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煤矸石,能否成为建材原料及毒性解析

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在能源开发与工业生产过程中,煤矸石作为一种常见的固体废弃物大量产生,随着环保意识的增强和资源综合利用需求的提升,煤矸石能否用于制作建材以及其是否有毒成为备受关注的问题,了解这些对于实现煤矸石的资源化利用、减少环境污染以及推动可持续发展具有重要意义。

煤矸石的成分与特性

煤矸石是采煤和洗煤过程中排放的固体废弃物,其成分复杂多样,主要含有硅、铝、铁的氧化物,还可能包含钙、镁、钾、钠等多种元素以及少量的碳、硫等,不同地区的煤矸石成分会有所差异,但总体上具有一定的共性。

煤矸石的物理特性包括硬度、粒度、密度等,它的硬度相对较低,粒度分布较广,从细小的粉末到较大的块状都有,密度一般在2.0 - 2.8g/cm³之间,这些特性在一定程度上影响了它在建材生产中的应用方式和效果。

煤矸石在建材领域的应用

(一)制砖

煤矸石砖是煤矸石在建材领域应用较为广泛的产品之一,将煤矸石破碎、粉磨后,按一定比例与黏土、页岩等原料混合,经过搅拌、成型、干燥和焙烧等工艺制成砖体,煤矸石砖具有强度高、保温隔热性能好、隔音效果佳等优点,其强度等级一般可达MU10 - MU20,能满足建筑结构墙体材料的要求。

使用煤矸石制砖不仅可以消耗大量的煤矸石,减少废弃物的堆放占用土地,还能降++砖成本,与传统黏土砖相比,煤矸石砖在生产过程中减少了对土地资源的破坏,符合国家节能减排和资源综合利用的政策导向。

(二)生产水泥

煤矸石可以作为水泥生产的混合材,在水泥生产中,将煤矸石经过预处理后,按一定比例与水泥熟料、石膏等混合粉磨,制成水泥产品,煤矸石中的活性成分如二氧化硅、氧化铝等能够与水泥熟料中的矿物成分发生化学反应,提高水泥的强度和耐久性。

适量掺入煤矸石还可以改善水泥的性能,如降低水泥的水化热,提高水泥的抗渗性和抗冻性,这也为煤矸石的大规模利用提供了新途径,减少了水泥生产对天然资源的依赖,降低了生产成本。

(三)制备陶瓷

煤矸石还可用于制备陶瓷,通过对煤矸石进行选矿、提纯、配料等工艺处理,制成陶瓷坯体,再经过高温烧制得到陶瓷制品,煤矸石陶瓷具有独特的性能,如较高的机械强度、良好的耐磨性和耐腐蚀性等。

在陶瓷生产中使用煤矸石,既可以利用其丰富的矿物资源,又能减少陶瓷生产中对优质黏土的使用,降低生产成本,煤矸石陶瓷可应用于建筑装饰、工业耐磨部件等领域,具有广阔的市场前景。

煤矸石是否有毒

(一)放射性

煤矸石中可能含有天然放射性核素,如镭 - 226、钍 - 232、钾 - 40等,这些放射性物质会对人体健康产生潜在危害,长期暴露在含有较高放射性物质的环境中,可能导致内照射和外照射剂量增加,引发癌症、白血病等疾病。

并非所有煤矸石的放射性都超标,不同地区的煤矸石放射性水平差异较大,主要取决于其地质成因和所含放射性核素的种类及含量,经过放射性检测符合相关标准的煤矸石,可以安全地应用于建材生产。

(二)有害化学物质

煤矸石中还可能含有一些有害化学物质,如硫、氟、氯等,硫在煤矸石燃烧或与其他物质反应时,可能会产生二氧化硫等有害气体,对大气环境造成污染,过量的硫还可能影响建材产品的质量,导致制品出现腐蚀、变色等问题。

氟化物和氯化物在一定条件下也可能对人体和环境产生危害,氟化物可能会影响人体骨骼和牙齿的发育,而氯化物可能会对金属材料产生腐蚀作用,通过适当的处理工艺,如洗选、焙烧等,可以降低煤矸石中有害化学物质的含量,使其达到安全使用的标准。

煤矸石建材的安全性保障

(一)严格的检测标准

为确保煤矸石建材的质量和安全性,国家制定了一系列严格的检测标准,在煤矸石用于建材生产前,需要对其放射性、化学成分、物理性能等进行全面检测,只有各项指标符合相关标准要求的煤矸石才能被允许用于建材生产。

对于煤矸石砖,其放射性核素++应符合《建筑材料放射性核素++》(GB 6566 - 2010)的规定,砖的强度等级、尺寸偏差、外观质量等也应满足相应的行业标准,通过严格的检测把关,从源头上保障了煤矸石建材的质量和安全性。

(二)先进的处理工艺

采用先进的处理工艺可以有效降低煤矸石中的有害物质含量,提高其品质,对于含有较高放射性物质的煤矸石,可以通过物理分选、化学稳定化等方法降低放射性水平,利用放射性物质与煤矸石中其他矿物的密度差异,通过重选、浮选等工艺将放射性矿物分离出来。

对于含有有害化学物质的煤矸石,可以采用焙烧、水洗等方法进行处理,焙烧可以使煤矸石中的硫等挥发性物质挥发出去,降低其含量;水洗则可以去除煤矸石表面和孔隙中的有害杂质,通过这些处理工艺,使煤矸石能够满足建材生产的安全要求。

(三)规范的生产流程

在煤矸石建材的生产过程中,需要遵循规范的生产流程,从原料的采购、检验,到生产过程中的配料、成型、养护等环节,都要严格按照标准操作,在生产车间,要配备完善的环保设施,对生产过程中产生的废气、废水、废渣等进行有效处理,减少对环境的污染。

加强生产过程中的质量控制,定期对产品进行抽检,确保每一批产品都符合质量和安全标准,通过规范的生产流程,保障了煤矸石建材的质量稳定性和安全性。

煤矸石在建材领域具有广泛的应用前景,它可以通过多种方式制成砖、水泥、陶瓷等建材产品,为建筑行业提供了丰富的资源选择,同时实现了煤矸石的资源化利用,减少了对环境的压力。

虽然煤矸石中可能含有放射性物质和有害化学物质,但通过严格的检测、先进的处理工艺和规范的生产流程,可以有效降低其危害,确保煤矸石建材的质量和安全性,在未来的发展中,应进一步加强煤矸石资源综合利用技术的研究与开发,不断完善相关标准和规范,推动煤矸石建材产业的健康发展,为实现经济社会的可持续发展做出更大贡献,让我们充分利用煤矸石这一特殊资源,变废为宝,为建设美丽家园添砖加瓦🧱🌳。