煤矸石是煤炭开采和洗选过程中排出的固体废弃物，是成煤过程中同煤层伴生的煤质沉积岩类矿物质，是世界也是我国排放量最大的工业废弃物之一。2015年，全国煤矸石产生量8亿吨，利用量可达6.1亿吨，利用率在75%以上。其中煤矸石制建材利用1亿吨，煤矸石井下充填筑路等利用2.1亿吨以上。

一、煤矸石性质

煤矸石化学组成复杂，但一般以硅、铝为主要成分，同时含有十几种元素，一般以氧化物为主，如SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、Na2O、K2O等，此外还有少量稀有元素如矾、硼、镍、铍等。

二、国内外研究进展

国外对煤矸石的重视与利用都比较多，煤矸石国外利用最普的方法是做建材。波兰、比利时等国用煤矸石生产轻骨料，曾用煤矸石磨细进行水泥生产过程中的燃料，以及利用回转窑生产陶粒。日本利用煤矸石制成轻骨料，在混凝土中进行了应用试验。英国利用煤矸石较早，修造飞机起落场和海岸堤。世界各煤炭生产国都在不断发展与加深煤矸石的综合利用。美、英、德、法等国的煤矸石、高炉渣及粉煤灰都得以利用，其他一些国家，如丹麦、匈牙利等国建立了煤矸石、沸腾炉渣、粉煤灰生产建材工厂。波、比、俄、日等国采用煤矸石代替部分黏土生产水泥原料，取得了节煤、降低成本等效果。

我国从20世纪中期就开始利用煤矸石，但在当时还没有将其作为一种资源，综合利用开发从20世纪70年代后期才逐渐兴起，陆续兴办起煤矸石电厂、水泥厂、陶瓷厂、砖瓦厂等综合利用项目及工程，己经有了比较成熟的经验。

三、煤矸石直接利用方式

1、填充材料

煤矸石硬度很大，可以用来填充采煤塌陷区及露天矿坑，同时还可以充当复垦造地和造田的填充材料。煤矸石工程填筑是以获得高充填密实度，使煤矸石地基有高效的承载力，并有足够的稳定性。填充沉陷区时，可以直接向沉陷区或者山沟排放煤矸石，这种方法简单易行，同时又不增加排矸费用。

2、筑路修道

煤矸石作为筑路基料，具有很好的抗风雨侵蚀性能，其强度、冻稳性和抗温缩防裂性均能满足多种等级公路的规范要求，而且有些混合料的性能还优于常用的基层材料。在路基、地基、坝基建设中，可以降低修筑成本，改善环境，减少所占土地面积，是大量处理、综合利用煤矸石的一条重要途径。

3、回收煤炭

含煤15%以上的煤矸石，可以发电、炼铁、烧锅炉、烧石灰等。回收煤矸石中的煤炭资源，是煤矸石能源利用和其他资源化再生利用必需的预处理工作。目前，回收煤炭的洗选工艺主要有水力旋流器分选和重介质分选。国内外从矸石中回收煤炭方法之一是建立简易选煤厂，采用淘洗选煤方法回收，其商品煤灰也不高，一般作为动力燃料；方法之二采用斜槽分选机，其分选效率高于浮选槽，而且煤矸石还可以作为很好的造煤添加剂。

4、用煤矸石发电

我国用煤矸石火力发电发展较早而且迅速，现已突破超低热值大容量煤矸石循环床燃烧综合利用关键技术。将发热量大于7.5MJ/kg的煤矸石直接作循环硫化床锅炉燃料，发热量低于7.5MJ/kg的煤矸石掺加煤泥、洗中煤后用于煤矸石发电厂，其灰渣用于生产建材。

5、生物肥料

煤矸石中含有一些有机质，含量在15%～25%之间。煤矸石经粉碎、酸化、原料配比等系列工序后成为粉末状的黑色材料，然后被输送至搅拌机、挤压机和烘干机，可以生产出相应的煤矸石有机复合肥料和微生物肥料。生产成本较低，不仅可以有效地增强土壤的供氮能力，还可以提高土壤中微量元素的含量、腐植酸的含量及土壤透气性，从而提高农作物的产量。

四、结语

煤矸石资源化利用处置助力无废城市建设工作的开展，满足可持续发展要求。