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我国煤矸石固废高附加值利用研究进展

赵萌烨 ,  宋伟 ,  何志伟 ,  李佳容 ,  丁自伟 ,  李尚颖

现代化工 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (8) : 62 -67.

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现代化工 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (8) : 62-67. DOI: 10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2025.08.012
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我国煤矸石固废高附加值利用研究进展

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Research progress on high value-added utilization of coal gangue in China

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摘要

通过总结分析近年来我国煤矸石的综合利用研究现状,重点对煤矸石在材料改性、合成地质聚合物、沸石和其他多孔硅酸盐材料、陶瓷材料等方面的高附加值利用途径和微观机理进行归纳阐述。通过这些途径,煤矸石首先被研磨、干燥处理,以提高反应活性,随后煤矸石粉末或与其他原料的混合物在激发剂作用下经水热或煅烧处理后被分解为硅、铝等元素单体,最后在不同温度条件下再通过重结晶作用被制备成多种高附加值材料。同时提出,可回收煤矸石高附加值利用过程中溶出的重金属元素,以减少煤矸石综合利用对环境的污染。

Abstract

This review surveys the latest research situation on the utilization of coal gangue in China,with a specific emphasis on the high value-added utilization of coal gangue in modifying material,synthesizing geopolymer,zeolite and other porous silicate-based materials,as well as preparing ceramic materials.The mechanism involved in these utilization is elaborated.Through these utilization pathways,coal gangue is generally ground evenly and dried to enhance its reactivity.Subsequently,the resulting coal gangue powder or their mixture with other raw materials are treated with activators under hydrothermal or calcined conditions.These treatment leads to the decomposition of coal gangue into elemental monomers,such as silicon and aluminum.Ultimately,these monomers recrystallize to produce various high value-added materials at different temperature.Furthermore,this review suggests that the heavy metal elements released during the high value-added utilization of coal gangue can be recovered to reduce environmental pollution.

Graphical abstract

关键词

煤矸石 / 陶瓷材料 / 沸石 / 地质聚合物 / 改性材料 / 高附加值利用

Key words

coal gangue / ceramic material / zeolite / geopolymer / modified material / high value-added utilization

Author summay

赵萌烨(1988-),男,博士,高级工程师,研究方向为煤矸石综合利用,。

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赵萌烨,宋伟,何志伟,李佳容,丁自伟,李尚颖. 我国煤矸石固废高附加值利用研究进展[J]. , 2025, 45(8): 62-67 DOI:10.16606/j.cnki.issn0253-4320.2025.08.012

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煤矸石是一种与煤层伴生的含碳量低、质地坚硬的黑灰色岩石,一般呈薄层状分布在煤层中间或周围,在采煤和洗煤过程中作为固体废物被排放[1-2]。通常,每吨煤炭生产过程中可产生150~250 kg煤矸石,采煤和洗煤过程的产生比例分别约为80%和20%。我国是世界上煤炭生产和消耗大国,超过70%的生产能源依赖煤炭,因此伴随着产生了大量的煤矸石固废。
煤矸石的大量堆积可形成矸石山。公开数据显示,我国的煤矸石山多达2 600余座,煤矸石累计堆积60~70亿t,且近年来堆积速度呈上升趋势,仅2023年我国产生了约8.25亿t煤矸石固废。煤矸石堆积不仅会造成土地资源浪费,而且可引起严重的生产安全隐患和环境污染问题,给煤炭工业生产安全和矿区环境保护造成沉重负担。提升煤矸石的综合利用水平不仅可减少煤矸石固废产生的生产安全隐患和环境污染问题,而且可为煤炭和相关行业增效创利。目前,我国煤矸石主要被应用在燃烧发电、充填地基、铺设路面、生产建材、改良土壤等传统行业[3-4],且相关利用技术已非常成熟,难以进一步突破提升。而且,随着今后我国城镇化率的逐渐饱和,建筑行业发展势必逐渐放缓,可能导致煤矸石大宗资源化利用率下降。虽然我国的煤矸石固废综合利用率已达约70%[1],但仍低于欧美等发达国家90%以上的综合利用率,主要原因之一是我国在煤矸石高附加值利用方面明显落后。因此,高附加值利用是继续开发我国煤矸石资源化利用潜力的重要方向。深入理解煤矸石高附加值利用的途径和微观机理不仅有助于进一步启发创造新的煤矸石利用增长点,拓宽煤矸石的综合利用渠道,更有利于煤炭行业的高效经济和绿色环保发展。
当前,关于煤矸石利用的综合评述主要是总结煤矸石的大宗利用现状,而对于高附加值利用的途径和微观机理鲜有深入总结阐述。本文中结合我国煤矸石的矿物组分、化学组成、物理化学性质,并基于近年我国煤矸石的综合利用现状,对煤矸石在调控材料性质、合成地质聚合物以及沸石和其他多孔硅酸盐材料、制备陶瓷材料等方面的高附加值利用途径和微观机理进行总结阐述,并结合煤矸石资源化利用的绿色发展前景进行展望,以期为提升未来我国煤矸石固废的综合利用水平提供参考和启发。

