河南鄭礦機器有限公司一直致力于煤矸石資源化利用項目，目前已合作建成國內一條煤矸石陶粒生產線——煤矸石燒制高嶺土的生產線，同時鄭礦機器還在做其他方向的工藝研發，比如正在研發煤矸石燒制水泥混合材的工藝，并投資建設了一條研發工藝用的試驗車間，具備從煤矸石破碎、磨粉、造粒、煅燒全流程的試驗條件，根據目前的計算和試驗成果，該工藝的經濟技術指標遠遠高于目前現有的行業平均水平。

煤矸石發電

1、煤矸石發電的技術要求

含碳量較高(發熱量大于4180千焦/千克)的煤矸石，一般為煤巷掘進矸和洗矸，通過簡易洗選，利用汰或旋流器等設備可回收低熱值煤，供作鍋爐燃料。發熱量大于6270千焦/千克的煤矸石可不經洗選就近用作流化床鍋爐的燃料。煤矸石發電，其常用燃料熱值應在12550千焦/千克以下，可采用循環流化床鍋爐，產生的熱量既可以發電，也可以用作采暖供熱。這部分煤矸石以選煤廠排出的洗矸為主。

煤矸石發電以循環流化床鍋爐為主要爐型。加入石灰石或白云石等脫硫劑，可降低煙氣中硫氧化物和氮氧化物的產生量。燃燒后的灰渣具有較高的活性，是生產建材的良好原料。今后發展以循環流化床鍋爐為主，重點推廣75噸/小時及以上循環流化床鍋爐，并完善、開發大型化的循環流化床鍋爐。

2、煤矸石、煤泥混燒發電的技術要求

煤矸石發熱量4500一12550千焦/千克，煤泥發熱量8360一16720千焦/千克，煤泥的水分25-70%。混燒方式有煤矸石和煤泥漿、煤矸石和煤泥餅混燒，煤泥加入可以采用機械方式輸送、擠壓泵與管道混合輸送及泵送方式，鍋爐采用流化床和循環流化床。

煤矸石生產建筑材料及制品

1、煤矸石制磚的技術要求

(1)煤矸石制燒結磚

利用煤矸石全部或部分代替粘土，采用適當燒制工藝生產燒結磚的技術在我國已經成熟，這是大宗利用煤矸石的綜合利用主要途徑。生產燒結磚對煤矸石原料的化學組成要求：二氧化硅為55～70%，三氧化二鋁為15～25%，三氧化二鐵為2～8%，氧化鈣≤2%，氧化鎂≤3%，二氧化硫≤1%。可塑性指教7～15，熱值為2090～4180千焦/千克，煤矸石的放射性符合GB9196一88標準。煤矸石制燒結磚的工藝比粘土制磚工藝增加了一道粉碎工序。根據煤矸石的硬度和粒徑，可選用顎式或錘式破碎機、球磨機等分別進行粗、中、細碎，并對原料進行陳化，以增加塑性。

煤矸石燒結磚采用內燃型，盡量避免超內燃。煤矸石燒結磚多采用一次碼燒隧道窯，也可以來用輪窯等窯爐，并利用窯爐的余熱設立干燥室。其產品符合GB5101-93、GB6763-86標準。

(2)煤矸石制燒結空心磚

以煤矸石為主要原料，煤矸石化學成分同煤矸石制燒結磚，但對粉碎要求較高，水分一般在13-17%，利用高壓擠出機成型，隧道窯一次碼燒即成，產品質量參照GB13544-92、GB13545一92和GB6763-86標準。

2、煤矸石生產水泥的技術要求

(1)煤矸石代粘土燒制硅酸鹽水泥熟料

在燒制硅酸鹽水泥熟料時，摻入一定比例的煤矸石，部分或全部代替粘土配制生料。煤矸石主要選用洗矸，巖石類型以泥質巖石為主，砂巖含量盡量少。所配生料的化學成分要滿足生產高質量水泥熟料的要求，一些有害成分的含量必須控制在一定范圍內，產品應符合GB175-92標準。

(2)以煤矸石作混合材磨制各種水泥

我國大多數過火矸以及經中溫活性區煅燒后的煤矸石均屬于優質火山灰活性混合材，可摻入5%-50%的作混合材，以生產不同種類的水泥制品。用作水泥混合材的煤矸石要求是炭質泥巖和泥巖、砂巖、石灰巖(氧化鈣含量>70%)，通常選用過火或煅燒過的煤矸石。煤矸石的活性應符合GBl2957-92標準，放射性應符合GB9196-88標準，火山灰質硅酸鹽水泥應符合GB1344-92標準。

