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1、1 煤化工“三废”煤化工“三废”高附加值高附加值规模规模资源化资源化可行性研究可行性研究 苏鹏翼、白林宝、侯铁军 内蒙古普丰环保科技有限公司 一、新材料产业链集群工程提出的背景一、新材料产业链集群工程提出的背景 十九大明确指出； “建设生态文明是中华民族永续发展的千年大计。必须树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，坚持节约资源和保护环境的基本国策，像对待生命一样对待生态环境，实行最严格的生态环境保护制度。” “保护环境基本国策。 “着力解决突出环境问题。坚持全民共治、源头防治，持续实施大气污染防治行动，打赢蓝天保卫战。加快水污染防治，加强固体废弃物和垃圾处置。提高污染排放标准，强化排污者责任，
2、健全环保信用评价、信息强制性披露、严惩重罚等制度。坚决制止和惩处破坏生态环境行为。”11 煤化工业的快速发展， 在国民经济中的贡献和不可替代的地位， 越来越显现了。随着煤化工集聚化、规模化、园区化， “三废”成为制约快速发展的问题之一，投入产出不平衡，高成本，无利可图，是治理“三废”的瓶颈。学习贯彻落实十九大精神，国家强化对煤化工“三废”从严治理已经刻不容缓，所以探索可行性研究治理煤化工“三废”资源化、循环经济规模化高附加值工程，就显得特别重要了。 2016 年中国探明煤炭 1.5 万亿吨储量中：侏罗纪煤占 39.6%，石炭二叠纪煤占38.0%白垩纪煤占 12.2%晚二叠纪煤占 7.5%，第三
3、纪煤占 2.3%，晚三叠纪煤占 0.4% 在中国尚未探明的煤炭预测储量中：侏罗纪煤占 65.5%，石炭二叠纪煤占22.4%，晚二叠纪煤占 5.9%，白垩纪煤占 5.5%，第三纪煤占 0.4%，晚三叠纪煤占0.3%，2 2 2106 年中国煤炭产量 33.64 亿吨，进口煤炭 2.56 亿吨 3 3- -4 4 2010-2015 年间年煤炭生产量和消费量 煤炭生产量（万吨） 2015 年 2014 年 2013 年 2012 年 2011 年 2010 年 煤炭消费量（万吨） 374654.2 373891,9 397432.2 394512.8 351600 342844.7 石炭二叠纪聚煤
4、期形成的煤田是煤铝共生资源富集区， 5 5 （古风化壳沉积型铝土矿主要形成于晚古生代的石炭纪二叠纪。铝土矿和煤层存在空间共伴生关系，这与其成矿的气候因素有关。 5 5 ） 主要分布在华北地区， 形成的煤田煤炭为高铝煤。高铝煤。与煤炭同时开采出的煤矸石约占原煤产量的 10-15。洗选过程中排出的占 20-25。其特点是；煤的灰分中三氧化二铝（Ai2O3）含量在 35%以上，称为高铝煤矸石（分类；煤巷矸、井岩巷矸、离矸、手选矸、选煤矸 6 6 ） 。煤矸石燃烧 1 吨排出 70-2 80%粉煤灰。燃烧 1 吨原煤排出 20-30%粉煤灰。预计到 2020 年时，我国粉煤灰排放量可达 5.4 亿 t
5、/年。高铝粉煤灰占占总量的 25%左右 7 7 ，三氧化二铝（Ai2O3）含量在 35-45%以上， 称为高铝粉煤灰。 对于产量用量大而又缺乏铝资源的中国， （2016年进口铝土矿 5100 万吨三氧化二铝（Ai2O3）含量 45-50%， ）高铝粉煤灰含铝相当于进口软质铝土矿，耗资数百亿元 8 8 ） 。华北石炭二叠纪煤燃烧后的粉煤灰中 Al2O3 的含量一般可达 40% - 50%。 9 9 高铝粉煤灰是宝贵铝矿物资源，高附加值资源化可以创造与煤同等的经济价值。其资源量巨大，经济价值也巨大。见下表 4-7 高铝煤炭的开采煤化工，会产生大量的“三废”即：固废；煤炭开采洗选外排的高铝煤矸石，废
