석탄 맥석의 종합적 자원 활용 현황 및 전망

1. 해외 석탄 맥석 자원 활용 현황

세계 각국은 1960년대부터 석탄 맥석의 가공 및 활용을 중요시하기 시작했다. 석탄 맥석 종합 연구에 따르면 1970년대까지 일부 외국 광산 지역의 석탄 맥석 이용률은 100%에 도달했습니다. 미국, 헝가리 등의 국가에서는 석탄 맥석의 생물학적 복원을 수행하여 좋은 결과를 얻었습니다. 미국은 석탄 맥석산을 태워 열에너지를 직접 회수하는 반면, 프랑스는 회분 함량이 높은 석탄 맥석을 세척해 가연성 물질을 회수해 발전용으로 활용함으로써 석탄을 절약하고 있다.

해외에서 석탄 맥석을 가장 많이 활용하는 방법은 건축자재로 활용하는 방법이다. 프랑스는 1970년대부터 30년간 이 분야에서 비교적 좋은 성과를 냈다. 프랑스에는 주로 벽돌 제조, 시멘트 생산 및 도로 포장에 사용되는 1억 톤 이상의 맥석이 있으며, 붉은 맥석 입자는 물 침식에 강하고 습기가 있거나 늪지대를 채우는 데 사용할 수 있습니다. 붕괴 구덩이이며 노반을 불투수성으로 만드는 좋은 충전재로 간주됩니다. 프랑스 북부의 모든 하중 운반 도로는 이 재료를 노반으로 사용합니다. 최근 몇 년간 프랑스에서는 시멘트에 석탄 맥석을 활용하는 새로운 방법, 즉 석탄 함량이 높은 석탄 맥석을 원료 및 연료로 가마에 사용하여 시멘트를 생산하는 새로운 방법도 연구했습니다. 영국 석탄청은 1970년에 석탄 맥석 관리 사무소를 설립했습니다. 석탄 맥석은 우수하고 경제적인 재료로 간주되어 고속도로, 댐 채우기 및 기타 토목 공학 프로젝트의 충전재로 널리 사용됩니다. 독일에서는 석탄 맥석이 주로 지하 굴 채우기 및 건축 자재로 사용됩니다. 보도에 따르면 영국, 폴란드, 벨기에, 러시아, 일본 등의 국가에서는 석탄 맥석을 사용하여 점토의 일부를 대체하여 시멘트를 생산함으로써 석탄 절약 및 비용 절감 효과를 달성하고 있습니다.

2. 국내 석탄맥석 자원 활용 현황

1992년 유엔 환경개발회의 이후 지속가능한 발전은 개발도상국들이 추구하는 공통 목표가 되었다. 환경에 대한 관심도 매우 낮으며, 선진국의 "선 오염, 후 처리"라는 기존 경로를 따르지 않기 위해 광산 환경의 관리 및 거버넌스가 점차 의제로 제기되었습니다. 국제기구는 국제 컨벤션, 포럼, 프로젝트 연구 및 이니셔티브를 통해 광산 환경 개선을 촉진합니다. 광산 환경 문제에 영향을 미치는 주요 국제 협약으로는 유해 폐기물의 국경 간 이동 및 처리 통제에 관한 바젤 협약, 장기 초국가적 환경 대기 오염에 관한 협약 등이 있습니다.

글로벌 경제의 지속 가능한 발전 전략이 더욱 심화되고 우리나라의 산업화 과정이 더욱 심화됨에 따라 환경 보호에 대한 중국 정부의 노력도 지속적으로 증가하고 강화되고 있습니다. 석탄 맥석의 완전한 활용과 오염은 우리 정부의 큰 관심을 끌었습니다. 우리 정부는 관련 정책과 규정을 제정 및 개선하고, 기술 혁신을 지원하며, 엄격한 관리와 법 집행을 통해 광산 환경 보호의 전반적인 수준을 향상시켰습니다.

2000년 4월 29일, 제9기 전국인민대표대회 상무위원회 제15차 회의에서 '중화인민공화국 대기오염 방지 및 통제에 관한 법률' 제3장이 통과됐다. 석탄 연소를 방지하고 통제하기 위해 생성된 대기 오염 제31조: 인구 밀집 지역에 석탄, 석탄 맥석, 재, 석탄재, 모래, 자갈, 먼지 및 기타 물질을 저장하려면 화재 예방 및 먼지 방지 조치를 취해야 합니다. 대기 오염을 방지하기 위해.