3、煤矸石制輕集料的技術要求

我國積存的煤矸石中有40%左右適合于燒制輕集料(稱為煅燒煤矸石輕集料)，有10%左右的過火煤矸石經破碎篩分即可制得輕集料(稱為自燃煤矸石輕集料)。

(1)煅燒煤矸石輕集料

由炭質泥巖或泥巖類煤矸石經破碎、粉磨、成球、燒脹、篩分而成。在燒制輕集料時，煤矸石中的二氧化硅在含量55一65%、三氧化二鋁含量在13～23%為佳。對于易熔組分，氧化鈣加上氧化鎂的含量宜在1～8%，氧化鈉加上氧化鉀宜在2.5～5%，三氧化二鐵和碳是煤矸石中的主要膨脹劑，前者含量宜在4～9%，后者含量宜在2%左右。含碳量過高時，可采用洗選的方法脫碳，或采用配入不含或少含碳的矸石降低碳含量，也可采用在顆粉膨脹前進行脫碳，燒掉多余的碳。

(2)自燃煤矸石輕集料

過火的煤矸石經篩分得到輕集料。自燃煤矸石輕集料的生產可按JC/T541-94標準的技術要求進行。自燃煤矸石輕集料的放射性要符合GB6763-86標準的規定。

4、煤矸石輕集料混凝土小型空心砌塊的技術要求

以煤矸石輕集料(粗料25～30%，細料40～45%)為骨料，水泥(8～16%)為膠結料，加水(10～15%)，并可加入少量外加劑，攪拌均勻后，經振動成型、自然養護后即可制成煤矸石輕集料混凝土小型空心砌塊。這種砌塊的密度、強度、相對含水率、抗凍性、碳化系數、軟化系數等技術要求應符合GB15229-94標準的要求;其放射性應符合GB6763一86標準的規定。

5、煤矸石加氣混凝土的技術要求

煤矸石加氣混凝土主要是以過火煤矸石等為硅鋁質材料、水泥和石灰等鈣質材料以及石膏為原料，按一定配比后，加水研磨攪拌成糊狀物，再加入鋁粉發泡劑，然后注入坯模，待坯體硬化后切割加工成型，再用飽和蒸汽蒸養而成。其產品主要有砌塊或板材兩種。對過火煤矸石的化學成分要求：二氧化硅≥50%;三氧化二鋁≥20%;三氧化二鐵≤15%，三氧化硫≤2%，燒失率小于10%，這樣才便于對其綜合利用。煤矸石加氣混凝土砌塊及板材的規格、質量和技術要求要分別符合GB11968-89標準和JC351-62標準的規定。

煤矸石復墾及回填礦井采空區

 利用煤矸石作為復墾采煤塌陷區的充填材料，即可使采煤破壞的土地得到恢復，又可減少煤矸石占地，減少煤矸石對環境的污染。一般用于復墾的煤矸石以砂巖、石灰巖為主，采用推土機回填、壓實，根據不同的用途進行處理，如作為耕種則進行表面復土，作為建筑用地則要采取分層碾壓。

1、復墾種植的技術要求

對停用多年并已逐漸風化的煤矸石，進行復墾后，可針對具體情況進行綠化種植。先以草灌植物為主，然后再種喬木樹種，一般選擇抗旱、耐鹽堿、耐瘠薄的樹種。對表層已風化成土的煤矸石復墾后，不需復土，可直接進行植樹造林或開墾為農田。但在種植農作物前必須查明矸石中的有害元素含量。

2、煤矸石作工程填筑材料的技術要求

煤矸石作填筑材料主要是指充填溝谷、采煤塌陷區等低洼區的建筑工程用地，或用于填筑鐵路、公路路基等，或用于回填煤礦采空區及廢棄礦井。

煤矸石工程填筑是以獲得高的充填密實度，使煤矸石地基有效高的承載力，并有足夠的穩定性。要求煤矸石是砂巖、石灰巖或未經風化的新矸石，施工通常采用分層填筑法，邊回填、邊壓實，并按照《工業與民用建筑地基基礎施工規范》對填筑工程進行質量評價。

煤矸石用于礦井回填，通常采用水力和風力充填兩種方法。水力充填(也稱水沙充填)是利用煤矸石進行礦井回填的常用方法。如果煤矸石的巖石組成以砂巖和石灰巖為主，在進行回填時，需加入適量的粘土、粉煤灰或水泥等膠結材料，以增加充填料的粘結性和惰性;當煤矸石的巖石組成以泥巖和炭質泥巖為主時，則需加入適量的砂子，以增加充填料的骨架結構和惰性。水力充填所需用的水，可采用廢礦井中或采煤過程中排出的廢水。填先后固液分離滲出的水還可以復用。在“三下采煤”、煤柱回采時均可采用煤矸石回填技術。