6、水；煤炭开采外排的矿井水，洗煤废水，煤化工业废水，热电脱鄂尔多斯盆地高铝煤矸石、中国主要省区及进口铝土矿组分比较（表鄂尔多斯盆地高铝煤矸石、中国主要省区及进口铝土矿组分比较（表 1 1）88 Si0Si02 2 AlAl2 20 03 3 FeFe2 20 03 3 MgOMgO CaOCaO 烧失量烧失量 桌子山煤田桌子山煤田煤矸石煤矸石 39.6639.66 32.2632.26 2.492.49 0.300.30 0.730.73 22.6722.67 准格尔准格尔煤田煤田- -粉煤灰粉煤灰 42.4042.40 49.5249.52 4.424.42 0.430.43 2.462.46
7、 陕西陕西省省府谷煤矸石府谷煤矸石 44.9244.92 37.1837.18 0.120.12 0.200.20 0 0.56.56 16.7916.79 山西省山西省大同煤矸石大同煤矸石 43.5243.52 37.5037.50 0.110.11 0.700.70 0.300.30 16.8816.88 广西铝土矿（软质）广西铝土矿（软质） 0.080.08 40.2540.25 4.954.95 贵州铝土矿（软质）贵州铝土矿（软质） 3.903.90 46.0046.00 20.020.0 0.20.2 0.200.20 进口铝土矿进口铝土矿 3 30 00 0 元元/ /吨吨 45.
8、0045.00 世界氧化铝中国铝土矿产量进口量价格（万吨世界氧化铝中国铝土矿产量进口量价格（万吨- -）（表（表 2 2）88 日期日期 氧化氧化铝产量报告铝产量报告 氧化氧化铝铝进口进口量报告量报告 铝土矿进口量报告铝土矿进口量报告 世界世界 中国中国 进口进口 到岸港口价）到岸港口价） 进口进口 价格（价格（FOBFOB 价）价） 20142014 年年 104156104156 4 4710.3710.3 527.6527.6 382.34382.34 3628.963628.96 58.5758.57 美元美元/ /吨吨 20152015 年年 11355.011355.0 5718.
9、85718.8 465.3465.3 286.91286.91 55825582 49.7049.70 20162016 年年 1 11546115461 6 6100100 3 302.602.6 2 288.7488.74 5 5177.9177.9 4 48.358.35 国家国家 摘录摘录世界铝土矿矿石类型及化学成份世界铝土矿矿石类型及化学成份 （表（表 3 3）88 化学成分化学成分% % Al2O3Al2O3 SiO2SiO2 Fe2O3Fe2O3 TiO2TiO2 LOILOI 灼减灼减 几内亚几内亚 4040- -60.260.2 0.80.8- -6 6 6.46.4- -3
10、030 1.41.4- -3.83.8 2 2-3232 巴西巴西 3232- -6060 0.950.95- -25.825.8 1.01.0- -58.158.1 0.60.6- -4.74.7 8.18.1- -3232 澳大利亚澳大利亚 2525- -5858 0.50.5- -3838 5 5- -3737 1 1- -6 6 1515- -2828 印度印度 4040- -8080 0.30.3- -1818 0.50.5- -2525 1 1- -1111 2020- -3030 委内瑞拉委内瑞拉 35.535.5- -6060 0.90.9- -9.39.3 7 7- -404
