煤矸石循环经济综合利用工程项目可行性研究报告(71页)-工程可研(编辑修改稿)

煤矸石循环经济综合利用工程项目可行性研究报告(71页)-工程可研(编辑修改稿)内容摘要：

生的选矸 所占比例 (％ ) 45 35 20 煤炭是我国最 主要的能源，其资源非常丰富， 2020 年产量已超过 亿吨。 随着煤炭生产的不断扩展，煤研石的产生量与日俱增，煤矸石产生量按原煤产量的 15%计，每年煤矸石至少增加 ，历年积存下来的煤矸石已超过 27 亿吨，占地 30 万亩以上，而且仍在继续增加。 这样大量的煤矸石已严重地污染了环境，并侵占了大量的土地和农田，破坏了土地资源．如不加紧有效利用，将影响煤炭工业的正常发展，影响周围环境质量。 二 、煤矸石的主要成份及其分类 煤矸石的主要成分 煤矸石的化学成分是煤矸石煅烧后灰渣的成分，其化学成分和粘土相似，可用于 筑路、生产烧结砖及非烧结砖、混凝土制品、砌筑砂浆材料和陶粒等轻骨料。 有的煤矸石含硅较高。 可作为硅质原料，用作水泥原料和混台树等。 煤矸石、糟煤灰和粘土的化学成分比较如下表。 煤矸石的组成和性质是选择利用途径和指导生产的重要依据。 煤 矸石的主要化学成分尾铝和硅的氧化物。 此外，还古有微量元素和稀有元素 Ga、 Be、 Co、 Cu、 Mn、 Mo、 Ni， Pb、 V、 Zn、 In、 Bi、 Gk等，有的还含有放射性元素。 煤矸石、粉煤灰和粘土的化学成分比较 煤矸石的化学成分 (％ ) 煤矸石微量元素分析表 煤矸石的产地分布和原煤 产量有直接羌系。 目前，我国年产矸石量超过 400万吨的地区有东北、内蒙古、山东、河北、陕西、山西、 安徽、河南和新疆等，可见煤矸石产生量多的地区主要在北方。 最近几年，重庆市年排煤矸石约 90 多万吨。 占一般鹿弃物的 20%左右。 由于煤矸石的成分、性质随其生存条件等的不同而存在很大差异。 所以必须因地制宜地根据当地条件选择利用途径和技术。 煤矸石工业分析见下表。 煤矸石的工业分析表（ %） 煤矸石的分类 煤看 f石与煤系地层共生，是多种矿岩组成的混合物，属沉积岩。 煤矸石可根据其矿物学特征分为以下几类： A、 粘土矿型 ： 这是目前已经实用化的一类矸石。 其矿物组成有高岭 石、蒙托石、炭质页岩、石英、长石、云母，还有大量硫铁矿等。 粘土岩娄在煤矸石中数量最多，选类煤矸石里黑揭色．层状结构，易糟碎。 B、砂岩型：主要成分为石英、长石、云母等。 采煤掘进巷道进出的煤矸石，大多以砂岩为主。 C、碳酸岩型，主要成分有方解石、白云石、铁白云石、磷铁矿、硫铁矿、有机硫等。 D、铝质岩型，主要成分有三水铝矿，一水铝矿、一水硬铝矿、 石英、褐铁矿、自云母、方解石等。 煤矸石的活性 粘土岩粪煤矸石主要由粘土矿物组成，加热到一定温度时 (一般为 700900℃ )．原来的结晶相分解破坏，变成无定型的非晶体，使煤矸石具有活性。 活性的大小和矸石的物相绢虎有关，还和煅烧温度有关。 堆积在大气中经过自燃的红矸．其热值报低，但具有一定的活性。 测定煤研石的活性，可采用化学法火山灰括性检验方法来进行 }比 较。 煤矸石含硫量大于 3%即会着火，含硫量大于 1%就有可能自燃。 一般煤矸石的着火点为 280℃．比煤的发火点约低 80℃，这是煤矸石自燃的基本原因，此外，煤矸石的 自燃 还与热值、气候、微生物等等有关，其机理比较复杂。 三 、煤矸石带来的环境问题 煤矸石作为固、液、气三害俱全的‚工业废 料‛，它的长期堆放不仅浪费了资源，占压了大量的土地，而且污染了水源、土壤和周围的空气．严重影响了矿区的生志环境和居民的生命财产安全。 、煤矸石随开采或洗选出来后多堆于井口附近，长此已久，就形成了矸石山，这些矸石山大多紧邻居民区，占压了大量的生活用地和建筑用地，以及大量的林地和耕地。 据有关部门统计，目前我国历年累计堆放的煤矸石总积存量约为 45亿 t，年排出量 3亿 t，规模较大的矸石山将近 1600座，占用土地约 1． 5 万 hm：，并且堆积量还以 1． 5～ 2． 0亿妇的速度增加。 这不仅破坏了矿区的生态环境， 而且影响了矿 区的自然景观，引发了一系列社会和自然问题。 