煤矸石是在煤礦開(kāi)采中產(chǎn)生的一種固體廢棄物，是在成煤過(guò)程中，伴隨煤炭而生的一種廢棄巖石。中國的煤炭開(kāi)采量位于全球之首，固體廢棄物煤矸石隨著(zhù)我國煤炭行業(yè)的發(fā)展而產(chǎn)生，如建井時(shí)、改擴建礦井和原料煤洗煤時(shí)都會(huì )產(chǎn)生煤矸石。在地下，沉積巖層所含的煤矸石量最多。我國煤矸石的開(kāi)采率約為5%～10%，洗煤廠(chǎng)洗原煤的煤矸石產(chǎn)率為18%～20%，產(chǎn)生的煤矸石對環(huán)境危害嚴重。
　　
　　煤矸石作為一種大宗工業(yè)固體廢棄物嚴重危害自然環(huán)境，但其也是富含硅、鋁的二次資源，應使其得到高效利用。未來(lái)煤炭工業(yè)生產(chǎn)必將朝著(zhù)低成本、低能耗和低污染的方向發(fā)展。煤矸石的有效處理與利用，既可以實(shí)現煤炭工業(yè)的綠色發(fā)展，也能實(shí)現二次資源的循環(huán)利用，符合現代工業(yè)發(fā)展理念。采用煤矸石制備煅燒高嶺土、鋁基化工原料、建筑材料、多孔陶瓷、環(huán)境材料等高值材料，不僅可有效實(shí)現固體廢物煤矸石的減量化、無(wú)害化，還可緩解我國相關(guān)能源和資源的不足，對于我國建成資源節約型社會(huì )意義深遠。
　　
　　1、煤矸石制備煅燒高嶺土
　　
　　高嶺土是煤矸石的重要組分，煤矸石通過(guò)提純、超細粉碎、煅燒和表面改性等精細加工技術(shù)，可生產(chǎn)超細煅燒高嶺土，既可在造紙中用作涂布顏料和填料，又可在塑料、橡膠、航天、電線(xiàn)電纜、涂料、油墨、食品添加劑、化妝品、殺蟲(chóng)劑等領(lǐng)域中作為填充劑和延展劑，同時(shí)也可作為陶瓷工業(yè)及耐熱高溫陶器的一種生產(chǎn)原料。目前，全國各地煤矸石制備煅燒高嶺土項目遍地開(kāi)花，已成為煤矸石高附加值利用的重要方向之一。
　　
　　2、煤矸石制備鋁基化工原料
　　
　　煤矸石中含有硅、鋁、鐵等多種有價(jià)元素，是制備鋁基化工原料的廉價(jià)易得資源。目前，常用的方法是酸法和堿法，通過(guò)高溫焙燒，使煤矸石中礦物的晶相結構發(fā)生改變，進(jìn)而使煤矸石中的硅鋁化合物等有價(jià)元素溶出。以煤矸石為原料可制備以下鋁基化工原料。
　?。?）制備氫氧化鋁
　　煤矸石制備氫氧化鋁的方法是將煤矸石破碎、磨粉，經(jīng)高溫煅燒后用酸浸取，再用堿使生成的溶液中和，以形成氫氧化鋁沉淀，再經(jīng)過(guò)濾、提純、干燥，即可得到氫氧化鋁原料。
　?。?）制備氧化鋁
　　目前，利用煤矸石制備氧化鋁，最常用的方法是酸法和堿法。酸法提取氧化鋁的原理在于煤矸石中的氧化鋁易溶于鹽酸或硫酸中，而其中的硅雜質(zhì)等不溶于酸。堿法主要分為苛性鈉堿法和燒結法兩種，燒結法又分為堿石灰燒結法和石灰石燒結法。根據我國的煤矸石類(lèi)型，通常采用燒結法。
　　
　　3、煤矸石制備建筑用磚
　　煤矸石本身具有一定的可塑性和燒結性，再經(jīng)過(guò)均化、破碎、凈化和陳化等工藝處理后可用于生產(chǎn)磚料。目前，煤矸石利用最為普及的就是生產(chǎn)建筑用磚，應用地區廣，生產(chǎn)工藝成熟。用煤矸石可制得燒結實(shí)心磚、透水磚、多孔磚、免燒磚、空心磚、內燃磚、釉面磚、高檔瓷磚等。
　　
　　4、煤矸石制備水泥
　　
　　用煤矸石制備水泥，主要根據煤矸石化學(xué)成分與黏土接近的特點(diǎn)，代替黏土提供鋁硅酸鹽原料。煤矸石作水泥原料使用時(shí)，可改善水泥生料的易燒性，有利于熱工制度的穩定，提高水泥熟料的質(zhì)量，也可改善水泥的干縮性和安定性，降低水化熱，提高抗耐硫酸鹽性能。用煤矸石為原料可以制得燒制水泥熟料、燒制早強水泥，生產(chǎn)煤矸石少熟料水泥和煤矸石無(wú)熟料水泥，磨制各種通用水泥等。
　　
　　5、煤矸石制備多孔陶瓷
　　由于煤矸石中含有大量的Al2O3和SiO2，這也是制備陶瓷的原料，并且，煤矸石中含有的CaO和MgO等會(huì )在陶瓷的燒結過(guò)程中在低溫下產(chǎn)生液相，進(jìn)而促進(jìn)燒結，降低燒結溫度。多孔陶瓷具有均勻分布的微孔或孔洞，孔隙率較高，體積密度低，且具有較高的比表面積和獨特的物理表面特性，對液體和氣體介質(zhì)有選擇的透過(guò)性、能量吸收等特性；同時(shí)陶瓷材料特有的耐高溫、耐腐蝕、化學(xué)穩定性和尺寸穩定性好等性能使多孔陶瓷在熔融金屬過(guò)濾、化工催化載體、吸聲減震、高級保溫材料、生物植入材料、傳感器材料等得以廣泛應用。
　　
　　多孔堇青石陶瓷不僅具有很好的耐高溫和耐酸堿性能，而且其抗熱震性好、具有極低的熱膨脹系數和較高的抗壓強度，在陶瓷、玻璃等行業(yè)的窯爐材料和催化劑載體中得到了廣泛的利用，這也是煤矸石資源化利用的新途徑。
　　
　　莫來(lái)石多孔陶瓷是一種優(yōu)質(zhì)的耐火材料，具有諸多優(yōu)點(diǎn)，備受關(guān)注。利用煤矸石和氫氧化鎂為原料，采用原位分解技術(shù)，可制備出顯氣孔率超過(guò)50%的多孔莫來(lái)石陶瓷。
　　
　　6、煤矸石制備環(huán)境材料
　　
　　煤矸石的礦物相組成以石英、蒙脫石、高嶺石、伊利石為主，其表面的SiO2、Al2O3等金屬氧化物對磷酸鹽均有一定的吸附能力。預處理之后可以作為一種廉價(jià)的吸附劑。目前，國內眾多研究發(fā)現，煤矸石對于部分常規污染物、重金屬和有機物均具有一定的去除效果，提出煤矸石可作為吸附劑用于水處理中。
　　
　　資料來(lái)源：《曹雨桐,馬北越,付高峰.煤矸石高值化利用研究進(jìn)展[J].耐火與石灰,2021,46(02):35-39》，由【粉體技術(shù)網(wǎng)】編輯整理，轉載請注明出處！