回收有益礦產及制取化工產品

  1、從煤矸石中回收硫鐵礦的技術要求

對于含硫量大于6%的煤矸石(尤其是洗矸)，如果其中的硫是以黃鐵礦的形式存在，且呈結核狀或團塊狀，則可采用洗選的方法回收其中的硫精礦。粗選設備主要是跳汰機、旋流器等，精選設備有淘汰盤、搖床等。選出硫精礦后的尾礦可用作制磚和水泥的原料。對于煤矸石中的大塊硫鐵礦石，也可采用手揀回收。對于煤矸石中含硫量較高的礦區，在開采煤炭時，應在可能的條件下，將高硫煤矸石與煤及其他矸石進行分采、分運、分貯。

2、制取鋁鹽的技術要求

利用煤矸石中含有的大量煤系高嶺巖，可制取氯化鋁。聚合氯化鋁、氫氧化鋁及硫酸鋁。對煤矸石原料的一般要求是：高嶺石含量在80%以上，二氧化硅在30～50%，三氧化二鋁在25%以上，鋁硅比大于0.68，三氧化二鋁浸出率大于75%，三氧化二鐵小于1.5%、氧化鈣及氧化鎂的含量均小于0.5%。應創造條件對這類煤系高嶺巖與煤層進行分采、分運，或從煤矸石中分選出來。生產鋁鹽的工藝有酸溶-鹽基度調整法、酸溶-結晶氯化鋁法，綜合利用后可制得聚合氯化鋁、氯化鋁、氫氧化鋁以及副產品白炭黑、水玻璃等。

利用上述工藝中的酸渣(其主要成分是二氧化硅)與氫氧化鈉反應即可生產水玻璃。以水玻璃和鹽酸等無機酸為原料，采用沉淀法，在一定溫度下反應即可制得白炭黑。白炭黑主要用作工業填料。

煤矸石生產農肥或改良土壤

  1、煤矸石制微生物肥料的技術要求

以煤矸石和廉價的磷礦粉為原料基質，外加添加劑等，可制成煤矸石微生物肥料，這種肥料可作為主施肥應用于種植業。作為微生物肥料載體的煤矸石，其要求是：灰分≤85%，水分<2%，全汞3≤毫克>25%。

2、煤矸石制備有機復合肥料的技術要求

有機質含量在20%以上、PH值在6左右(微酸性)的碳質泥巖或粉砂巖，經粉碎并磨細后，按一定比例與過磷酸鈣混合，同時加入適量添加劑，攪拌均勻并加入適量水，經充分反應活化并堆漚后，即成為一種新型實用肥料。這種肥料中氮、磷、鉀元素含量不高，但有機質和微量元素硼、鋅、鈷、錳等含量豐富，大量的磷酸鹽、銨鹽被煤矸石保持在分子吸附狀態，營養元素更易被農作物吸收，在2～3年內均有一定的肥效。

3、利用煤矸石改良土壤的技術要求

利用煤矸石的酸堿性及其中含有的多種微量元素和營養成分，可將其用于改良土壤，調節土壤的酸堿度和疏松度，并可增加土壤的肥效。具體實施時，要查明土壤的化學成分和性質，并在其中摻入一些有機肥料。在未制定污染控制標準前，應參照GB8193-89標準技術要求執行。

煤矸石其他利用途徑

1、生產鑄造型砂的技術要求

高嶺石含量在40%以上的泥質巖石類煤矸石可作為生產鑄造型砂的原料。煅燒是生產鑄造型砂的技術關鍵。煅燒窯爐常采用立窯或倒焰窯。泥巖類煤矸石主要從泥巖含量相對較多的洗煤矸石、煤巷矸石和手選矸石中采用人工手揀的方法獲得。

2、冶煉硅鋁鐵合金的技術要求

對于三氧化二鐵含量較高的煤矸石，可采用直流礦熱爐冶煉硅鋁鐵合金。所用煤矸石的化學成分：二氧化硅在20～35%，三氧化二鋁在35～55%，三氧化二鐵在15～30%。入爐粒度在20～60毫米。為綜合利用降低電耗，提高經濟效益，煤矸石和鋁礬土應以熟料的粉料與煙煤粉制成球團后再入爐冶煉。硅鋁鐵合金在煉鋼生產中主要用作脫氧劑。 

煤矸石綜合利用目前就這么多，企業在處理煤矸石的時候希望能夠讓資源充分發揮其功效，資源化利用。