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煤矸石

混含在煤层中的石块,含少量可燃物,不易燃烧。俗称“矸子”。采矿过程中,从井下采出的或混入矿石中的碎石。煤层中间的薄岩层称“夹石”。矿山地面的矸石堆称“矸石山”。有些矸石可作建筑材料的原料。

 
  • 中文名称  煤矸石
  • 外文名称  Coalgangue, Shale
  • 矿石性质  煤伴生废石
  • 矿石组成  有机化合物和无机化合物

[ 岩石简介 ]

煤矸石是煤伴生废石是矿业固体废物的一种,是在掘进、开采和洗煤过程中排出的固体废物。是矿业固体废物的一种,包括洗煤厂的洗矸、煤炭生产中的手选矸、半煤巷和岩巷掘进中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。是碳质、泥质和砂质页岩的混合物,具有低发热值。含碳20%~30%,有些含腐殖酸。中国历年已积存煤矸石约1000Mt,并且每年仍继续排放约100Mt,不仅堆积占地,而且还能自燃污染空气或引起火灾。煤矸石主要被用于生产矸石水泥、混凝土的轻质骨料、耐火砖等建筑材料,此外还可用于回收煤炭,煤与矸石混烧发电,制取结晶氯化铝、水玻璃等化工产品以及提取贵重稀有金属,也可作肥料。

[ 矿石性质 ]

煤矸石的颜色取决于煤矸石在煤层中的分布与煤矸石矿物中可变成分(碳)的含量,越靠近煤层,含碳量越高,故煤矸石多呈现灰色、灰褐色或褐黑色,条痕为棕褐色、浅褐色,风化后变成浅灰色,灼烧或自燃后因有机质挥发呈现白色、灰白色或黄白色,假如煤矸石中铁含量较高,将呈现黄色,或带红色。煤矸石的堆积密度煤矸石堆积密度为1200~1800kg/m3,自燃煤矸石堆积密度为900~300kg/m3,通常情况自燃煤矸石堆积密度低于煤矸石,原因是煤矸石经过自燃后结构疏松,孔隙率较高。煤矸石的密度介于2100~2900kg/m3之间。

[ 主要成分 ]

煤矸石的主要成分是Al2O3、SiO2,另外还含有数量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素(镓、钒、钛、钴)。

[ 主要分类 ]

煤矸石按主要矿物含量分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类、铝质岩类;

按来源及最终状态,煤矸石可分为掘进矸石、选煤矸石和自然矸石三大类;

按颜色来分类,如黑矸、灰矸、白矸、红矸等;

根据矸石产出层位来分类,如顶板矸、夹石矸等。

掘进矸石
掘进矸石
选煤矸石
选煤矸石
自然矸石
自然矸石
 

[ 主要用途 ]

利用途径有以下几种:

①回收煤炭和黄铁矿:

通过简易工艺,从煤矸石中洗选出好煤,通过筛选从中选出劣质煤,同时拣出黄铁矿。或从选煤用的跳汰机──平面摇床流程中回收黄铁矿、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作动力锅炉的燃料,洗矸可作建筑材料,黄铁矿可作化工原料。


②用于发电:

主要用洗中煤和洗矸混烧发电。中国已用沸腾炉燃烧洗中煤和洗矸的混合物发电。炉渣可生产炉渣砖和炉渣水泥。


③制造建筑材料:

代替粘土作为制砖原料,可以少挖良田。烧砖时,利用煤矸石本身的可燃物,可以节约煤炭。

此外,煤矸石还可用于生产低热值煤气,制造陶瓷,制作土壤改良剂,或用于铺路、井下充填、地面充填造地。在自燃后的矸石山上也可种草造林,美化环境。

回收煤炭和黄铁矿
回收煤炭和黄铁矿
发电
发电
制造建筑材料
制造建筑材料
 

建材行业中的应用:

代替粘土作为制砖原料,可以少挖良田。烧砖时,利用煤矸石本身的可燃物,可以节约煤炭。


煤矸石烧结空心砖,是指以页岩,煤矸石或粉煤灰为主要原料,经焙烧而成的具有竖向孔洞(孔洞率不小于25%,孔的尺寸小而数量多)的砖。其外形尺寸,长度为290,240,190mm,宽度为240,190,180,175,140,115mm,高度为90mm.由两两相对的顶面、大面及条面组成直角六面体,在中部开设有至少两个均匀排列的条孔,条孔之间由肋相隔,条孔与大面、条面平行,其间为外壁,条孔的两开口分别位于两顶面上,在所述的条孔与条面之间分别开设有若干孔径较小的边排孔,边排孔与其相邻的边排孔或相邻的条孔之间为肋。煤矸石可以部分或全部代替粘土组分生产普通水泥。自燃或人工燃烧过的煤矸石,具有一定活性,可作为水泥的活性混合材料,生产普通硅酸盐水泥(掺量小于20%)、火山灰质水泥(掺量20~50%)和少熟料水泥(掺量大于50%)。还可直接与石灰、石膏以适当的配比,磨成无熟料水泥,可作为胶结料,以沸腾炉渣作骨料或以石子、沸腾炉渣作粗细骨料制成混凝土砌块或混凝土空心砌块等建筑材料。英国、比利时等国有专用煤矸石代替硅质原料生产水泥的工厂。煤矸石可用来烧结轻骨料。日本于1964年用煤矸石作主要原料制造轻骨料,用于建造高层楼房,建筑物重量减轻20%。

[ 国内分布 ]

煤矸石是煤伴生废石是矿业固体废物的一种,常与煤矿伴生。我国的煤矿主要分布在山西、内蒙古、陕西、新疆等省(区)。重点煤矿:山西省有大同、王坪、小峪、平朔、轩岗、西山、太原、寨沟、东山、阳泉、荫营、汾西、霍州、潞安、韩城、晋城等; 内蒙古自治区有扎赉诺尔、伊敏、大雁、霍林河、平庄、乌达、海渤湾等;陕西省有铜川、浦白、澄合等;新疆维吾尔自治区 有乌鲁木齐、哈密等;贵州省有水城、六枝、林东、盘江等;宁夏有石咀山、石炭井、灵武等;安徽省有淮北、淮南等;山东 省有鹤壁、义马、焦作、烟台、平顶山等;山东省有龙口、淄博、新汉、肥城、兖州、枣庄等;黑龙江省有鹤岗、双鸭山、七台 河、鸡西等。此外,河北省有开滦、邢台、邯郸、峰峰、井陉等;江苏省有徐州;辽宁省有北票、阜新、铁法、南票、沈阳、抚顺 等;江西省有萍乡、丰城、乐平等;四川省有攀枝花、广旺、达竹、华蓥山等。

煤矸石破碎工艺设计

BROKEN PROCESS DESIGN

[ 设备推荐 ]

东昌重工总结多年的生产经验以及使用客户的反馈,针对煤矸石的诸多特点,采用鄂式破碎机欧版鄂式破碎机锤式破碎机反击式破碎机欧版反击式破碎机冲击式制砂机以及振动筛等先进设备,整条生产线设备性能好,生产效率高,产品质量好,辅以先进的除尘器,达到国家的环保要求,备受市场青睐。

[ 方案设计 ]

煤矸石原料通过自卸车将原料送进原料仓,后经振动筛分给料机均匀的将物料送入欧版鄂式破碎机内,鄂式破碎机进行第一道破碎将物料破碎至300-400mm大小,经由皮带输送机均匀的送至两台反击破内进行第二道破碎,破碎后的物料经圆振筛筛分,大于31.5mm的物料重新返回反击破进行破碎,小于31.5mm的物料经过圆振筛分级,由皮带输送机输送至成品料堆。

注:煤矸石破碎工艺设计流程图

煤矸石制砂工艺设计

SAND MAKING PROCESS DESIGN

[ 设备推荐 ]

东昌重工总结多年的生产经验以及客户使用的反馈,针对煤矸石的诸多特点,采用鄂式破碎机、欧版鄂式破碎机、锤式破碎机、反击式破碎机、欧版反击式破碎机、冲击式制砂机以及振动筛等先进设备,整条生产线设备性能好,生产效率高,产品质量好,辅以先进的除尘器,达到国家的环保要求,备受市场青睐。

[ 方案设计 ]

煤矸石原料经铲车或自卸车送入原料仓,经振动给料机均匀的将物料喂入鄂式破碎机,将物料破碎至150mm左右大小粒径,通过皮带输送至反击式破碎机中,破碎后送至振动筛进行分级,其中0-5mm的送至成品料堆,>40mm的物料返回至反击破中再次进行破碎,5-40mm的物料经过皮带机送至高效离心冲击式制砂机中破碎,破碎后的物料通过振动筛进行分级,其中0-5mm作为成品输送至成品料堆,不符合成品规格的物料由皮带机送至高效离心冲击式制砂机中次进行破碎、筛分,形成闭路循环。

注:煤矸石制砂工艺设计流程图