'9차 5개년 계획' 기간 동안 국가는 자원의 종합적 이용과 관련된 일련의 산업 정책을 발표했으며, 이는 모두 석탄 맥석산의 종합적인 관리 및 이용을 중점으로 삼았습니다. '현 국가중점개발촉진산업', 제품 및 기술목록', '현 국가중점개발 중점첨단산업화 분야 가이드라인(목록)' 등 지원정책은 모두 석탄맥석의 종합적 활용을 자원으로 삼고 있다. 산업의 발전을 장려해야 합니다.

우리나라에서는 1970년대부터 석탄맥석의 종합이용사업을 실시하여 일련의 석탄맥석 활용방안을 개척해 왔으며, 석탄맥석의 종합이용은 큰 진전을 이루었다. 석탄 맥석 자원의 종합적인 활용은 자원 회수와 공학적 활용의 두 가지 방법으로 나눌 수 있습니다. 자원 재활용은 연소 가치가 낮은 석탄 맥석을 비등로 연료로 사용하여 석탄 맥석에서 관련 광물을 추출 및 활용하여 알루미나, 중합 알루미늄, 보크사이트 및 황산 제품을 생산하고 맥석 벽돌 생산과 같은 건축 자재를 생산합니다. , 맥석 시멘트, 내화물 및 세라믹 등 엔지니어링 활용은 광산 지역의 침하 토지 매립 및 매립, 고속도로, 철도, 광장 건설, 등 (그림 2-4).

그러나 자원의 특성, 경제 여건의 제약, 기술 및 장비의 격차, 시장 변화의 영향으로 인해 현재 석탄 맥석의 이용률은 10~30% 수준으로 선진국과 비교하면 여전히 큰 격차가 있습니다. 국가. 이를 위해서는 석탄 맥석 개발 기술에 대한 연구를 더욱 늘리고 석탄 맥석의 포괄적인 활용과 산업적 생산을 더욱 발전시켜 광물 자원을 최대한 활용하고 사회 경제적 이익을 높이며 오염을 줄이고 자원 및 산업의 지속 가능한 개발을 촉진해야 합니다. 환경.

그림 2-4 석탄 맥석 자원의 종합 활용

3. 석탄 맥석의 자원 활용 및 활용 방법

1. >

(1) 알루미늄염 시리즈 제품 제조

알루미늄염은 공업 생산에서 광범위한 용도를 가지고 있습니다. 예를 들어 황산알루미늄은 수처리, 매염제 염색, 석유 탈취 및 탈색에 널리 사용됩니다. , 그리스 정화 등 석탄 맥석을 사용하여 황산알루미늄을 생산하면 석탄 맥석 처리 문제를 해결할 뿐만 아니라 보크사이트 자원도 절약됩니다. 황산알루미늄을 생산하기 위해 석탄 맥석을 사용하는 방법은 산시(Shanxi)와 간쑤(Gansu)의 많은 탄광에서 사용되었습니다.

(2) 실리콘 계열 제품 제조

석탄 맥석의 실리콘 함량은 상대적으로 높기 때문에 석탄 맥석의 실리콘 원소를 활용하는 것은 이를 종합적으로 활용하는 중요한 방법입니다. 현재는 주로 물유리, 화이트 카본블랙, 세라믹 원료 등을 만드는 데 사용됩니다.

(3) 이산화티타늄 제조

TiO2 함량이 7.18% 이상인 석탄 맥석을 사용하여 이산화티타늄을 생산할 수 있습니다. 이산화티타늄은 은폐력과 착색력이 뛰어나 페인트, 종이, 플라스틱 및 기타 산업 분야에서 널리 사용됩니다.

