我国煤矸石固体废弃物在建筑与环境修复领域的资源化利用
2021-12-05邓颖兰魏恺颉赵迪斐董云顾东清
邓颖兰,魏恺颉,赵迪斐,董云,顾东清
(1.中国矿业大学建筑与设计学院,江苏 徐州 221000;2. 中国矿业大学化工学院,江苏 徐州 221000;3.中国矿业大学人工智能研究院,江苏 徐州 221000;4.淮阴工学院建筑工程学院,江苏 淮安 223003;5.江苏省能源研究会, 南京 21009)
煤矸石是煤矿生产在挖掘、开采和清洗处理过程中产生的一种固体废弃物,是碳质、泥质和砂质的混合物,具有低发热值的特点,造成其在深度利用上存在劣势[1]。煤矸石固废在岩性上包含煤质、泥页岩和粉砂质泥页岩等类型,按照主要矿物含量,煤矸石固废可以进一步划分为黏土岩类、砂石岩类、碳酸盐类和铝质岩类等,它的主要化学成分是SiO2、Al2O3和C等,其次是Fe2O3、CaO、MgO、Na2O3、K2O、SO3和部分Ti、Co等微量稀有元素[2-3]。煤炭作为我国的主要能源,即便在碳中和和碳减排的背景下,仍然将作为我国能源经济的压舱石保持发展,仅2020年,中国煤炭产量达到了38.4亿t,排名世界第六,进口量约为3.04亿t ,位居全球第一[4-5]。煤矸石约占煤炭整体比例的10%~15%,煤炭资源的利用随之带来煤矸石废弃物占用大量土地堆放的问题,并因元素淋滤等造成对自然环境的危害,引发了部分煤炭资源产区的环境地质问题[6]。煤矸石的堆放也潜藏自燃引起火灾和雨季易发生崩塌滑坡等安全事故的风险,其含有的硫化物和重金属等逸出或浸出将会对大气、土壤和水体造成不可逆转的污染[7-8]。因此,对煤矸石废弃物的固废利用引起越来越多的关注,本文综合讨论煤矸石资源利用现状及存在问题,并重点分析其在装配式建筑快速成型技术等建筑与环境修复前沿领域的资源化利用前景。……