、煤矸石堆放污染水源 煤矸石中含有№、 Cu、 zn、 Pb、 S、 F、 C1 等有害元素经过长期雨、雪淋漓溶解，把煤矸石中部分有害元素随地表径流转入江、河、湖和地下水中，造成水中有害元素含量增加，在煤矸石自燃区还产生了自然硫、雄黄、氯化铵、硫铵石、无水芒硝、水硫酸铝石、六水镁矾等矿物，这些矿物质受雨水淋溶，会使矿区水质硬化，污染水源。 、煤矸石堆放污染土壤 煤矸石中除含有 SO：、 SiO A120 Fe、 Mn等常量元素外，还有少量有毒重金属如 HPh、 Ga、 Ti、 Sn、 V、 co 等，煤矸石经风吹、日晒、雨淋等分化作用，部分元素浸入土壤中，造成土壤污染。 同时，煤矸石中的 SO：和 SO，等硫化物遇水发生化学反应，使土壤慢慢酸化，破坏土壤肥力，使植物不能生长。 、煤矸石堆放污染空气 露天堆放的煤矸石，日积月累，使矿区悬浮物大大增加。 煤矸石自燃，排出大量的 CO、 SO、 SO、 NOx等有害气体和烟尘，严重污染矿区的空气质量。 、煤矸石山失稳引起重力灾害 煤矸石山的稳定性受矸石堆基础岩土体的抗剪强度特性、本身的结构、石堆的形状和基础岩土体孔隙的水压力等因素所制约 [2]。 煤矸石的堆放的自然安息角为 38。 ～ 40。 ，超过这个角度范围或在人为开挖以及降雨量强度达到 60mrrdh口时容易引发重力灾害，如泥石流、 滑坡、坍塌等造成人员伤亡和财产损失。 在煤矸石内部，空隙较大，与空气接触氧化产生大量热量，尤其在夏季高温闷热的情况下，容易使煤矸石山内部发生爆炸，严重威胁到矿区居民生命财产安全。 第三章市场分析 一、 国外煤矸石开发利用现状 国外固体废弃物开发利用现状 、制定了有关固废利用法律法规 国外固体废物污染治理技术起步较早， 14 世纪英国即已出现车裁焚烧炉。 美国于 1826 年即 已大量利用高炉渣。 但因固体废物污染不象废水、废气污染那样直观，至椰年代固体废物的污染治理已远远落后于废水、废气的治理水平。 由于发生了震惊世界的美国农药污染的‚拉福运河案‛，日本的东京都铬渣污染事件等，迫使 ^们于 70年代开始重视固体废物对地下水的污染．同时迅速制订有关政镱、法律和相应的技术措旖，加强对固体废物的污染治理，特别把危险废物的污染控制列为当代最严重的全球性环境问题之一。 制定的政策对固体废物减量化、资源化和无害化方面作了一系列的明文规定。 推行这些政策，对减轻环境污染、节省天然瓷潭、降低成本等方面收到了 显著的成效。 、推行无壤低腹清洁工艺 许多发达国家把推行清洁工艺作为基本政策。 例如：荷兰为采用无废、低废技术的企业提供 1540％的更新设备费用；法国为清洁工艺示范工程贴补 10％的投资和 50％的科研费用。 经济合作与发展组 织（ OECM）专门介绍了法国 500 种清洁工艺，这些工艺的特征表明，可节约原材料 67‰节水 65％，废物再生利用率为 26％，事故减少了 21％，工作环境改善 21％．节能 80%。 美国的一些工厂采取的措施 主要以 下几种： A、改变生产过程 (例如，改变反应温度 )；． B、革新工厂设备 C、重新调整化 学品的配方； d．用无毒化学品代替有毒化学品； e．简化操作和改善运行管理。 通过这些措施，使有些工厂危险废物减少丁 5080％，甚至更多。 美国工业界计划在 5 年内减少所有危险废物的 50％，环保局计划全围在今后 25年内，减少贮存危险废物量的 30％。 、企业内部回收与循环利用睦物 美、日等发达国家大多将钢渣返回高炉或烧结矿中作为炼铁熔剂利用，不再外排钢渣。 日本用焙烧法回收汞．此法是将原料中的汞加热气化后，用抽风机抽到玲凝嚣中，冷却诳缩成烟灰状物贮于槽中。 定期将这种烟灰状物收集，并送到精制工序捕制成金属汞髀 99争铒美国开发出一种氧化剂，可对具有两种以上氧化价态的金属起氧化作用，用这种方法可将电子仪器、金属屑、宝石等制品中的黄金回收。 纯度可达 5590％。 、大力开展综合利用和废物交换。 发达国家的工业废渣巳基本得到利用。 70 年代初，美国即将当 年产生的 4000多万吨钢铁渣全部加工利用。 英、法、德、日本，瑞典、比利时等国的高炉渣，丹麦等国的粉煤灰均已全部综台利用。 1986年匈牙利将 27． 8％的危险废物（约 50万吨）回收利用。 德固每年有约 260 万吨脱硫石膏用于生产建筑石膏、夹层石青板及主建筑用构件。 1972 年 前西德化学工业坍台为了有效地利用本胁喜 6 盱属近 200 个企业的废物，倡导了‚废物交换‛制度．并通过一千工商组织的帮助，将甲方的废物供给所需废物的乙方。 