(4) 유황 및 황철석 회수

우리나라에서 생산되는 석탄과 관련된 황철석 자원은 매우 풍부하고 널리 분포되어 있습니다. 세척 후, 석탄에 축적된 황철석의 대부분은 석탄 맥석에 농축됩니다. 황철석은 화학 및 비료 산업의 중요한 원료이며 주요 용도는 황산 제조 및 유황 정제입니다. 그러나 우리나라의 유황 생산량은 국내 생산 수요를 충족시킬 수 없으며 생산 부족을 보충하기 위해 유황을 수입하는 경우가 많습니다. 따라서 석탄을 가공하는 동안 황철석을 재활용하는 것은 의심할 여지 없이 큰 의미가 있습니다. 또한 탈황석탄 맥석은 환경 오염을 줄이고 추가 가공 및 활용을 촉진합니다. 석탄의 유황을 농축하는 주요 방법에는 황철석 유황, 황산황 및 유기 유황이 포함됩니다. 유황에 대한 수요와 환경 보호 요구 사항으로 인해 유황 회수는 많은 광산 지역의 관심을 끌었습니다. 황 회수 공정도 다양한 방법으로 구체화되기 시작했습니다. 이 기술은 일부 고황 채굴 지역에서 더 널리 사용됩니다.

예를 들어, 충칭 난퉁 광업국의 간바지 석탄 준비 공장은 고유황 석탄 맥석에서 유황 정광을 성공적으로 추출했습니다. 세척된 맥석에는 10~31%의 유황이 함유되어 있으며 주성분은 황철석유황이다. 조밀한 중간 방법은 황이 35%, 탄소 함량이 8% 미만인 유황 농축물과 회분 함량이 45~50%인 이탄 및 광미의 세 가지 제품을 분류하고 선택하는 데 사용됩니다. 허베이성 카일루안에 있는 탕자좡 광산의 유황 드레싱 작업장이 1985년 초에 가동되었습니다. 세척된 맥석의 유황함량은 3.98%이며 주성분은 황철석유황이다. 세척 및 분리 후 4가지 제품이 생성되는데, 황 함량이 30~35%이고 탄소 함량이 8% 미만인 유황 정광, 연소에 사용할 수 있는 발열량 14.63MJ/kg, 저발열량 6.27MJ의 열탄입니다. /kg.연료 및 맥석.

2. 원료

(1) 벽돌 제조

석탄 맥석은 정제 및 기타 공정을 거쳐 특정 가소성, 결합 및 소결 특성을 갖습니다. 벽돌을 만드는 데 사용됩니다. 현재 우리나라 석탄 맥석 벽돌 생산량은 200억개에 달하고 연간 석탄 맥석 종합 이용량은 약 5000×104t이다. 석탄 맥석으로 벽돌을 만드는 것은 석탄 맥석으로 인한 환경 오염을 해결하고 경제 건설의 수요를 충족시킬 뿐만 아니라 우리나라의 제한된 경작지 자원을 보호하고 "진 벽돌과 한 타일"의 생산 역사를 근본적으로 바꾸고 달성할 수 있습니다. "흙 없이 벽돌을 만든다"는 목표. "석탄 없이 벽돌을 태우는 것"이 ​​환경에 미치는 영향.

예를 들어 2002년 산시성 루안 광산 그룹은 이탈리아에서 석탄 맥석 벽돌 생산 라인을 도입했습니다. 이는 현재 우리나라 최대의 석탄 맥석 종합 활용 프로젝트입니다. 완공되어 가동되면 매년 30×104t의 석탄 맥석이 소비되고 1억 3천만 개의 벽돌이 생산될 것이며, 동시에 석탄 맥석은 점토에 비해 2.5×104m2의 면적을 절약하게 됩니다. 벽돌을 만들면 3.5×104m2의 토지가 덜 낭비됩니다. 2006년, 산시성 다퉁시 천원 Rongchang New Building Materials Co., Ltd.는 연간 생산량 5억 개의 맥석 소결 제품을 생산하기 시작했습니다. 같은 해에 Yangquan Nanmei의 생산 라인은 연간 2억 6천만 개의 맥석 소결 벽돌을 가동하여 매년 30×104t의 석탄 맥석을 소비하고 우수한 경제적 이익을 실현했습니다. 폐기물을 활용하면 비용이 절감될 뿐만 아니라 석탄 맥석으로 인한 지역 오염도 줄어듭니다.

이 제품은 실내 바닥 장식 및 조리대 장식에 사용할 수 있으며 오염 방지, 제로 레벨 수분 흡수, 비방사성 및 고광택 특성을 가지며 강력한 시장 경쟁력을 갖추고 있습니다.

