一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法技术

本发明专利技术提供了一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，包括以下步骤：S1.对矸石进行取样测试；S2.根据测试结果，按照碳含量和热值，将矸石分为三类；S3.除了矸石中通常含量较高的硅、铝、碳元素以外，对铁、钙、镁、钾、镓、钒、钛、钴等有价元素进行测试；S4.根据测试结果，对于硅铝组分含量较高的矸石，按照矸石硅铝比，将矸石分为三类；S5.对于符合步骤S2

【技术实现步骤摘要】
一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法


[0001]本专利技术涉及煤矸石固废的利用领域，具体而言，涉及一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法。

技术介绍

[0002]随着煤炭的高强度开采，煤矸石的排放问题越来越严重，地表堆积的大量矸石山不仅污染环境，还存在爆炸和自燃等安全隐患，亟需构建一种高效经济的煤矸石处置与利用方法来解决以上难题。
[0003]煤矸石的利用方法多样，由于煤矸石的成分和性质差异较大，进行大规模的高附加值利用具有一定难度，因此常见的利用方法多为制造建材、铺路、或仅用于井下充填，经济效益较差。从源头上对煤矸石的处置与利用进行整体设计，综合梯级利用矸石，才能够实现煤矸石的高效、高效益处置与利用，设计井上下协同的矸石固废处置与利用途径显得十分必要。