这一措施帮助企业度过当时的能源危机起到了积极的作用。 尔后，此制度得到了迅速发展，并取得了国际合作。 l975 年前西德与奥地利、卢森堡、荷兰、tt,J 时、丹麦等国签订了合作协定。 北欧的瑞典、丹麦、荷兰及挪威，也建立了废物交换组织。 目前许多国家将这一组织形式作为成功的经验推广。 1972 年前西德化学工业协会为了有效地利用本协会所属近 200个企业的废物。 倡导了‚废物交 换‛制度，并通过一个工商组织的帮助．将甲方的废物供给所需废物的方．这一措施帮助企业度过当时的能源危机起到了积极的作用。 尔后，此制度得到了迅速发展．并取得了国际合作。 1975 年前西德与奥地利、卢森堡、荷兰、比利时、丹麦等国签订了合作协定．北欧的瑞典、丹麦、荷兰及挪威，也建立了废物交换组织。 目前许多图家 将这一组织形式作为成功的经验推广。 、强化对危险废物的污染控制。 70 年代中期美国的‚拉福运河寨‛把危险废物的挑战呈现在人们面前，一时间该地区癌症发病率和死亡率很高，经调查是由于 30至 40年代胡克化学公司填 埋在‚拉福运河‛鹰河谷中用铁筒盛装的农药废物泄露，严重污染了地下水、大气、和土壤所致。 当地公众举 行大规模示威游行，迫使政府和胡克化学公司赔偿近 5000万美元，将当地 2020多户居民迁离，使该地区成了‚禁区‛。 ‚拉福运河寨‛迫使美国政府将危险废物的堆埋作为‚一个紧急环境问题‛，于 1980年至 1985 年使用 16 亿美元‚超基金‛对全国的堆埋场进行调查，至 1984年查明，全国有 36． 8 万个堆埋场需进行补救。 政府再次拨出 85 亿美元作 19861990 年期间的‚新超基金‛，但此款也仅能对上万个点安排补救措施。 同时于 1984年修订了‚资源保护再生法‛毋（ RCRA）。 执行新法，每年管理危险废物需耗用 200亿美元。 据联合国环境规划署报道，经济合作与发展组纲国家每年约产生3 亿吨危险废物，其中 亿吨是美国产生的，而且有 7 城埋在地下，构成对地下水的污染威胁。 丹麦有 500 多个填埋场埋有化学危险废物。 荷兰有 4000个处置不当的填埋点，其中 350个必须立即采取补救措施。 危险废物对人们的挑战是严峻的．尽管发选国家已有填埋，焚烧、物理批学 — 生物处理等多种现代化处理和处置技术，有建设各种设旋的经济能力，但公众反对在他们‚后院‛‚埋设定 时炸弹‛ (美国公众称危险废物处置场 (厂 )为终将爆炸的‚定时炸弹‛ )。 使危险废物成为‚政治性废物‛．由于处理和处置的棘手。 自五、六十年代开始就出现了发达国家将危险废物越境向发展中国家转嫁污染的趋势 39。 如 98年12 月在柬埔寨发生的汞淤泥废料事件就是台湾向柬埔寨转移危险废物。 造成多人死亡和社会动乱。 为了保护人类共同生存的环境．联合国环境署早于 1989年 3月 20日至 22日在瑞士召开了世界各国全权代表大会，通过了‘控制危险废物越境转移及其处置巴塞尔公约》，抵制污染转嫁的不法行为． 各国对危险废物控制主要目的是为了防止地 下水污染。 对危险废物实行‚从摇篮到坟墓‛的全过程管理．采取的主要措施是： A、确定危险废物定义和受控废物类别、制定废物流名录。 对废物进行特性鉴别、标记、流向登记和建档．实行从产生 —— 收集 ——运输 —— 贮存 —— 处理、处置和综合利用者的申报和许可制度。 b．开展废物危险性的风险评价和风险管理，比较暴露程度对人体健康影响的风险度。 进行不同风险度控制方案的‚费用／效益‛比较。 选择最佳方案，在经济能力支撑可行的条件下．使风险控制在最低程度内。 c．改变长期以来‚先污染、后治理‛的‚末端‛管理传统，大力研制和开发无废、低 废清洁工艺，推行使废物产生源最大程度‚小量化‛的‚前端‛管理。 D、广泛开展调查研究和技术交流，采用和推广安全的处理、处置和综合利用技术，并用法律形式强制推行行之有效的成功技术。 例如，美国在‚资源保护再生法‛中规定对填埋危险性废物必须采用以高密度聚乙烯膜、粘土、砂石、纤维等组合的双层衬垫系统加以防潘。 其措施和做法都作了具体规定。 E、建立专项基金用于调查、判定已有的废物堆埋场风险．对已渗漏的场址采取有计划的补救措施。 f：大力发展事故应急技术，研制、开发各种移动式检测和清除污染的仪器、设备等装置；培训技术人 员；建立迅速到达事故。