(2) 시멘트 생산

석탄 맥석과 점토의 화학적 조성은 유사하다. 이를 사용하여 점토의 일부 또는 전부를 대체하여 일반 시멘트를 제조하면 클링커의 품질을 향상시킬 수 있다. 맥석을 원료로 시멘트 원료를 만드는 생산공정은 기본적으로 일반 시멘트를 생산하는 공정과 동일하다. 석탄 맥석을 사용하여 시멘트를 만드는 것은 비용을 절감할 뿐만 아니라 다량의 석탄 맥석을 소화하고 환경 오염을 줄일 수 있습니다.

(3) 콘크리트

산시양메이그룹은 국부적으로 자생하는 석탄 맥석을 골재로 사용하고, 맥석 모래와 포틀랜드 시멘트를 혼합하여 200~300호 석탄 맥석 콘크리트를 만든다. 물리적 특성 및 품질은 관련 규정을 준수합니다. 자연발화 석탄 맥석을 원료로 한 콘크리트는 일반 콘크리트에 비해 밀도가 20% 낮아 초고층 건축물에 적합한 고급 자재입니다.

(4) 매립 및 노반 매립

침하 지역 매립은 중요한 매립 방법입니다. 발열량이 낮은 석탄 맥석은 탄광 침하 지역을 메워 토지를 조성하는데 사용되는데, 이러한 활용은 많은 양의 석탄 맥석을 소비하며, 현재 활용이 불가능한 석탄 맥석을 저장한 후 이를 개발할 때 활용할 수 있다. 기술적으로나 경제적으로 실현 가능합니다. 이는 석탄 맥석으로 인한 광산 환경 오염(토지 점유, 수원 오염, 대기 오염, 환경 위생 영향 등)을 줄일 수 있습니다. 광산 지역의 고형 폐기물을 최대한 활용하는 동시에 침하된 토지의 매립 문제도 해결해 일석이조의 효과가 있다. 예를 들어, 안후이 화이베이 광산국은 두 개의 대규모 침하 지역을 메우고 석탄 맥석을 토양으로 되돌려 1,600에이커 이상의 토지를 창출하고 좋은 환경적, 사회적 이익을 달성했습니다. 건축용지로도 사용 가능합니다.

석탄 맥석은 특정 활성 물질을 함유하고 있으며 도로 성능과 강도가 우수하여 일반 고속도로의 기초층이나 노반으로 사용할 수 있습니다. 필러 도로 건설에 사용되는 석탄 맥석은 강도가 높고 내후성이 낮으며 발열량이 낮은 맥석이어야 합니다. 우리는 산시성 양취안시 교통국으로부터 최근 개통된 307국도 복선 건설 중에 교통건설부가 폐기물을 보물로 바꾸고 석탄 맥석을 사용하여 도로를 포장하여 더 많은 비용을 절약했다는 사실을 알게 되었습니다. 92만원 이상. 양취안시 교통국에 따르면 307번 국도의 28.8km 복선 프로젝트는 양취안시의 핵심 프로젝트입니다. 프로젝트가 시작된 후 천연 자갈이 부족하여 건설 단위에서는 산더미 같은 석탄 맥석을 노반 충전재로 사용하는 것을 구상했습니다. 많은 과학적 시연과 테스트에 따르면 석탄 맥석을 충전재로 사용할 경우 자연 연소 또는 반자발 연소 석탄 맥석을 사용해야 하며 다양한 기술 지표가 모두 고속도로 엔지니어링 노반 설계 사양의 요구 사항을 충족해야 합니다. 전체 국도 307번 복선 프로젝트에서는 석탄 맥석을 노반 충전재로 사용합니다. 현재 모래와 자갈 1m3를 건설 현장으로 운반하는 비용은 60위안 이상인 반면, 석탄 맥석 1입방미터를 건설 현장으로 운반하는 비용은 10위안 이상이므로 투자 비용이 절감됩니다. 전체 프로젝트 비용이 9,200만 위안 이상 증가했습니다. 양취안시는 우리 나라의 중요한 석탄생산지역이다. 기존의 석탄 맥석산이 20개가 넘고 매년 약 700×104톤이 추가된다. 대량의 석탄 맥석을 저장하려면 많은 토지를 차지할 뿐만 아니라 대량의 이산화황도 발생하므로 양취안시는 매몰 처리에 매년 많은 돈을 지출해야 합니다. 석탄 맥석을 사용하여 도로를 포장하면 지역 재료를 사용할 수 있고, 폐기물을 보물로 바꾸고, 오염을 줄이고, 투자를 절약할 수 있습니다.

