煤矸石与粉煤灰资源综合利用的发展路径

2023-03-22武彦辉

山西化工 2023年1期

武彦辉

（华阳集团，山西阳泉 045000）

引言

山西省有着丰富的煤炭资源，也是新中国成立之初建设的重要煤炭能源基地。在建国以后，山西省利用自身的煤炭资源优势，不仅为促进国家经济迅速发展提供资源支持，而且实现煤炭资源的就地转化，将资源优势转化成经济优势，发展电力工业以及能源重化工等产业，推动地方经济快速发展。在经济社会发展的基础上，山西省也普遍存在煤炭资源型城市的共性现象，随着煤炭的开采与电力生产中伴生物煤矸石以及粉煤灰越来越多，城区逐渐塌陷。在煤炭资源完全枯竭后，如何将煤矸石以及粉煤灰等多种固体废弃物变成全新的能源，这是现阶段山西省乃至我国经济社会发展必须要迫切解决的主要问题。

1 我国煤矸石与粉煤灰资源综合利用的现状

煤矿开采中将煤层中包含的煤矸石及时排除，在进行选矿后，就近堆放废物。每年我国煤矿的煤矸石排放总量远远超过百万吨，长期积累造成的结果使得全国各个城市的煤矿矿井周围大量的煤矸石堆积，总积存数相当大。而粉煤灰是民用集中供热系统以及工矿企业等燃煤锅炉排放的混合废弃物，通常向自身的堆灰场进行排放，由于长期积存，堆灰场必定会出现盈满的情况。根据资料显示，现阶段我国粉煤灰积存量巨大。煤矸石与粉煤灰一方面导致良田占用，另一方面由于暴露地表时间较长，再加上受到风吹日晒等影响，导致煤矸石与粉煤灰容易产生化学反应及风化扬尘反应等，将大量的有毒有害气体释放出来，变成酸性水或者酸性雨，直接污染附近生态环境，不仅对农林牧业的生产以及发展造成不利影响，而且对人们身体健康有很大的危害。因此，煤矸石与粉煤灰始终是环境保护治理的主要问题。最近几年，随着国家以及各级地方政府重视程度提升，先后出台很多环境保护政策，针对煤矸石与粉煤灰堆积的治理研究不断深入进行。研究结果显示，直接利用煤矸石以及粉煤灰，可以防止污染，也能开发成建材以及陶瓷材料等产品。如今，很多行业部门都普遍认可煤矸石以及粉煤灰有着重要的资源价值。在科技不断发展以及环境保护工作日益开展的背景下，全国各个地区都日益重视煤矸石与粉煤灰资源化综合利用的发展，及时更新应用技术，开发出更多的产品，应用范围越来越普遍，获得不错的综合效益。

2 煤矸石和粉煤灰资源的基本情况

如今，我国阜新区大规模的矸石山炒锅3 个，位于新邱区东排土场以及高德东山等地。煤矸石累计堆存量在7.8 亿t 左右，占地面积在4 万亩左右，煤矸石年产生量超过200 万t。而粉煤灰累计堆存量在4 000 万t 左右，占地面积超过0.59 万亩。据不完全统计，粉煤灰年新产生量大概在300 万t 到350 万t 之间，市发电厂和金山电厂产生量均为120 万t；城南热电以及彰武热电总共产生量大概在50 万t 到100 万t之间；盛明热电以及超懿热电新产生的粉煤灰卖给下游一些企业，在各种建材产品生产中运用，比如商品混凝土、水泥制品等[1]。

3 煤矸石与粉煤灰综合利用产业的重大意义

对于资源综合利用来说，煤矸石与粉煤灰综合利用是主要内容，而且是实施可持续发展战略的有效方法和途径。

3.1 是节省土地和充分利用资源的主要措施

不管是煤炭开采伴生的煤矸石还是热电厂家排放出来的粉煤灰，都是有着很高综合利用价值的资源。通过循环利用煤矸石和粉煤灰，既能扩大资源利用范围，将废物转变成宝物，又能节省许多资金以及土地，真正各方面效益的相统一，而这些效益包括多个方面，如：资源方面、经济方面以及社会方面等。

3.2 是治理污染和改善环境的主要措施

煤矸石堆放时间久了，就容易出现自燃的情况，这样除了将重要的低热值资源浪费，燃烧中排放的烟尘、CO2等也会对大气环境产生污染。在经过雨化淋溶后，煤矸石粉煤灰就会变成酸性水，向地下进行渗透，使地下水受到污染，这些现象的普遍存在，必定会使人们身体健康受到很大的危害[2]。

3.3 是企业优化结构和提升竞争力的根本选择

现阶段，煤矿电力行业的结构性矛盾日益突出，对于煤炭电力行业发展来说，优化结构是关键点[2]。利用不断促进煤矸石与粉煤灰综合利用发展，既能获得可观的经济效益，又能降低固体废弃物处理投入力度；既可以使企业获得更强的竞争力，又能为实现企业可持续发展提供全新的经济增长点。

