武汉理工大学本科生毕业设计（论文）开题报告

1.1煤矸石概述

1.1.1煤矸石的形成与特点

煤矸石又称夹矸石,是一种在煤形成过程中与煤伴生、共生的岩石，是在煤炭开采、洗选加工过程中所产生的固体废弃物，其排放量相当于煤炭产量的12%左右。^[1]

煤矸石是无机质和少量有机质的混合物。 其化学成分主要是 SiO₂、Al₂O₃和 C，其次是 Fe₂O₃、CaO、MgO、Na₂O、K₂O、SO₃、P₂O₅、N和H等，此外 , 还常含有少量 Ti、V、Co 和 Ga 等金属元素。 煤矸石的化学成分不稳定， 不同地区的煤矸石化学成分变化较大, 但其变化一般在一定范围内。

1.1.2煤矸石的危害

煤矸石长期露天堆放，占用了大量土地，而且煤矸石淋溶水会污染周围土壤和地下水，严重影响环境。而且产生粉尘和有害气体，还可能发生爆炸、崩塌与滑坡，危害人们的生命、安全和健康。

煤矸石在长期堆放过程中，经风吹、日晒、雨淋等作用，析出的Hg、Pb、Ga、Ti、Sn、V、Co等有毒重金属随地表径流转入江、河、湖和地下水中，造成水体的污染。 煤矸石污染土壤主要有两种方式:（1）矸石山风化飘落的降尘含有有害的重金属元素,它能严重污染土壤,同时还会阻碍植物的光合作用。（2）降尘进入土壤后, 将改变土壤的pH值和土壤中微量重金属的平衡。

1.1.3煤矸石的综合利用现状

煤矸石本身具有一定热值，烧砖时先利用外部热量将窑体内的温度提高到煤矸石燃点，此时利用煤矸石砖坯自燃产生的热量进行烧制，从而达到废物资源化利用、节能环保的目标。

利用煤矸石作为矿井采空区的充填材料，既可以减少煤矸石采出量，逐步消灭地面矸石山，又可减少矸石侵占的土地面积。煤矸石可用作一般公路的底基层或路基填料，其作为铺路材料，具有较好的路用性能和强度。铺路材料使用煤矸石，具有用量大、技术简单、对煤矸石的种类和品质要求不高等优点。^[3]

1.2赤泥概述

1.2.1 赤泥的形成与特点

赤泥是一种在氧化铝生产过程中所产生的固体废弃物，按照生产工艺的不同又可以分为烧结法赤泥、拜耳法赤泥和联合法赤泥。赤泥的产生量很大，大体上每生产1t氧化铝的同时会产出0.6~1.8t赤泥，但利用率却极低。

赤泥虽因呈现红色而得名，但也有因铁含量较低而呈现棕色和灰白色。赤泥的粒径主要在0.005~0.075 mm的范围内，占90%左右。赤泥颗粒的比表面积大小相差较为悬殊但总体较大，孔隙率远远大于一般的土壤，这样的结构为其带来了良好的吸附性能。

1.2.2赤泥的危害

据估计全球范围内赤泥的堆存量已经超过27亿t，多数以堆存法处置。赤泥的大量堆存不仅占用了大面积的宝贵土地，更会带来渗出碱液使土壤盐碱化、污染地下水、扬尘污染等环境问题以及溃坝风险。而随着赤泥产生量的不断增加，所带来的环境问题日趋严重，找到最大程度利用赤泥的方法，降低其带来的危害，是十分迫切的。^[4]