1 煤矸石的组成和性质

煤矸石中的原矿粒度较大、质地坚硬,密度为 2 100~2 900 kg/m3[1]。除少量的煤炭外,煤矸石一般主要由高岭石、蒙脱石、伊利石等黏土矿物和石英、长石、云母、菱铁矿、黄铁矿等其他矿物组成[1-2]。这些矿物共生紧密,一般呈细粒浸染状构造,但在不同成煤时期和含煤地层中形成的煤矸石的矿物组成往往具有差异。相比于德国、西班牙、英国、捷克斯洛伐克等国家所产煤矸石,我国煤矸石中高岭石等黏土矿物和石英的含量相对较高[2],这可能与我国煤矸石形成过程经历了酸性环境中的长期风化沉积作用有关[5]。
煤矸石的主要化学组成为SiO2、Al2O3、C,其次为Fe2O3、CaO、MgO、K2O、Na2O。因此,煤矸石相比于普通煤具有硅铝含量高、热值低、硬度大等特点,并表现出一定的耐火性[1-2]。除Si、Al、C、Fe等常见元素外,煤矸石还可能含有Cu、Cr、Ni、Pb、Cd、Hg、As等重金属元素[2,6]。此外,煤矸石中可能含有微量的Ti、Ga、V、Sc等战略金属元素[1]。相比于炉渣、污泥等常见固废,煤矸石中还含有较高含量的S、N、P等植物生长所需的营养元素[1-2]。煤矸石中的矿物组成和元素含量影响着其物理化学和力学性质,进而制约着煤矸石的资源化利用方式。

2 煤矸石高附加值利用途径和机理

由于我国煤矸石中黏土矿物和石英的含量较高,因此具有Si、Al等元素含量高的特点。在不同的温度和处理方式下,利用煤矸石固废可调控硅铝基复合材料性质,合成地质聚合物、沸石和其他多孔硅酸盐材料以及制备陶瓷材料。这些基于煤矸石固废制备的材料,可被应用于环境治理、建筑工程、化学工业等诸多领域。同时,高附加值利用的精细化过程可有效控制或回收煤矸石中的重金属元素(大部分为有价金属),实现“变害为宝”(图1)。因此,高附加值利用也是实现煤矸石资源化与绿色开发的有效途径。