技术实现思路

[0004]为了弥补以上不足，本专利技术提供了一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，旨在改善上述
技术介绍
中的问题。
[0005]本专利技术实施例提供了一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，包括以下步骤：
[0006]S1.对矸石进行取样测试，检测矸石的化学组分、热值、力学特性；
[0007]S2.根据测试结果，按照碳含量和热值，将矸石分为三类，分别为高热值矸石、中热值矸石和低热值矸石；
[0008]S3.除了矸石中通常含量较高的硅、铝、碳元素以外，对铁、钙、镁、钾、镓、钒、钛、钴等有价元素进行测试，将矸石分为两类，分别为有价元素可利用矸石和有价元素不可利用矸石；
[0009]S4.根据测试结果，对于硅铝组分含量较高的矸石，按照矸石硅铝比，将矸石分为三类，分别为高铝矸石、中铝矸石和低铝矸石；
[0010]S5.对于符合步骤S2
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S4中利用标准的矸石在井上建设工厂，对矸石进行高附加值利用，对于不符合步骤S2
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S4中所述利用标准的矸石，测试其力学特性，将高强度矸石用做骨料，低强度矸石易破碎至小粒径，用做细骨料或填料，根据矸石的位置是井上还是井下，考虑矿井埋深、运输提升成本，确定用于井下充填或地面利用。
[0011]在一种具体的实施方案中，所述S2中高热值矸石的碳含量>20％且发热量>6000kJ/kg，所述中热值矸石的碳含量6％～20％且发热量2000～6000kJ/kg，所述低热值矸石的碳含量<6％且发热量<2000kJ/kg。
[0012]在一种具体的实施方案中，所述高热值矸石用于煤矸石发电，所述中热值矸石和所述低热值矸石根据后续步骤确定具体用途。
[0013]在一种具体的实施方案中，所述S3还包括对有价元素可利用矸石进行加工处理，制备含有价元素的高附加值产品，而有价元素不可利用矸石根据后续步骤确定具体用途。
[0014]在一种具体的实施方案中，所述S4中高铝矸石的铝硅比大于0.5，所述中铝矸石的铝硅比在0.5～0.3之间，所述低铝矸石铝的硅铝比小于0.3。
[0015]在一种具体的实施方案中，所述低铝矸石和所述中铝矸石用于生产水泥、砖瓦、陶粒、碳化硅、白炭黑等高附加值材料，所述高铝矸石中Al2O3含量大于35％的用于制备铝盐。
[0016]在一种具体的实施方案中，所述S2中的高热值矸石用于发电后的残渣或所述S3中有价元素提取后的残渣，继续按照步骤S4
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S5进行判断，确定利用方式，保证不留二次废弃物。
[0017]在一种具体的实施方案中，符合步骤S2
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S4中所述利用标准的矸石，若经济效益较差或处理能力小于矸石产量时，进行破碎至合适粒径后用于井下充填、地面铺路、用作胶凝材料骨料或填料，多种处置利用方式协同，将所有产出矸石固废进行处置利用。
[0018]在一种具体的实施方案中，所述矸石中Fe2O3含量大于15％的，用于制作聚合硫酸铝铁等含铁的高附加值产品；所述矸石中富含钙、钾等植物生产所需元素的煤矸石，用于生产化肥；所述矸石中富含镓、钒、钛等高价值金属元素的煤矸石，用于提取高价值金属元素。
[0019]在一种具体的实施方案中，所述矸石的产生来源包括岩巷掘进矸石和采煤工作面中夹带矸石，所述岩巷掘进矸石的强度较高，硅含量较高，碳含量较低，用于在破碎后作充填材料骨料或制备硅含量较高的高附加值产品，所述采煤工作面中夹带矸石为强度较低的黏土类矸石，硅铝氧化物含量较高，强度较低，碳含量和热值较高，用于进行煤矸石发电或制备水泥、铝盐等高附加值产品。
[0020]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0021]本专利技术可以实现矸石固废井上的高附加值利用和井下的高效规模化处置，能够从源头上，根据矸石固废的化学组分、热值、力学特性优选出适宜的利用处置方法，实现矸石固废利用处置的效益最大化，同时将处理后的残渣进行循环利用，不产生二次废弃物，另外该设计方法能够实现矸石固废的绿色、高效、规模化处置与利用，具有重要的意义。
附图说明
[0022]为了更清楚地说明本专利技术实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0023]图1是本专利技术实施方式提供的流程图。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行描述。
[0025]为使本专利技术实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施方式中的附图，对本专利技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本专利技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本专利技术中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本专利技术
保护的范围。
[0026]请参阅图1，本专利技术提供一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，包括以下步骤：
[0027]S1.对矸石进行取样测试，检测矸石的化学组分、热值、力学特性；
[0028]S2.根据测试结果，按照碳含量和热值，将矸石分为三类，分别为高热值矸石、中热值矸石和低热值矸石；
[0029]S3.除了矸石中通常含量较高的硅、铝、碳元素以外，对铁、钙、镁、钾、镓、钒、钛、钴等有价元素进行测试，将矸石分为两类，分别为有价元素可利用矸石和有价元素不可利用矸石；
[0030]S4.根据测试结果，对于硅铝组分含量较高的矸石，按照矸石硅铝比，将矸石分为三类，分别为高铝矸石、中铝矸石和低铝矸石；
[0031]S5.对于符合步骤S2
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S4中利用标准的矸石在井上建设工厂，对矸石进行高附加值利用，对于不符合步骤S2
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S4中所述利用标准的矸石，测试其力学特性，将高强度矸石用做骨料，低强度矸石易破碎至小粒径，用做细骨料或填料，根据本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.对矸石进行取样测试，检测矸石的化学组分、热值、力学特性；S2.根据测试结果，按照碳含量和热值，将矸石分为三类，分别为高热值矸石、中热值矸石和低热值矸石；S3.除了矸石中通常含量较高的硅、铝、碳元素以外，对铁、钙、镁、钾、镓、钒、钛、钴等有价元素进行测试，将矸石分为两类，分别为有价元素可利用矸石和有价元素不可利用矸石；S4.根据测试结果，对于硅铝组分含量较高的矸石，按照矸石硅铝比，将矸石分为三类，分别为高铝矸石、中铝矸石和低铝矸石；S5.对于符合步骤S2
‑
S4中利用标准的矸石在井上建设工厂，对矸石进行高附加值利用，对于不符合步骤S2
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S4中所述利用标准的矸石，测试其力学特性，将高强度矸石用做骨料，低强度矸石易破碎至小粒径，用做细骨料或填料，根据矸石的位置是井上还是井下，考虑矿井埋深、运输提升成本，确定用于井下充填或地面利用。2.根据权利要求1所述的一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，其特征在于，所述S2中高热值矸石的碳含量>20％且发热量>6000kJ/kg，所述中热值矸石的碳含量6％～20％且发热量2000～6000kJ/kg，所述低热值矸石的碳含量<6％且发热量<2000kJ/kg。3.根据权利要求2所述的一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，其特征在于，所述高热值矸石用于煤矸石发电，所述中热值矸石和所述低热值矸石根据后续步骤确定具体用途。4.根据权利要求1所述的一种井上下处置与利用矸石固废途径的设计方法，其特征在于，所述S3还包括对有价元素可利用矸石进行加工处理，制备含有价元素的高附加值产品，而有价元素不可利用矸石根据后续步骤确定具体用途。5.根据权利要求1所述的一种井上下处置与利用矸石固废途径...

【专利技术属性】
技术研发人员：董祥林，魏祥平，张燕海，马军，李猛，靳卫虎，张程，王海涛，宫仕昌，
申请(专利权)人：淮北矿业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：