3. 농산물 생산

(1) 유기복합비료 생산

석탄 맥석에는 일반적으로 15 % ~20%의 유기물과 식물 성장에 필요한 다량의 풍부한 희귀 원소. 석탄 맥석을 파쇄하고 분쇄한 후 과인산염을 일정 비율로 혼합하고 적당량의 활성화제와 물을 첨가하고 잘 저어준 후 다시 침전시키면 새로운 형태의 비료를 생산할 수 있습니다. 충칭석탄연구소, 베이징시 조사연구소, 용구광업국, 정저우광업국은 석탄 맥석을 사용하여 유기화합비료를 생산하고 좋은 결과를 얻었습니다.

(2) 미생물 비료의 생산

석탄 맥석을 담체로 하고 첨가제 등을 첨가하여 맥석 미생물 비료를 제조할 수 있으며 주로 질소고정세균비료, 인산비료 , 칼륨 박테리아 비료. 미생물비료 생산기술은 투자가 적고 경제적, 사회적 이익이 좋다.

(3) 토양 개선

석탄 맥석의 미량 원소와 영양분을 사용하고 일부 유기 비료를 적절하게 혼합하면 토양 구조를 효과적으로 개선하고 토양 다공성과 공기 투과성을 높일 수 있습니다. 토양 수분 함량을 높이고 토양 내 다양한 ​​박테리아의 신진 대사를 촉진하며 토지를 비옥하게 하고 식물 성장을 촉진합니다.

4. 맥석 지하 충전

맥석 충전 채광 방법은 표면 붕괴 및 침전 문제를 효과적으로 해결할 수 있을 뿐만 아니라 대량의 석탄 맥석을 소화할 수 있습니다.

주로 철도 운송 충진 기술, 그라우팅 충진 기술 및 압력 공기 충진 기술이 포함됩니다.

5. 석탄 맥석 발전

우리 나라는 이미 다수의 석탄 맥석 발전소를 운영하고 있으며, 우리나라 최초의 대규모 탄광이 설계 및 구현되었습니다. 산둥성 시에좡(Xiezhuang) 탄광이 그 예이다. 광산은 1993년부터 설계 용량 24MW의 석탄 맥석 발전소를 건설하기 시작했습니다. 현재 발전 용량은 1.6×108 kW·h 이상이며, 연간 석탄 맥석 소비량은 30×104t입니다. 광산 맥석화력발전소가 완공된 후 열병합발전을 실시하여 연간 4×104톤의 석탄을 절약하고 전기요금을 1억 2천만 위안 이상 절감하며 석탄 맥석 저장 공간을 25에이커 절약하고 733호 주택을 마련했습니다. 실업자와 해고된 사람들은 자원을 절약할 뿐만 아니라 사회적, 경제적, 환경적으로도 좋은 혜택을 받았습니다.

산시(山西)성 양취안(陽泉)시는 '말려서 다 먹는다'는 이념에 따라 석탄 맥석을 이용해 전력을 생산한다. 발열량으로 계산하면 양취안에서 연간 생산되는 석탄맥석의 양은 표준석탄 220×104톤에 해당한다. 현재 시내에는 4개의 석탄 맥석 발전소가 있으며 발전 용량은 11.8×104kW이고 연간 석탄 맥석 이용률은 100×104톤이며 그 중 3개는 건설 중이며 400×104톤을 소화할 수 있습니다. 석탄 맥석이 완성되어 가동된 후 매년 처리됩니다. 예비 통계에 따르면 지금까지 양취안시는 석탄 맥석 발전소, 석탄 맥석 벽돌 공장, 고령토 공장, 상업용 콘크리트 공장 등 12개 이상의 석탄 맥석 종합 이용 기업을 건설하여 거의 100만 톤에 달하는 표준을 절약할 수 있습니다. 매년 석탄.