2.1 改性材料

煤矸石中含有多种微纳米矿物,使其具有表面吸附性好、孔结构丰富等优良性能,因此经简单处理后,可作为水泥辅助凝胶等环境友好型材料[7]。传统利用方法是直接将煤矸石进行高温活化后再研磨,但该方法不仅能耗较高,且在制备过程中会产生大量有毒有害的挥发性物质[4]。对此,应开发基于煤矸石辅助凝胶材料的环境友好型利用方式。例如,Zhao等[7]以辽宁抚顺地区的煤矸石作为原料,通过简单易行、低能耗的湿磨法制备了煤矸石基水泥辅助凝胶材料。该材料具有比表面大、颗粒粒度均匀、非晶态物质含量高等特点,因此遇水后表现出良好的化学反应性。与传统的高温煅烧法相比,湿磨法能耗较低且可减少大量粉尘和有毒有害物质的产生,所制备的煤矸石基水泥复合材料表现出更短的凝固时间、更高的抗压强度和更低的孔隙率。
我国煤矸石中的高岭石等黏土矿物含量较高。因此,可利用黏土矿物颗粒细小、表面反应活性高等独特性质实现煤矸石粉末与沥青中有机物的良好黏结,从而提升沥青路基材料性能。例如,Liu等[8]选择我国陕西地区高岭石含量较高的煤矸石为原材料,分别通过表面活性剂二甲基亚砜(DMSO)插层和高温(700℃)煅烧后,再与沥青黏结剂进行混合。结果表明,由于表面活性剂插层和高温煅烧可分别使煤矸石中高岭石的片层剥离和颗粒表面粗糙化,因此极大促进高岭石改性产物与沥青中有机物的表界面反应活性,从而显著提升沥青的耐高温和抗老化等性能。
煤矸石也可被应用于改性环境修复材料。例如,Wang等[6]以贵州六盘水地区的煤矸石为原料,进行研磨处理后与农作物秸秆、酒糟等废弃物混合焙烧,再采用简易的“一步”热解法制备了煤矸石微粒和生物炭的复合材料。所添加的煤矸石微粒可弥补生物炭稳定性不足的缺陷,且微粒中的高岭石等黏土矿物和石英在中酸性环境中表面带正电荷,可进一步提升材料对阴离子污染物的吸附性能。因此,该复合材料对磷酸根($\mathrm{PO}_{4}^{3-}$)具有高效的吸附性能。在吸附过程中,煤矸石表面的Fe/Ca—O断键可通过配体交换机制与磷(P)形成Fe/Ca—O—P配位键,从而增强了对$\mathrm{PO}_{4}^{3-}$的吸附;同时经煤矸石改性后,生物炭表面的负电荷属性被改变为复合材料的正电荷属性,从而促进该复合材料通过静电吸引对$\mathrm{PO}_{4}^{3-}$的吸附。

2.2 合成地质聚合物

地质聚合物是一类由Si—O4四面体和Al—O4四面体构成的、具有三维网状结构的非晶态或准晶态硅铝质无机材料,被广泛应用于建筑、环保等领域,其生产工艺简单,将硅铝质矿物或固废和激发剂在低温低压下反应、养护、干燥后即可制成[9]。在该过程中,起始物中的Si(Al)—O聚合体在激发剂作用下首先被分解成Si(Al)—O单体,再重新聚合形成由Si—O—Al—O长链组成的具有三维结构的凝胶相,最后再脱水固化形成地质聚合物。
