科技日报记者 韩 荣 通讯员 梁利惠
煤矸石与乌金同根生，但一出生便被定义为固体废物。如何将其高值化利用，是近年来煤炭行业绿色转型的关键方向。
近日，科技日报记者走进位于山西省长治市的山煤国际经坊煤业新型建材厂（以下简称“新型建材厂”）。该厂负责人王鹏告诉记者，如今，煤矸石经过多重处理加工后已成为新型环保砖的主要原料。
改头换面，煤矸石成了香饽饽
走进新型建材厂，一排排红色砖块整齐码放。它们不久后便会被运输到长治市各个建筑工地。“销售旺季一到，咱这儿的砖就供不应求。”王鹏说，旺季时，顾客的拉运车甚至能排起三四百米的长队。
由煤矸石作为主要原料制成的砖块为何如此受欢迎？“这些砖的硬度是普通砖块的3倍以上。”王鹏说，与普通砖块相比，由煤矸石制成的砖块在强度、防潮、抗震、抗风化等方面较普通黏土砖更为优异。
“煤矸石中存在的有害物质，逸出后会造成空气、农田和水体污染。传统的做法是把煤矸石拉运到指定的矸石处置场地进行科学填埋。”山煤国际经坊煤业生态环保部部长何江鱼告诉记者，经坊煤业作为一座城中矿，煤矸石等固废处置的成本相较其他矿而言更高。
为了拓展废弃煤矸石的处理办法，2004年，经坊煤业在多次调研论证后决定投资1700余万元，建成占地3.4万平方米、砖块年产量3600万块的新型建材厂。2008年，经坊煤业对新型建材厂进行改扩建，产能升级为年产6500万块。
“煤矸石十分坚硬，可代替黏土制成砖块，还能作为燃料为烧砖提供热源。”王鹏介绍，经坊煤业所产煤矸石具备低硫、低钙、低灰特质，有利于增强煤矸石砖原料指标的稳定性。
尽管煤矸石资源复用优势明显，但在运行初期，该公司还是遇到了不少困难。“煤矸石砖质量的优劣取决于多个因素。其中，原料煤矸石的纯度与颗粒度大小是关键。”新型建材厂粉碎车间主任王亚宁回忆道，制砖初期，企业常遇到砖块炸裂的问题。经化验发现，煤矸石里有时会掺有青石，青石中的氧化钙遇水会炸裂。为了解决此问题，新型建材厂经过多方论证，在原来制砖流程中增加了人工分选流程和加水检测工序。“两道保险”的加持，有效解决了砖块炸裂的问题。
发热量不均匀导致成品率不高，也是建厂初期常遇到的难题。烧砖的热源来自煤矸石自身，但因产出的煤矸石大小不一，常引发热量不均匀现象，致使成品率不高。新型建材厂成品车间主任张太兵介绍，为了解决上述问题，公司研发了往复式振动筛分选煤矸石方法，并搭配使用大小煤矸石，攻克了难关。
随着新型建材厂的制砖作业逐渐步入正轨，其背后带来的经济效益、生态效益也逐渐显现。王鹏告诉记者，建厂以来共计消纳煤矸石306万吨，节约煤矸石治理费13770万元。
持续攻关，新工艺助力产品升级
在新型建材厂，破碎后的煤矸石粉末在陈化库放置72个小时后，会沿着运输皮带进入成型车间。粉末通过三级搅拌加水提纯后，被挤压成型、钢丝切坯，随后被一支巨型机械手整体移动到轨道车上，等待成批运往火窑。
王鹏介绍，近年来新型建材厂在之前工艺的基础上不断迭代升级，采用了国内先进的全硬塑真空挤出机，从原料粗破系统、切码运系统、窑车运转系统到热工测控系统等全部采用自动化控制。
张太兵介绍，以前识别窑温，只能通过观察火的颜色来判断温度合适与否。而现在，安装的热电偶测温仪能够精准调控风量大小、风机频率，使得成品率从90%跃升至98%以上。
“新的生产线让制砖原料100%来自煤矸石，不再需要黏土成分。”王亚宁介绍，新型建材厂将环式破碎机更换为更先进的细锤式破碎机后，煤矸石颗粒度降至0.2毫米以下，增加了煤矸石的粉末黏结度。煤矸石每日的消耗量比以前提高了10%，经济效益也显著提升。
“从‘生态包袱’到‘绿色财富’，我们的目标不仅是治理固废，更是打造一条可持续发展的全新路径。”山煤国际经坊煤业党委书记、矿长李忠杰表示，未来山煤国际经坊煤业将进一步探索煤矸石高值化利用技术路径，用生态绿色铺就煤炭高质量发展底色。
