煤矸石综合利用研究进展

煤炭开采和分选过程中,伴生10%~15%的煤矸石。大量煤矸石堆积不仅占用土地资源,而且带来了一系列环境问题。对煤矸石进行综合利用迫在眉睫。基于煤矸石的化学成分,煤矸石综合利用研究总体分为两大方向,包括大宗化利用和高值化利用。煤矸石大宗化利用方向详细综述了能源利用、建筑材料生产和回填复垦3个方面。煤矸石含碳量高于20%时(即热值6270~12550 kJ/kg),可以利用其燃烧产生的热量应用于发电。煤矸石含碳量低于4%时,可作为粗骨料用于建筑材料生产。钙镁含量低于10%,且Al_(2)O_(3)和SiO_(2)的质量比在0.30~0.50时,可用于生产水泥。煤矸石用于回填复垦时,要考虑重金属元素不得超标的问题。煤矸石高值化利用方向详细综述了合成沸石和陶瓷材料方面的应用。其中Al_(2)O_(3)和SiO_(2)质量比仍是条件优化的重要参数之一。可通过添加不同材料改变Al_(2)O_(3)和SiO_(2)质量比进行改性,达到性能优化的目的。其中,高SiO_(2)和Al_(2)O_(3)含量使煤矸石成为潜在的合成沸石的前体,用于吸附废水中的重金属离子和染料等污染物以及温室气体CO_(2)等。通过添加Al_(2)O_(3)形成较高的Al_(2)O_(3)和SiO_(2)质量比,还原煤矸石中的Si,可能有助于合成高性能陶瓷材料。但是,目前在煤矸石高值化利用方面,距离大规模工业应用仍存在一定距离。提高材料性能,缩短材料生产周期和降低生产成本是关键。总之,煤矸石综合利用必须考虑不同地区煤矸石的化学成分。基于煤矸石化学成分,协同进行大宗化利用和高值化利用,将提高煤矸石的综合利用率,带来经济收益和环境效益。

煤矸石骨料混凝土力学和耐久性能研究进展

煤矸石作为我国最多的工业固体废弃物之一,大量煤矸石露天堆放给生态环境带来巨大压力,若将其加工制备成混凝土骨料,既可解决对环境的污染,还可弥补天然砂石资源的短缺,符合绿色可持续发展理念。煤矸石骨料存在薄弱组分较多、均匀程度差等问题,这会对煤矸石混凝土性能产生较大的负面影响。本文总结了煤矸石骨料的基本特性,分析了混凝土用煤矸石骨料存在的主要问题。基于煤矸石存在的问题,本文阐述了提升煤矸石骨料性能的技术途径(如表面裹浆技术、热活化处理技术和微生物矿化技术),综述了煤矸石骨料对混凝土力学及耐久性能的影响,并提出了改善其性能的方法,以期为煤矸石骨料在混凝土中高效资源化利用提供理论和技术支持。

混凝土用煤矸石骨料的研究进展

煤矸石作为我国最大的工业固体废弃物之一,将其作为混凝土骨料既可解决环境污染,还可弥补天然砂石资源短缺的现状,是煤矸石最经济、最环保的资源化利用方式,符合绿色可持续发展的战略要求。综述了混凝土用煤矸石骨料的研究进展,分析了煤矸石骨料对混凝土性能的影响,提出了煤矸石骨料利用仍存在的主要问题,以期为实现煤矸石的低能耗大宗化利用提供参考性建议。