煤矸石是煤炭采选业在煤炭开采与洗煤过程产生和排放的工业废渣。目前，我国每年排放煤矸石约1.5亿吨，累计积存量达74亿吨，占压土地8万公顷，形成煤砰石山1500多座，堆场数万个，占全国工业废渣排放量的1/4，是我国排放量较大的固体废弃物之一。煤矸石的积存不仅占用大量的耕地，而且会对大气及水体造成污染以及，泥石流、坍塌及滑坡等灾害。

　　煤矸石的综合利用为国家产业政策所鼓励，发展较为迅速，利用率占年度产生总量的63%。对煤矸石的综合利用途径主要有：用于制砖、发电，用做水泥、多孔陶瓷、橡胶补强剂、莫来石、菫青石、混凝土骨料、吸附材料、耐火材料、新型工业填料的生产原料。用于生产肥料、土壤改良剂，分离提取其中的有价元素生产高附加值产品，进行精细化综合利用等。此外，还可用来充填露天采矿区，作为复垦采煤塌陷区的充填材料等。在所述利用途径中，用量较大的是用做露天采矿区、塌陷区的回填材料、用于发电和水泥生产等。

　　从目前的情况看，我国对煤矸石的综合利用径多体现在初级利用和低附加值利用方面。虽然有关方面对精细化利用做了一些研究，但多局限于理论和教学层面，工业化实践尚处空白。而且现有的研究成果比较关注煤矸石中铝元素的提取和氧化铝的制备，忽视了对硅、铁、稀有金属的综合利用及可燃性物质的回收和利用。尤其是处理过程废渣、废水和废气的产生与排放对环境造成了更为严重的二次污染，这种情况已成为制约煤矸石资源化、精细化、高附加值化综合利用产业化的瓶颈。

　　研究开发全元素、高附加值、无害化煤矸石综合利用新技术，是环境治理与保护的需要，更是社会经济可持续发展的需要。　　

　　针对我国煤矸石综合利用行业的发展现状及存在的不足，本照治污不产污、利废不产废、全元素综合利用、产品符合市场需要、附加值较高、既有较高的经济效益，又有较好的环境效益这一原则，我们(南阳东方应用化工研究所)于2009年起开展了煤矸石全元素、无害化、精细化综合利用技术的研究。历经基础理论研究、实验室研究、中试研究和小型工业化放大试验，取得了具有较高稳定性、可靠性和实用性的科技成果，目前已发展为成熟的工业化技术。

　　本工艺系在不对煤矸石做热活化处理的条件下，采用酸碱联合浸出工艺浸出

　　其中的有价元素，然后分离、提取生产相应的高附加值化合物。处理过程对三废进行有效控制和循环利用，不对环境造成污染。

　　1、由煤矸石生产高分散轮胎用白炭黑、氧化铁红、高分子冰晶石并回收原煤

　　以榆林煤矸石为例，其化学组成为Al₂O₃：14.72%；Al₂O₃：14.72%；SiO₂：70.75%；CaO：1.46%；烧失量：7.45%。

　　1.1 产品

　　高分散轮胎用白炭黑、氧化铁红、高分子比冰晶石，副产沉淀法白炭黑、饲料级无水硫酸镁。

　　1.2 工艺概述

　　略，可面询。

　　1.3 主要经济技术指标

　　（1）有价元素浸出率：SiO₂≥92%；Al₂O₃≥92%，Fe₂O₃≥90%。

　　（2）有价元素收得率（以浸出率为基数）：SiO₂≥98%；Al₂O₃≥95%，Fe₂O₃≥95%。

　　（3）主要物资能源消耗量：（按每处理1000kg煤矸石计）

　　（4）产品产量及销售收入：

　　（5）产品质量

　　高分散性轮胎用白炭黑：执行GB/T32678-2016标准；

　　高分子比冰晶石：执行GB/T4291-2017标准 ；

　　氧化铁工业颜料：执行GB/T1863-2008标准；

　　饲料级无水硫酸镁执行行业标标准；

　　碳酸钙：执行HG/T 2226-2010标准。

　　（6）设备投资

　　按年处理10万吨煤矸石计，约需设备投资8900万元（实际投资额度以设计结果为准）。

　　2、由煤矸石生产氟化铝、氧化铁红颜料、高分散性轮胎用白炭黑并回收煤炭

　　以河南济源煤矸石为例，其化学组成为Al₂O₃：17.61%；TFe：2.81%；SiO₂：47.75%；CaO：3.64%；MgO：1.07%；烧失量：13.19%。

　　2.1 产品：氟化铝、氧化铁红颜料、高分散性白炭黑，副产沉淀法白炭黑、碳酸钙及煤炭。

　　2.2 工艺概述

　　略，可面询。

　　2.3主要经济技术指标

　　（1）有价元素浸出率：

　　 SiO₂≥85%；Al₂O₃≥92%，Fe₂O₃≥90%。

　　（2）有价元素收得率（以浸出率为基数）：

　 　SiO₂≥95%；Al₂O₃≥95%，Fe₂O₃≥96%。

　　（4）主要物资能源消耗量：（按每处理1000kg煤矸石计）

　　（4）产品产量及销售收入：

　　（5）产品质量

　　高分散性轮胎用白炭黑：执行GB/T32678-2016标准；

　　干法氟化铝：执行GB/T4292-2017标准；

　　氧化铁工业颜料：执行GB/T1863-2008标准；

　　饲料级无水硫酸镁执行行业标准：

　　碳酸钙：执行HG/T 2226-2010标准。

　　（6）设备投资

　　按年处理10万吨煤矸石计，约需设备投资9200万元（实际投资额度以设计结果为准）。

　　3、由煤矸石生产聚合硫酸铝铁/聚合氯化铝铁、高分散性轮胎用白炭黑并回收煤炭

　　以贵州毕节煤矸石为例，其化学组成为Al₂O₃：20.56%；Fe₂O₃：5.69%；SiO₂：44.28%；CaO：2.23%；MgO：2.92%；烧失量：17.86%。

　　3.1 产品：聚合硫酸铝铁、高分散性白炭黑、煤炭及碳酸钙。

　　3.2 工艺概述

　　略，可面询。

　　3.3 主要经济技术指标

　　（1）有价元素浸出率：

　　SiO₂≥92%；Al₂O₃≥92%，Fe₂O₃≥90%。

　　（2）有价元素收得率（以浸出率为基数）：

　　SiO₂≥98%；Al₂O₃≥99%，Fe₂O₃≥99%。

　　（3）主要物资能源消耗量：

　　以生产聚合硫酸铝铁和高分散性白炭黑为例，按每处理1000kg煤矸石计：

　　（4）产品产量及销售收入：

　　（5）产品质量

　　高分散性轮胎用白炭黑：执行GB/T32678-2016标准；

　　聚合硫酸铝铁执行行业标准；

　　碳酸钙：执行HG/T 2226-2010标准。

　　（6）设备投资

　　按年处理10万吨煤矸石计，约需设备投资6000万元（实际投资额度以设计结果为准）。