IV. 석탄 맥석 자원 활용의 문제점과 전망

1. 석탄 맥석 자원 활용의 문제점

자원 활용의 주요 문제점 우리나라 석탄 맥석에 대한 다음과 같은 문제점이 있다.

1) 우리나라 각 지역의 석탄 맥석의 기본 특성에 대한 체계적인 조사 및 연구가 부족하고, 석탄 맥석 개발 및 이용에 관한 체계적인 기초 연구 데이터

2 ) 현재 석탄 맥석의 종합 활용 기술이 충분히 성숙되지 않아 석탄 맥석의 자원 활용이 충분하지 않습니다. 석탄 맥석 산업은 투자 매력이 있습니다.

3) 석탄 맥석 축적으로 인한 생태 환경 및 사회적 영향 정량적 연구와 정확한 위험 예측이 부족하여 경제적, 경제적 측면을 객관적으로 평가하기가 어렵습니다. 석탄 맥석의 재활용과 감소로 인해 발생하는 사회적, 환경적 이점이 있지만 다자간, 과학적, 합리적인 지원 정책을 제안하고 구현하기가 어렵습니다.

4) 자금 조달 채널이 부족합니다. 맥석 종합이용사업에 대한 자금조달이 보장되지 않고 투자가 심각하게 부족하다. 현재 국가에서는 석탄맥석 종합이용을 위한 특별자금 지원이 취소되었으며, 일부 기업은 아직 자금조달에 어려움을 겪고 있다. 맥석 건축자재 프로젝트 시행이 어렵다. 석탄 맥석 공급 확대로 인해 불편이 따른다.

5) 우대 정책을 시행하기 어렵다. 현재 국가가 도입한 석탄맥석 관련 우대정책은 여전히 ​​일부 지역에서 시행의 어려움과 운용성이 떨어지는 등의 문제를 안고 있으며, 이는 발전을 위한 계통연계, 정책 시행에 있어 심각한 문제를 안고 있다. 석탄 맥석의 종합적인 이용에 대한 열정은 기업의 발전을 방해했습니다.

2. 석탄 맥석 자원 활용 촉진 방향에 대한 논의

(1) 석탄 맥석 처리 목표

화학적 조성, 광물을 결합 구성 및 지역적 장점을 종합적으로 활용하는 접근 방식을 선택하고 청정 생산 개념을 기반으로 제품 생산, 소비, 재활용 및 폐기에서 시작하여 관련 자원 활용 프로세스에서 높은 에너지 소비와 높은 비용 링크를 병합하고 공동 생산 프로세스를 형성합니다. , 제품 체인을 풍부하게 하고 개선하며, 제품 품질과 부가가치를 향상하고, 석탄 맥석을 줄이고 폐기물을 보물로 전환한다는 목표를 달성합니다.

(2) 석탄 맥석 관리에는 혁신적인 아이디어가 필요합니다.

우리나라의 석탄 맥석 배출량은 해마다 증가하고 있으며 오늘날 급속한 발전으로 인해 증가된 폐기물은 더 많은 토지를 차지하게 될 것입니다. 과학 및 기술, 모든 수준의 정부 부서, 공장 및 광산에는 혁신적인 아이디어가 필요합니다.

(3) 화재 예방 및 소화 조치 실시

현재 사용할 수 없거나 자연 발화하거나 자연 발화 가능성이 있는 석탄 맥석산에 대해 화재 예방 및 소화 조치를 먼저 수행해야 하며, 그런 다음 환경과 사회에 미치는 부정적인 영향을 최대한 최소화하여 생태학적 건설을 통해 식생을 복원해야 합니다.

요컨대, 석탄 맥석 문제는 시급히 해결해야 할 주요 환경사회 문제이며, 자원 활용이 가져오는 사회적 효과와 환경적 편익에 대한 충분한 이해와 정량적 연구가 필요하다. 석탄 맥석의 종합 관리. 앞으로 우리는 생산 방법, 시장 메커니즘 및 정책 지원의 일치에서 시작하여 맥석의 종합적인 활용 방법 개선과 기업 경제적 이익의 향상을 촉진하고 맥석 환경 오염 문제를 완전히 해결해야 합니다.

기업의 환경의식 제고와 연구의 심화로 석탄 맥석의 응용 분야와 규모는 계속해서 확대될 것으로 예상됩니다.