4 煤矸石与粉煤灰综合利用发展存在的主要问题

4.1 有关产业基础相对薄弱，技术水平不高

就山西省来讲，其煤矸石与粉煤灰资源综合利用产业规模不大，不是集中分散，而且规模化以及产业化的产业园区起步相当迟。产业没有迅速升级，有些企业只是重视产量产值，产品种类缺乏多样化，工艺不先进。很多企业都存在同质化的情况，彼此竞争越来越激烈，导致产品价格不高，严重阻碍产业实现健康稳定发展。

4.2 土地复垦占据资源，开采无序

在前期土地复垦中没有针对可利用的煤矸石资源实施科学分类，导致很多可利用且热值较高的矸石被表土覆盖且占用。这些土地已经作为国土规划的一部分，若调整使用用途根据各项程序进行报批，也必须要与一些问题进行协调，比如：土地“增减挂钩”等等，导致资源不能得到充分开发利用。

4.3 省内市场日趋萎缩，有些企业不能正常运营

由于受到市场需求疲软带来的影响，最近几年煤矸石与粉煤灰综合利用建材企业产能显著降低，从微利经营到总体亏损，行业发展越来越衰落。

4.4 缺乏健全的建筑材料地方标准

煤矸石以及粉煤灰等很多大宗工业固体废弃物生产建材产品的有关行业标准以及国家标准需要进一步完善，造成资源综合利用率建材产品市场没有得到广泛认可，产品不能普遍应用。

4.5 资金投入不够

国家资源综合利用有关政策文件明确规定，不管是资源节约还是综合利用，都必须要始终遵循“因地制宜积极利用”的科学指导思想，确保做到“哪个排放，哪个治理”。然而因为国家不再设置资源总和利用专项扶持资金，而长期以来阜南煤炭企业始终萎靡，地方财政财力不强，尚未形成全新的融资途径，进而导致资源综合利用投资不足。

5 促进煤矸石与粉煤灰综合利用发展的有效路径

将煤矸石与粉煤灰资源综合利用作为重点的绿色新型建材产业，是当前山西省真正实现转型振兴的全新经济增长点，也是降低环境污染以及避免浪费资源的有效措施[3]。因此，必须要根据山西省具体情况，提出合理的建议，具体表现在以下几点：

5.1 将规划指导作为引领，促进综合利用基地建设

政府和企业必须要积极配合，利用科技作为有力支撑，始终坚持产业先行，不断促进工业固废综合利用，使企业可以更好更快的实现改造升级，生产优质产品，极大地促进行业稳定发展。力求得到资金的大力支持、不断招商引资、积极建设良好的产业发展平台，激发民间投资工业固废利用产业的动力，促进固废利用产业迅速发展。

5.2 将项目建设作为关键点，促进产业稳定发展

第一，认真落实煤矸石与粉煤灰的综合利用研究工作，将全世界各个国家的先进适用技术进行合理利用，积极研发，在消化吸收的同时，不断推广。第二，重视新型墙体材料利用，尽可能将煤矸石以及粉煤灰生产成很多新型墙体材料，比如：轻型板材、砌体砖等等，将粘土直接代替的同时节约很多土地资源，减少能源消耗，避免对生态造成严重的破坏。

5.3 促进“资源化预处理中心项目”的实施

一般来说，就煤矸石堆存区域来讲，必须要建立“预处理中心”，必须要对煤矸石实施预处理加工。及时为下游企业提供既专业又标准的原材料，简单来说，就是不仅可以将下游企业的原材料初加工成本明显减少，而且可以保证煤矸石堆存山有序开采，尽可能实现充分利用资源。

5.4 将引进合作作为路径，促进产业科技的不断创新

当前，很多工业固废都普遍应用在传统工业和高科技领域中，而这些工业固废通常包括煤矸石以及粉煤灰等等。需要对资源优势进行合理利用，不断促进与科研院所以及高校之间的合作，积极引进先进的技术以及优秀的人才，使固废综合利用产业可以朝着高端化的方向不断发展，真正实现资源利用高附加值和高科技发展。紧紧抓住市场开发，努力支持企业科技研发，促进品牌及建设以及市场推广，使固废综合利用产业发展更加集群化，更加规模化[4]。

5.5 将立足本土作为重要基准，大力支持企业

为了积极引导以及鼓励企业参与相关产业，不只是要在引进以及生产方面提供适当的政策扶持，也必须在销售以及进入市场尤其是在本地市场提供足够的支持。一般来说，必须要注意以下几点：第一，对于政府建设工程项目来说，必须要积极鼓励与引导使用本地生产将煤灰以及煤矸石作为原料的新建材等多种固废产品，使黏土砖可以尽快淘汰。第二，相关部门应该在建材市场的准入上，将相关工作认真落实到位，使绿色环保型建材可以顺利进入。第三，只要电厂使用煤矸石，就必须要有成本补贴，减少中水价格[5]。