摘要：缘114
煤矿开采业是世界重要的工业产业之一，煤矿开采活动特别是露天煤矿开采造成了严重的环境问题。煤矸石是煤在形成过程中与煤共同沉积的以无机化合物为主的混合体，主要成分为硅、铝、钙、镁、铁的复杂氧化物，从矿井中采掘出的原煤经过洗选加工后将煤矸石分离，分离后的煤矸石作为固体废弃物进行露天堆积处理，对环境造成了较大的污染，特别是近年来开采的优质煤种的原煤含矸量增加，部分洗选产生的煤矸石量占到原煤的30%～40%，甚至更高，导致选煤排矸量巨大，特别是当煤矸石的硫分过高时，矸石中所含的硫化铁等成分与空气中的氧气发生化学反应不断散发热量，聚集的热量将洗选过程中残留在煤矸石残留的有机碳质可燃物引燃，最终造矸石山的自燃，释放出大量SO2、CO、H2S等有害气体，对周边的大气环境造成污染，同时有发生火灾的危险。因此中高硫煤矸石的循环利用研究有利于进一步提高煤炭利用效率、减少环境污染，促进国民经济和社会可持续发展。 关键词：中高硫煤矸石；利用分析；方法自制纳米胶带教程
引言
在当前低硫煤资源有限、污染物排放标准更加严格的背景下，实施洁净煤战略是经济有效解决煤炭利用效率低和污染高的关键．中高硫煤及煤系固体废弃物资源的清洁高效利用具有重要的资源与环境意义。
1中高硫煤矸石对环境的影响
（1）堆积的矸石山的稳定性较差，较易引发部分地质灾害；（2）大量堆积的矸石山，会占用土地造成土地资源的浪费；（3）堆积的矸石山在经雨水冲刷后，会形成部分有毒有害物质，这些有害物质会严重污染周围的水体以及土壤，会严重影响周边植物的正常生长；（4）堆积的矸石山，经长期的风吹日晒，矸石也会逐步发生风化，风化的矸石在风的吹动下易出现大量扬尘，严重污染空气；（5）堆积的煤矸石中通常会含有大量的C元素以及S元素等，这些元素都为可燃物，矸石的长期堆放易出现蓄热燃烧的现象，会逐步释放大量的有毒有害气体如SO2，CO以及H2S等。纵观煤矸石易给人类带来的种种危害，怎样科学合理的利用煤矸石，应作为当前研究的重中之重。当前国内煤矸石不仅积累量大而且价格相对较低廉，如何高效利用这些煤矸石不仅是环保需要，而且也是新形势下长期走资源节约型以及环境友好型社会发展道路的必然选择。
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2中高硫煤矸石分析
煤炭中硫的赋存形态主要为有机硫及无机硫，无机硫包括硫铁矿硫、硫酸盐硫及单质硫。研究表明，我国高硫煤分布的矿区中，绝大多数矿区的煤中硫以硫铁矿硫为主，仅有部分小型矿区以有机硫为主．我国高有机硫煤主要分布于华南晚二叠世及华北晚石炭世煤层，以硫铁矿为主的高无机硫煤主要分布于山东、重庆及贵州等地区，而分布在西北、东北、华北地区的硫分低于０.５％的特低硫煤则主要以有机硫为主．但是，我国南方的部分矿区，如贵州贵定矿区、广西合山矿区、湖南辰溪矿区等地的高硫煤中有机硫在硫分中的占比均超过８０％，这些矿区煤炭储量相对较小，属于特例。煤炭在利用之前脱除杂质可提升其利用效率，有助于下游钢铁、建材、电力、供热等产业节能降耗，减轻末端污染治理压力．对于中高硫煤，降灰的同时也需要脱硫，一般炼焦煤用户要求精煤硫分小于１.２０％，中高硫煤脱硫降灰提质是煤炭清洁高效利用的前提有研究发现，硫铁矿硫占全硫的比例与硫铁矿脱硫率呈现较好的正相关关系，采用浮选法处理以无机硫为主的高硫煤，可将硫分由６.２０％降至１.６９％，脱硫率平均高达８５.９４％。
3中高硫煤矸石的循环利用
电子加速器辐照3.1中高硫煤共伴生资源分选回收技术
