坚定有序推进转型发展·构建固废循环利用体系
工业固废变身“绿色财富”——我市大力推动煤矸石资源化综合利用一线观察
煤矸石,一种煤炭开采和洗选过程中产生的固体伴生物。
在长治,每年原煤产量约1.7亿吨。伴随煤炭开采,去年,全市煤矸石产生量2506万吨,占全市工业固废产生量的58%。
当前,煤矸石综合利用是实现煤炭产业绿色低碳转型的关键环节,事关高质量发展。在政策引导与科技驱动下,全市煤矿、工业企业,通过技术创新加速攻坚煤矸石消纳,将煤矸石转化为建筑材料、热能产品等资源,走出一条资源型城市固废资源化、产业绿色化的高质量发展新路。
“铺”开便是路
煤矸石,堆着是包袱,“铺”开便是路。
8月底,北寨片区花园街建设现场,压路机缓缓驶过,灰黑色的煤矸石基层材料层层铺展压实。这条正在成型的道路,原料全部来自百里之外的煤矿。
传统道路施工,离不开天然砂石。开山采石,破坏生态;长途运输,推高成本。煤矸石,这种城市的“工业包袱”,能否替代砂石,铺进路基?
“经多次试验检测,煤矸石基层材料抗压、耐久性可完全达到道路施工标准,充分满足日常通行与车辆荷载要求,同时可以降低道路施工材料成本。”现场施工负责人武岳介绍。
“我们通过对原生煤矸石进行破碎分选制备优质骨料,再通过配合比设计与专用添加剂的开发,严格把控物料粒径、强度、稳定性等核心指标,制备出优质的煤矸石基层材料。”长治市武理工工程技术研究院研发中心主任王宇强介绍,“煤矸石基层材料对传统骨料的替代率可达90%以上。相较于传统碎石材料,不仅承载力强、耐风化、水稳定性好,施工成本还能降低5%至10%。”
同样的探索,正在长治多个路段同步推进。
G309线晋冀界至长治临汾界段改扩建工程成功入选国家级“政府采购支持公路绿色低碳发展”试点。该项目全长120公里,计划在20公里路段开展煤矸石填筑路基试点,累计消耗煤矸石约80万吨,减少占地超150亩。
80万吨,相当于一座煤矿一年的矸石排放量;150亩,相当于14个标准足球场的土地。
煤矸石铺进路基,铺出了一条“固废处置+道路建设”的绿色新路径。
回填便能“治”
硬度大是煤矸石的显著特点,是煤矿采空区回填常用的填充物质,但填进去容易,填得好难。如何填得更实、控得更准、用得更省?近年来,我市煤矿企业围绕绿色开采,推动充填技术一路迭代、不断升级。
当煤炭从地下采出,采空区上方的岩层失去支撑,随之断裂、下沉,传导至地表,便是塌陷。
在晋能控股集团长治公司中能煤业2309工作面,企业依托覆岩离层注浆充填工艺,向采空区域注入浆液,稳定覆岩结构,严控地表沉降,使得采空区地表最大沉降量较传统开采降低近80%。
而那注入的浆液,正是以煤矸石为原料。
企业创新研发矸石破碎研磨系统,将煤矸石磨成细粉,配比成浆,注入井下,实现矸石就地消纳,井下就地充填。目前,这套系统已累计处理矸石5.3万吨,节省固废处理及充填材料费用近400万元,实现“矸石零外排、固废全利用”。
同样,在潞安化工集团司马煤业,掘锚一体机轰鸣向前,梭车往来穿梭之间,采出的矸石采用煤矸石膏体填充采空区技术,与胶凝材料混合,制成高强度膏体,重新返井利用。司马煤业公司生产技术部副部长李双利介绍,该矿单日最大充填量已突破2000立方米,每年可消化煤矸石14.5万吨。
井下消化不完的煤矸石,怎么办?司马煤业还借助分层碾压、表土改良等技术,将煤矸石用于土地复垦工程,让矿区荒坡荒地蜕变为生态用地。
晋能控股集团三元煤业公司建设单元密实充填工作面,置换煤炭29.07万吨,建成三套注浆充填工作面,回收压覆煤336.83万吨;
高河能源膏体充填开采已形成独具特色的“长短壁充填开采+沿空留巷无煤柱”绿色智能充填开采采掘模式;
……
近年来,我市煤炭企业在煤矸石源头减量、过程防控、末端治理等方面进行有益尝试,持续提升煤矸石资源化综合利用水平,全市实施绿色开采的煤矿累计达28座,占全市生产煤矿数量的27%,基本形成充填开采等绿色开采体系,实现经济效益、社会效益、生态效益共赢。
一上一下,一去一回,填进矸石,稳固地表,省下成本,留下生态,绿色开采的探索,还在井下延伸。
用好便是“宝”
如果说铺路和充填是煤矸石的“粗加工”,那么高值化利用就是让煤矸石物尽其用、身价翻倍的“精加工”。
煤矸石精分细解的变幻之间,藏着多少可能?