煤矸石由于Si、Al含量高,因此适合作制备地质聚合物的原料,特别是煤矸石与赤泥、电石渣、煤渣、飞灰等其他固废混合后,可通过调节碱度、元素比和粒度等方式提升所制备地质聚合物的力学性能和物化性质,并可有效降低生产成本(图2)[9-12]。例如,Geng等[10]选择山西阳泉地区的煤矸石作为起始物,并与赤泥混合,以高浓度NaOH溶液和水玻璃的混合物作为碱激发剂,在室温下养护至少24 h后,制备了具有良好力学性质的地质聚合物,有望成为一种新型的建筑材料。
虽然NaOH是合成地质聚合物工艺中常用的碱激发剂,但使用成本相对较高。对此,Li等[11]采用固废电石渣[主要成分为Ca(OH)2和CaCO3]部分代替NaOH。通过将采自河北地区的煤矸石和电石渣干燥、研磨、过筛后混合,并在电石渣、NaOH和Na2SiO3混合物的共同碱激发作用下进行低温养护,最终合成了具有较好抗压强度的地质聚合物。由于产物中形成了大量的水合硅酸铝钠(钙)胶体,致使该地质聚合物材料的孔隙率更低,微观结构更致密,因此抗压强度也更高,可被用作稳固松软地基。除基于煤矸石和赤泥或电石渣2种固废合成地质聚合物外,煤矸石还可与赤泥、飞灰混合后反应形成基于3种固废合成的地质聚合物。其中,飞灰中的硅铝酸盐可充当碱性激发剂,水解过程中会产生大量的OH-。例如,Koshy等[12]以河北地区的煤矸石为原料,经研磨、煅烧除碳后与飞灰、赤泥混合均匀,以提高混合物的碱度和强度,随后用乙烯基膜包覆并在80℃温度下干燥2 h,再分别在80、300、500、800℃温度下养护固化2 h,制成了具有不同力学强度的地质聚合物。该研究表明,由于飞灰可充当基质充填物并提供充足的Al源以促进Si、Al单体充分聚合形成结构致密物质,因此煤矸石、赤泥、飞灰为原料的三元混合地质聚合物通常比煤矸石、赤泥为原料的二元混合地质聚合物具有更高的抗压强度。但在高温下,飞灰中有机物的迅速分解挥发可造成地质聚合物中残留空洞,从而会降低地质聚合物的强度。
需指出的是,在以煤矸石为原料制备地质聚合物的过程中,由于煤矸石的溶解导致其所含的Cu、Cr、Ni、Pb等重金属元素会被释放,因此需重视制备过程中的重金属污染问题。对此,首先可通过简单的蒸发浓缩提高废液中重金属离子的浓度,再采用先进的分离技术(如电解质工程、深度共晶溶剂法、选择性吸附-电还原沉积法等)回收浓缩废液中的有价重金属元素[13-14],实现“变害为宝”,从而进一步提升煤矸石的综合利用价值。