通过中高硫煤中硫元素的分选回收，可实现煤矸石中硫元素的源头减量和硫资源的综合利用，减少对环境的影响。“重选＋浮选”是当前主要的选煤工艺，针对贵州中高硫煤占比大、煤中硫铁矿含量高的特点，基于“重选＋浮选”工艺从煤泥及煤矸石中回收硫是可行的．浮选是煤泥处理的主要方法，采用浮选法进行高硫煤脱硫以及硫的回收利用的关键在于精准调控微细粒嵌布的煤系硫铁矿与煤的选择性分离．煤系硫铁矿结构特征、表面性质与普通硫铁矿有较大差别，煤系硫铁矿疏水性强，在浮选体系中容易与煤一起上浮而导致精煤硫含量偏高。基于中高硫煤中硫的赋存状态、硫铁矿嵌布特征、解离特性，开发经济高效的煤系硫铁矿与细粒煤的浮选分离技术对中高硫煤脱硫提质及共伴生硫资源的回收利用至关重要．煤矸石作为大宗固体废弃物，长期占地堆存和持续产生对水、土、气造成的污染威胁，不利于煤炭行业的可持续发展和煤炭工业聚集地生态环境质量的改善．从煤矸石中回收硫资源需充分考虑煤矸石的粒度、硫含量及硫元素赋存状态等特性，分选过程涉及的破碎、重选、浮选及固液分离等作业可能导致生产成本增大．中高硫煤及煤系固体废弃物中共伴生金属元素含量总体相对较低，目前在分选回收技术方面存在工艺复杂、成本高等问题，但是，煤炭资源体量大，且局部煤层中部分金属元素异常偏高，已成为具有潜
在开发价值的战略资源。在中高硫煤中锂、稀土等关键金属元素赋存状态研究基础上，揭示锂、稀土在煤炭加工、燃烧、转化等过程中的迁移与分配规律，是从煤矸石、粉煤灰等煤系固体废弃物中分选回收锂和稀土的关键。煤中具有潜在可利用价值的共伴生关键金属元素在煤中的分布与赋存特性有较大差异性，其分选回收技术研发应结合现有煤炭加工工艺，并充分考虑元素赋存状态以及分选回收的技术经济等因素．
3.2中高硫煤共伴生资源综合利用智能化技术
智能化是实现煤炭工业高质量发展的必由之路．选煤厂分选设备的智能化升级，实现设备互联以及工艺参数、产品指标等的智能分析，有利于煤炭分选过程参数的优化控制，为中高硫煤共伴生资源综合利用提供技术手段．目前选煤厂在事故报警、在线监测、药剂添加等方面已经实现了一定程度的智能化，但是选煤全流程分选智能化还比较薄弱。原煤和产品重要参数高精度在线监测则是选煤工艺过程智能化升级的技术瓶颈，实现浮选作业生产智能控制和管理信息化是选煤厂发展的重要方向。
3.3煤矸石基复合吸附剂
目前，由于吸附剂存在吸附能力较弱、吸附材料选择少等问题，增强其吸附效果是现在的研究重点，将煤矸石与其他材料复合制备吸附剂也是一种经济、便捷的利用途径。利用煤矸石中的黏土矿物作为Fe/FeOx纳米颗粒的载体及稳定剂，制备所得的nFe/FeOx－Gangue吸附剂在pH值为5时对Cd(II)的去除率达83%。以煤矸石和油菜秸秆为原料制成的改性油菜生物炭在pH为4的溶液中对磷酸根的吸附量为7．08mg/g。Mohammadi等将煤矸石在850℃下煅烧4h后，与藻酸盐、乙醇和水按一定比例混匀反应5h制备出ACCG材料，对Zn2+和Mn2+的最大吸附量分别可达77．68mg/g和64．29mg/g。将煤矸石在850℃下分别进行2h掺煤无氧煅烧后，与NaOH和NaAlO2一起通过水热法在90℃下反应3h，制备出ZAC材料的比表面积可达669.4m2/g，对Cu2+的吸附效率可达92.8%。由此看出，煤矸石基复合吸附剂对水中的磷、有机物以及重金属离子均有较好的吸附效果，但吸附过程中pH值和吸附时间的控制对吸附效果具有较大影响，针对不同水域环境，其普适性和实用性仍有较大改进空间。
4结束语
总之，中高硫矸石都会在煤炭洗选时产生，矸石山也是矸石在矿区长期堆积形成的。大量
的土地资源被占用，周边环境的污染等都是因为矸石山的长期堆积。因此，必须要治理矿区周边的矸石，而最有效的方法就是矸石山综合利用。
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软瓷生产线
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