11、0 1.21.2- -3 3，1 1 19.319.3- -27.327.3 越南越南 44.444.4- -53.253.2 1.61.6- -5.15.1 17.117.1- -22.322.3 2.72.7- -3.73.7 24.524.5- -25.325.3 印度尼西亚印度尼西亚 38.138.1- -59.759.7 1.51.5- -13.913.9 2.82.8- -2020 0.10.1- -2 2.6.6 3 硫脱硝废水，高含盐废水。废气；热电除尘高铝粉煤灰（铝、硅、铁、镓、钛、锗等） ，高铝煤矸石，粉煤灰都是高经济价值且是加工后的二次精制原料。所以建议国家、地区、有远见
12、的企业在规划高铝煤炭开采，煤化工，热电产业时，创新布局方案，统筹 “三废”资源化循环经济整体规划，制定；煤炭开采煤炭开采- -热电热电- -煤化工煤化工- -“三“三废”资源化循环经济废”资源化循环经济同时同步推进建设。在高铝煤聚集区制定严格、科学的开采程序，露天和井采，顶板和底板高铝煤矸石最大限度与煤同时采出，与洗选后矸石分类堆放，备梯级利用。高铝煤伴生铝的有效利用，可以化解中国铝资源贫乏大量进口铝土矿的困境，形成新的经济增长点，可以降低煤炭和煤化工企业的成本，延长开采期，多品种发展，提高高铝煤的利用率。增加抗风险能力。一句话，可以从源头实现绿色煤炭。会取得事半功倍的环保和经济效果。 高铝煤
13、化工“三废”初始得不到有效利用肆意废弃，将会留下历史的遗憾环保的隐患，资源将会永久浪费，如再想回收综合利用将会付出高额的代价。 国家规划布局的鄂尔多斯、陕西榆林、宁夏宁东三个煤化工示范区，石炭二叠纪煤铝共生资源富集区，高铝煤的开采煤化工，伴生资源应该吃干用尽， “三废”高附加值综合利用，大有文章可做，应引起有国家、地方政府、各级领导、有识之士高度关注。详见华北地区高铝煤分布图（1-3）表（4-7）如下； 中国煤炭资源分布图中国煤炭资源分布图 1010 （图（图1 1） 、 中国煤炭资源分布现状和远景预测中国煤炭资源分布现状和远景预测（20062006 年预测量年预测量) )（表（表 4 4）
14、1111 煤种煤种 煤炭煤炭 总储量总储量 侏罗纪侏罗纪 煤煤 石炭二叠石炭二叠 纪纪 南方晚南方晚 二叠世二叠世 白垩纪白垩纪 第三纪第三纪 晚三叠世晚三叠世 20002000 米储量米储量 4.554.55 万亿吨万亿吨 65.5%65.5% 2222.4%.4% 5.9%5.9% 5.55.5 0.70.7 宁东示范区 鄂尔多斯示范区 榆林示范区 4 10001000 米储量米储量 1.841.84 万亿吨万亿吨 62.9%62.9% 15.8%15.8% 11.4%11.4% 8.5%8.5% 1.3%1.3% 第三次全国煤炭资源预测垂深第三次全国煤炭资源预测垂深 2000 m2000
15、 m- -1000 m1000 m 以浅的预测煤炭资源量。以浅的预测煤炭资源量。 中国不同成煤时代煤质灰分特征的比较中国不同成煤时代煤质灰分特征的比较 （表（表 5 5） 1111 组分组分 晚二叠世晚二叠世 早二叠世早二叠世 晚石碳世晚石碳世 各时代平均值各时代平均值 SiOSiO2 2% % 43.2743.27 50.9750.97 46.1446.14 46.1546.15 AlAl2 2O O3 3 24.6124.61 39.8039.80 32.2432.24 31.2731.27 FeFe2 2O O3 3 17.7717.77 2.752.75 10.4110.41 7.227.22 CaOCaO 3.33.38 8 2.942.94 5.615.61 4.414.41 华北赋煤区华北赋煤区 1 10 0 大煤田高铝煤高镓煤分布示意图（石炭二叠纪大煤田高铝煤高镓煤分布示意图（石炭二叠纪- -侏罗纪聚煤期煤田侏罗纪聚煤期煤田表表 6 6） 序号序号 煤田名称煤田名称 聚煤期聚煤期 储量储量- -亿吨亿吨 所在地区矿区所在地区矿区 1 1 大同煤田大同煤田 石炭二叠纪石炭二叠纪 3 30808 山西山西省；省；大同市大同市 2 2 宁武煤田宁武煤田