2.3 合成沸石和其他多孔硅酸盐材料

我国煤矸石中Si、Al含量高的性质使其也适合作为水热法合成沸石和其他多孔硅酸盐材料的原料。沸石是一种多孔硅酸盐矿物,其晶体结构内部具有纳米级孔隙,能够吸附和过滤气体和液体中的分子。研究表明,以煤矸石为原料,通过调控物源比例、反应温度、时间、体系pH等条件可合成多种具有良好物理化学性能的高纯度沸石,并有望替代商用沸石材料[15-17]。基于煤矸石合成沸石材料的过程通常首先采用研磨、煅烧或碱活化等方式将煤矸石中的高岭石、石英等矿物转变成具有高反应活性的硅铝质混合物(如无定型的胶体),随后在碱性热液中结晶形成沸石(图3)。例如,Bu等[18]选择我国四川攀枝花地区的煤矸石为原料,首先通过高温煅烧去除煤矸石中少量的碳杂质,再采用碱熔法将煤矸石和氧化铝(Al2O3)的混合物进行加热活化,从而将煤矸石所含矿物中稳定的Si—O和Al—O等聚合体转化为Si、Al单体。添加Al2O3的目的是使起始混合物中的Si/Al比更符合目标产物NaY型沸石的元素比。随后,将活化产物研磨并在80℃温度下进行水热处理12 h,使Si、Al单体重新聚合结晶,即可合成高纯度的NaY型沸石。如果煤矸石原料与所合成目标沸石中的Si/Al比接近,则无需添加额外的Si、Al源。例如,梁止水等[16]和Qian等[17]分别将内蒙古鄂尔多斯地区的煤矸石进行粉碎、碱熔活化、陈化处理后,在不添加任何Si、Al源的前提下,直接将预处理后的起始物置于NaOH溶液中,并在80~100℃温度下水热处理数小时后,分别合成了NaX型和NaA型沸石材料。
由于沸石晶体结构中普遍存在不等价离子(Al3+对Si4+)的类质同象置换,因此其晶体结构中存在剩余负电荷,该负电荷可被孔道中的阳离子(例如Na+)平衡。因此,沸石材料具有独特的孔道阳离子可交换性质。所以,可利用煤矸石合成的沸石材料通过离子交换机制实现对污染废水中Pb2+、Cu2+、Ni2+、Co2+等重金属离子的高效去除,且沸石材料表现出良好的使用循环性[16,18-19]。
上述研究在合成沸石材料的过程中首先采用煅烧法去除了煤矸石中的煤炭。但Jin等[20]认为,煤矸石中的煤炭组分也可协同吸附废水中的重金属离子,因此在利用煤矸石合成沸石的过程中无需去除碳。他们将含有煤炭和石英、高岭石等矿物的煤矸石(采自安徽淮北地区)置于硅酸钠(Na2O·nSiO2)和NaOH的混合溶液中,并在127~187℃温度下水热处理4 h,合成了碳-方沸石复合材料。此外,将煤矸石高温(800℃)煅烧除碳后合成了纯方沸石材料,作为复合材料的对照样品。研究发现,在对废水中的Pb2+、Cu2+、Cr2+、Cd2+、Ni2+等重金属离子的吸附中,碳-方沸石复合材料表现出比纯方沸石材料更优的吸附性能。这是因为煤矸石中的碳和有机物等组分热解和水化后使复合材料中含有更多可作为吸附位点的碱性官能团和微孔道,从而显著提升了材料的吸附性能。该复合材料在污水处理领域有很大的应用潜力。
此外,煤矸石还可作为合成其他多孔硅酸盐材料的原料。例如,Zhao等[21]以内蒙古乌海市的煤矸石为起始物,并在200、300℃下煅烧活化后再分别添加到偏硅酸钠(Na2SiO3)和硫酸镁(MgSO4)的混合溶液中,然后在180℃温度下水热处理数小时,合成了硅碳核壳多孔结构复合材料。其中,复合材料中的碳由煤矸石所提供。该研究发现,水热处理时间制约着复合材料的物相组成,1~8 h的水热处理产物中除了煤矸石中残留的高岭石外,大部分起始物形成了无定型物质;而当水热时间持续到8~12 h,充足的晶化时间使非晶态物质逐渐结晶形成沸石。该复合材料结构稳定且具有较大的比表面积和良好的阳离子交换性能,因此对阳离子型染料表现出良好的吸附效果和循环使用性。Ai等[22]以内蒙古鄂尔多斯地区的煤矸石为原料,首先通过高浓度碱将煤矸石粉末溶解为偏硅酸盐(MxSiO3),再与氯化镁(MgCl2)溶液混合,并在pH=10的条件下加热搅拌后进行干燥处理,成功合成了介孔偏硅酸镁材料。由于在合成过程中未采用高温持续加热处理,因此该材料为非晶态结构,具有表面反应性强的优点,同时材料的孔径分布均匀、比表面积大、稳定性高,所以对CO2气体表现出良好的吸附性能且可多次循环使用。吸附机理为通过范德华力自发地将CO2分子吸附在材料的空隙表面。
除在环境污染治理领域外,沸石和其他多孔硅酸盐材料在工业催化、生物医学等领域也有广泛应用[19,23-25]。因此,作为可合成沸石和多孔硅酸盐材料的原料之一,煤矸石具有广阔的应用前景。但不容忽视的是,在合成过程中煤矸石中的重金属也会溶出释放。对此,也可采用上述先进的分离提取技术选择性回收释放的重金属,从而避免环境污染并提升煤矸石综合利用的经济效益。

