煤研石

煤伴生廢石含碳20%～30%有些含腐殖酸。中國曆年已積存煤矸石約1000Mt，並且每年仍繼續排放約100Mt，不僅堆積佔地，而且還能自燃污染空氣或引起火災。目前煤矸石主要被用於生產矸石水泥、混凝土的輕質骨料、耐火磚等建築材料，此外還可用於回收煤炭，煤與矸石混燒發電，製取結晶氯化鋁、水玻璃等化工產品以及提取貴重稀有金屬，也可作肥料。

礦業固體廢物的一種，洗煤廠的洗矸、煤炭生產中的手選矸、半煤巷和岩巷掘進中排出的煤和岩石以及和煤矸石一起堆放的煤系之外的白矸等的混合物。煤矸石發熱量一般為800～1500卡/克，其無機成分主要是硅、鋁、鈣、鎂、鐵的氧化物和某些稀有金屬。其化學成分組成的百分率：SiO2為52～65；Al2O3為16～36；Fe2O3為2.28～14.63;CaO為0.42～2.32;MgO為0.44～2.41;TiO2為0.90～4;P2O5為0.007～0.24;K2O+Na2O為1.45～3.9；V2O5為0.008～0.03。

煤矸石棄置不用，佔用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農田和水體。矸石山還會自燃發生火災，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災害。中國積存煤矸石達10億噸以上，每年還將排出煤矸石1億噸。為了消除污染，自60年代起，很多國家開始重視煤矸石的處理和利用。利用途徑有以下幾種：

①回收煤炭和黃鐵礦：通過簡易工藝，從煤矸石中洗選出好煤，通過篩選從中選出劣質煤，同時揀出黃鐵礦。或從選煤用的跳汰機──平面搖床流程中回收黃鐵礦、洗混煤和中煤。回收的煤炭可作動力鍋爐的燃料，洗矸可作建築材料，黃鐵礦可作化工原料。

②用於發電：主要用洗中煤和洗矸混燒發電。中國已用沸騰爐燃燒洗中煤和洗矸的混合物（發熱量每公斤約2000大卡）發電。爐渣可生產爐渣磚和爐渣水泥。日本有10多座這種電廠；所用中煤和矸石的混合物，一般每公斤發熱量為3500大卡；火力不足時，用重油助燃。德意志聯邦共和國和荷蘭把煤礦自用電廠和選煤廠建在一起，以利用中煤、煤泥和煤矸石發電。

③製造建築材料：代替粘土作為制磚原料，可以少挖良田。燒磚時，利用煤矸石本身的可燃物，可以節約煤炭。

煤矸石可以部分或全部代替粘土組分生產普通水泥。自燃或人工燃燒過的煤矸石，具有一定活性，可作為水泥的活性混合材料，生產普通硅酸鹽水泥(摻量小於20%)、火山灰質水泥（摻量20～50%）和少熟料水泥（摻量大於50%）。還可直接與石灰、石膏以適當的配比，磨成無熟料水泥，可作為膠結料，以沸騰爐渣作骨料或以石子、沸騰爐渣作粗細骨料製成混凝土砌塊或混凝土空心砌塊等建築材料。英國、比利時等國有專用煤矸石代替硅質原料生產水泥的工廠。

煤矸石可用來燒結輕骨料。日本於1964年用煤矸石作主要原料製造輕骨料，用於建造高層樓房，建築物重量減輕20%。

用鹽酸浸取可得結晶氯化鋁。浸取后的殘渣，主要為二氧化硅，可作生產橡膠填充料和濕法生產水玻璃的原料。剩餘母液內所含的稀有元素（如鍺、鎵、釩、鈾等），視含量決定其提取價值。

此外，煤矸石還可用於生產低熱值煤氣，製造陶瓷，製作土壤改良劑，或用於鋪路、井下充填、地面充填造地。在自燃后的矸石山上也可種草造林，美化環境。

煤矸石是採煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色岩石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、採掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是Al2O3、SiO2，另外還含有數量不等的Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O、P2O5、SO3和微量稀有元素（鎵、釩、鈦、鈷）。煤矸石代替燃料：化鐵；燒鍋爐；燒石灰；回收煤炭。生產水泥：生產普通硅酸鹽水泥；生產特種水泥；生產無熟料水泥。生產建築材料：煤矸石燒結磚，質量較好，顏色均勻；煤矸石生產輕骨料，輕骨料是為了較少混凝土的相對密度，而選用的一類多孔骨料；生產煤矸石棉，以煤矸石和石灰為原料，經高溫融化，噴吹而成的一種建築材料。生產化工產品：制結晶三氯化鋁，以煤矸石和化工工業副產鹽酸為主要原料，經過破碎、培燒、磨碎、酸浸、沉澱、濃縮結晶和脫水等生產工藝而製成，是一種新型的凈水劑；制水玻璃；生產硫酸銨，煤矸石內的硫化鐵在高溫下生產SO2，再氧化而生產SO3，遇水生產硫酸，並與氨的化合物生產硫酸銨。