膠復(fù)合材料和造紙。