近年来，我国在煤矸石资源化方面做了大量基础研究工作，煤矸石综合利用取得了长足发展，其利用量逐年增加，综合利用途径不断扩展，为煤矸石综合利用向大宗量、高科技、产业化发展奠定了基础。
作为全球最大的煤炭生产国，我国积累了大量堆存的煤矸石，能够实现其资源化利用，从而改善矿区生态环境，确保现代煤矿企业的可持续绿色发展。
一、煤矸石概述
煤矸石是在煤矿建井、开拓掘进、采煤和煤炭洗选过程中产生的岩石，其干基灰分大于50％，呈黑灰色，碳含量低，比煤更坚硬。煤矸石是煤炭生产和加工过程中的固体废物，其排放量每年相当于当年煤炭产量的10％左右。
我国在上世纪中期即开始了对煤矸石的利用，而综合利用逐渐兴起于70年代中后期。煤矸石的综合利用受到铝硅比值、碳硫含量等因素的影响，主要包括生产氧化铝、燃料、化工原料、陶瓷原料、建筑材料以及道路工程填充等多个领域。
煤矸石中富含SiO2和Al2O3等有用物质，通过提取氧化铝可以减轻煤矸石对生态环境的不利影响，同时也有助于缓解我国铝土矿资源短缺问题。目前，从煤矸石中提取氧化铝的方法与粉煤灰相似，主要包括酸浸法、碱浸法等几种，而碱浸法在实际生产中得到了广泛应用。
二、煤矸石行业分析
煤矸石的产生
我国每生产1亿吨煤炭时，矸石排放约为1400万吨左右；在煤炭洗选行业，每洗选1亿吨炼焦煤，矸石排放量约为2000万吨，每洗选1亿吨动力煤，矸石排放量为1500万吨。近三年，新增的煤矸石产生量约为6.5亿吨。
中国作为全球最大的煤炭生产国，积累了大量堆存的煤矸石，其资源化利用有望改善矿区生态环境，确保现代煤矿企业的绿色可持续发展[1]。
煤矸石相关法律法规
1998年，国家经贸委等八部门共同发布了《煤矸石综合利用管理办法》，并于2014年进行了修订，以规范煤矸石综合利用行为，减少其对土地资源和环境的影响，促进循环经济发展，推动生态文明建设。1999年的《煤矸石综合利用技术政策要点》将煤矸石的利用方向确定为发电、建材生产、回填和无害化处理等。2012年，《煤矸石利用技术导则》详细规定了煤矸石在不同领域的应用要求。而2021年的《关于“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见》则明确了煤矸石等大宗固废的综合利用方向。
煤矸石情况
中国煤炭企业目前拥有超过120座煤矸石电厂，总装机容量达184万kW，年发电量约为87亿kWh。此外，有129家煤矸石砖厂，年生产能力可达30亿块标准砖。同时，163家煤矸石和粉煤灰水泥厂年产能高达1250万吨。截至2002年，全国煤矿综合利用了约4200万吨煤矸石，其中煤矸石发电约为2800万吨，煤矸石水泥约为300万吨，煤矸石制砖约为1000万吨，其他用途约为100万吨。此外，还有5600万吨煤矸石用于井下充填、复垦造田、道路建设等领域。总体而言，综合利用和无害化处理的煤矸石约为9800万吨，占当年煤矸石排放量的50％。
近年来，煤矸石不再仅仅被视为数量最大的工业固体废弃物，而被视为一种资源，在化工、建材、冶金、轻工等领域广泛研究和应用，煤矸石资源化已成为煤矸石综合利用研究的重点。
从煤炭开采角度看，中国每年生产1亿吨煤炭，矸石排放约为1400万吨左右。而从煤炭洗选加工来看，每洗选1亿吨炼焦煤，矸石排放量约为2000万吨，每洗选1亿吨动力煤，矸石排放量为1500万吨。2005年，全国各类煤矿生产煤炭1045亿吨，洗煤385亿吨，排放矸石量在19-20亿吨之间。因此，全国国有煤矿现有1500多座矸石堆，堆积量超过30亿吨，占中国工业固体废物排放总量的40％以上。
煤矸石利用的不足
尽管煤矸石的综合利用取得了长足发展，但仍存在以下问题：1. 总体利用水平不高。2. 煤矸石综合利用技术基础研究尚需加强。3. 煤矸石综合利用工艺的研究不够深入。根据“十四五”大宗固体废弃物综合利用的指导意见，在后续工作中需要加强煤矸石的综合利用能力，扩大其利用规模，有序降低其存量，并在关键技术方面取得突破，建立综合利用创新体系。此外，需要不断推进煤矸石在工程建设、塌陷区治理、矿井充填等领域的应用，并有序引导其用于生产新型墙体材料、装饰装修材料等，同时深入推动其在农业领域的应用和有价组分提取，加强大产量和高附加值产品的应用和推广。
三、煤矸石行业发展前景
大量的煤矸石堆积不仅占用土地、影响生态环境，还导致土壤和地下水受到污染，煤矸石中的可燃物在适宜条件下容易自燃，释放出有害气体如二氧化硫、氮氧化物、碳氧化物和烟尘，对大气环境造成污染，威胁矿区居民的健康。因此，受国家节能环保政策的影响，煤矸石的综合利用迫在眉睫。
随着我国现代化建设的推进、环境保护工作的强化、洁净煤技术的发展和采煤机械化水平的提高，煤矸石、煤泥等的排放量仍将增加。将“废物”转化为资源，实现节能节地，增加产值，煤矸石的综合利用前景广阔。
此外，为迎合市场需求，已有23家以粘土为主要原料的制砖公司进行了技术改造，生产以煤矸石为主要原料的煤矸石烧结砖，规划年出产能力已超越7亿块标砖，年综合利用煤矸石98.7万吨，节约燃煤12.8万吨，年减少烟尘排放量1.28万吨、二氧化硫排放量0.2万吨、氮氧化物排放量0.1万吨。根据材料显示，以60％的煤矸石配以少量黏土、粉煤灰和水，经过一系列工序如陈化、成型、枯燥、预热、烘干和烧结，可以生产出环保、高强度的煤矸石砖，其商品强度超过一般黏土砖的2倍以上，形状规整，损耗极低，具有强大的耐用性，前景广阔。