变建材,融入城市筋骨——
在襄垣县泰恒建材有限公司,煤矸石原料经过“碎、筛、陈、压、切、干、烧”七道工序,蜕变为表面平整、质地坚硬的环保烧结砖,满负荷状态下,公司年可消纳煤矸石40万吨,生产煤矸石烧结标砖1亿块。
屯留区山西桓鼎产业工业固废高值化低碳利用产业园里,六条梯度化智能生产线加速建设,用煤矸石加工的无机环保板材无胶无甲醛,适配学校、医院等公共场所。企业董事长陈龙介绍,一期投产后,每年可消纳煤矸石30万吨,实现年产值5亿元。
变电力,传递光热能量——
低热值的煤矸石,是发电的燃料。
位于屯留区的山西潞安余吾热电有限责任公司,135MW循环流化床发电机组昼夜运转,来自潞安化工集团余吾煤业的煤矸石出井即入炉,热能转为电能,余热转为蒸汽,一“烧”之间,固废成了能源,矸石送出了光与热。
当前,我市现有襄垣诚丰电力、潞安余吾热电、沁源沁新发电、霍氏自备电厂、五阳热电5家煤矸石发电厂,装机容量75KW,去年,实际利用煤矸石约120万吨。
变肥料,回归土地养田——
山西润土生物科技有限公司走的是一条“生物活化”的路子。依托自主研发的专利技术,煤矸石经过生物发酵、成分活化,可加工成土壤改良剂、微生物有机肥、水环境治理制剂等产品。项目负责人赵卫永介绍,项目一期建成投产后,年处理煤矸石150万吨,直接节省堆放土地23公顷,每年可生产生物有机肥、土壤改良剂等产品184万吨。增减之间,留出绿色空间。
变材料,分质利用增值——
武乡县祥辉润和环保科技有限公司实验室里,公司总经理高国斌展示从煤矸石中提取的高性能材料,算了一笔增值账。企业把煤矸石“拆开”细解,铝、铁制成聚合氯化铝铁,吨价千元级;硅制成白炭黑,吨价五千元以上;钙制成碳酸钙,工业级吨价数百元。一拆,一分,一转化,煤矸石的身价,拾级而上。
同样的煤矸石,不同的技术路径,不同的价值。
近年来,我市先后引进武汉理工大学、山西大学等高端团队,建设长治市武理工工程技术研究院、山西大学固废综合利用长治(襄垣)研发基地、长治市碳谷科技孵化器等平台,聚焦煤矸石高值化利用的关键环节持续攻坚核心技术,精准布局标杆产业项目,全力推进煤矸石全量化、资源化、无害化利用,煤矸石高值化利用的前景,正在一间间实验室里、一条条生产线上,变成触手可及的现实。
转型之路并非皆是坦途。当前,煤矸石综合利用仍面临产业扶持政策不足、标准与监管存在短板等现实难题,但转型决心写在行动里。积极推动工业固废标准体系建设、持续加大政策引导力度,大力支持企业开展技术攻关和产业化应用……从被动治理到主动谋变,从综合利用到产业培育,这是一座资源型城市向内涵式发展的转身,也是我市坚定不移迈步高质量发展的必由之路。
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