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辽宁阜新煤矸石资源化研究

王国平  
【摘要】:煤矸石是我国矿山排放量最大的废渣之一。据统计,至1996年底,全国共有煤矸石山1500多座,累计堆存量已达30多亿吨,占地1.3万公顷。并随煤炭工业的发展以每年1.3亿吨的速度增加。这些煤矸石不仅占用了大量土地和农田,而且也造成了不同程度的环境污染。加强对煤矸石资源化综合利用研究,使废弃物转化为可利用资源,不仅节约有限的矿产资源,还可保护居民生存环境,实现经济社会可持续发展,功在当代,利在千秋,已成为世界各国关心的重要课题。 从应用矿物岩石学的观点看,煤矸石是天然地质体与人工开发过程综合作用的产物。煤矸石具有两重性,一方面,煤矸石是煤炭生产过程中排放出的固体废弃物;另一方面,煤矸石是由岩石和矿物组成的非金属矿产资源,具有可综合利用属性。由于煤矸石的组成复杂,因而其利用途径各不相同,煤矸石资源化综合利用的关键在于正确地评价其特殊的资源属性,从而优选出合理的资源化方法和技术,使之既在技术上可行,又在经济上有利,成为真正意义上的“资源”,走出一条“废渣变资源”、“资源变优势”新路子,为资源枯竭地区的的经济转型提供技术支撑。 阜新是新中国最早建设的煤炭能源基地之一,是著名的“煤电城市”,兴建与发展因煤而立,因煤而兴,现又因煤炭资源枯竭而面临经济转型,2001年底被国务院确定为全国唯一的资源枯竭型城市经济转型试点。本论文把堆存的大量煤矸石作为一种新型的矿产资源,按资源的属性开展了煤矸石的调查、评价,提出了煤矸石资源的勘查和评价方法和资源化分类方案。在系统研究和分析阜新煤矸石的资源特征的基础上,采用应用矿物学的研究思路和方法,完成了阜新煤矸石微晶玻璃建筑装饰板材和硫铝酸盐型高性能水泥的实验室研制,为阜新煤矸石的资源化提供了新方法利技术。 主要研究内容分以下几个部分: (1)中国煤矸石概况,包括煤矸石分布,综合利用状况、煤矸石资源化分类讨论,提出了煤矸石的废渣性和资源性的双重属性的矿物学和岩石学依据,提出本论文的资源化分类。 (2)阜新煤矸石资源属性研究。从矿产资源的角度讨论阜新煤矿区域地质背景,煤田地质特征,煤矸石地质特征、利用遥感技术和实地地质调查进行了煤矸石资源评价,查明阜新地区有矸石山23处,压占土地29037亩,累计堆存量约19.88亿吨。 (3)阜新煤矸矿物学和岩石学研究。包括煤矸石类型、岩石化学成分、微量元素、有害元素,采用化学分析,X一射线衍射、扫描电镜、差热分析、红外光谱的方法研究煤矸石的主要矿物种类,确定阜新煤矸石主要为砂岩质低铝型(Al_2O_315~18%),属于难利用类型,对其资源化利用作出评价。 (4)根据阜新煤矸矿物学和化学特征,完成了煤矸石新产品试验研究,制备了煤矸石微晶玻璃


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