2.4 制备陶瓷材料

传统陶瓷材料通常由Si、Al等元素的化合物组成。制备陶瓷材料的原料通常为富含高岭石等黏土矿物的铝土矿,然而铝土矿资源的日益消耗迫使应寻求新的替代原料。煤矸石的矿物组成和化学组分使其也适合作为生产陶瓷材料的原料。利用煤矸石制备陶瓷材料的生产工艺较简单。首先,将煤矸石粉碎筛分后的粉末与助熔剂、硅源、铝源等均匀混合后进行成型、干燥处理,再将干燥后的素坯在高温下烧结,最后再进行冷却、打磨等处理后即可制备成陶瓷材料(图4)。在高温烧结、冷却过程中,原料中的Si、Al等元素会发生熔融分解后再重新结晶,形成多种稳定的铝硅酸盐或氧化物。值得注意的是,与较低温度环境中合成地质聚合物和沸石等材料不同,在利用煤矸石制备陶瓷材料的过程中通常无需除碳,这是因为陶瓷材料的制备往往在高温环境中进行,煤矸石粉末中的碳会在高温下分解挥发。例如,Wang等[26]选择山西地区的煤矸石为主要原料,通过碳热还原法探索了合成β-SiAlON(β-Si6-zAlzOzN8-z)相陶瓷材料的最优条件。所选择的煤矸石中主要矿物为鲕绿泥石、白云母和石英,因此煤矸石的Si(SiO2质量分数54.65%)、Al(Al2O3质量分数17.90%)含量很高。经球磨、干燥后将煤矸石粉末在高压下制造成特定尺寸的微粒,以提高煤矸石的反应活性,随后将煤矸石微粒在温度为1 500℃的氮气(N2)气氛中煅烧4 h。在高温环境中,煤矸石中的矿物与N2反应,并经多重相转变后形成具有优良力学和物化性能的β-SiAlON相陶瓷材料。
虽然煤矸石是适合制备陶瓷材料的原料之一,但有时也需添加其他Si、Al源以调节起始混合中的Si/Al比,从而制备出具有特殊性能的陶瓷材料。例如,Liu等[15]以安徽地区的煤矸石和高铝(Al2O3质量分数48.3%~58.4%)耐火固废为原料,经研磨混合后分别在1 300、1 350、1 400℃温度下煅烧3 h,发现产物中均出现了陶瓷材料中常见的莫来石相,但最佳的煅烧温度为1 350℃,随后再将莫来石微粒经冷压后成型,并在1 400~1 500℃高温下烧结3 h,制成结构密实、质地均匀的莫来石相陶瓷。由于莫来石中Al2O3占比为71.8%~77.3%,因此该研究在煤矸石粉末中添加了高铝耐火固废,以提高陶瓷材料中莫来石相的纯度和含量。同时发现,由于含碳物质和其他挥发分会在高温烧结过程中脱失,因此提升烧结温度可增加陶瓷材料的表观密度并降低孔隙率,从而提升陶瓷材料的抗弯强度和断裂韧性。
但是,在制备多孔陶瓷材料过程中常需添加可产生气体的原料作为成孔剂。例如,Jia等[27]将山西吕梁地区的煤矸石与黏土矿物、碳酸钠(Na2CO3)、二氧化锰(MnO2)和氧化钙(CaO)混合后在800℃的最佳温度下烧结制备了多孔陶瓷材料。其中,所添加的Na2CO3为成孔剂,在高温环境中分解后会产生CO2气体。MnO2和CaO为助熔剂。该多孔陶瓷材料可通过化学吸附和离子交换机制吸附去除废水中的Pb2+。此外,Li等[28]以宁夏地区的煤矸石为原料,同废弃细粒碳化硅(SiC)、长石和白云石混合研磨、干燥后再注模成型,并在1 180~1 210℃温度下烧结15~60 min,最终成功制备了具有高封闭孔隙率的发泡陶瓷材料,并探索出最佳的烧结温度和时间分别为1 200℃和30 min。原料中的煤矸石主要为制备陶瓷材料提供所需的Si和Al,而SiC和白云石主要作为制备陶瓷材料的发泡剂,在烧结过程中产生CO2气体,从而显著增加了陶瓷材料内部的空隙率。该发泡陶瓷材料主要由稳定的铝硅酸钙和尖晶石相组成,可作为高性价比的保温材料应用于建筑行业。
在陶瓷材料制备过程中,原料煤矸石中的Cr、Mn、Cu、Co等重金属元素易被固化在陶瓷材料中,而Ba、Ni、Pb等重金属元素则易挥发[26]。因此,选择煤矸石作为原料制备陶瓷材料时,也应采用必要措施回收重金属元素,以防止挥发的重金属微粒污染空气。

3 结论与展望

综述了我国煤矸石固废在改性材料和合成地质聚合物、沸石和其他多孔硅酸盐材料以及制备陶瓷材料等方面的高附加值利用的研究进展。首先,通过研磨、干燥、活化等前处理方式提高煤矸石中黏土矿物、石英、长石等组分的反应活性,随后采用水热或高温烧结等方式并利用强碱等激发剂破坏分解煤矸石中Si、Al等元素的聚合形态,从而产生Si、Al等元素的单体,再经过重结晶作用形成多种高附加值材料。对于煤矸石中少量的碳和其他有机物,既可根据目标产物的实际应用选择煅烧去除,也可将其保留以制备复合材料。
在较低温度(20~100℃)下,由于煤矸石中溶出产生的Si、Al单体难以结晶,因此形成非晶态或准晶态的地质聚合物;当在较高温度(100~200℃)的水热条件下,可在碱性热液中合成多种沸石和其他结晶态的多孔硅酸盐材料;在高温(800~1 500℃)焙烧环境中,煤矸石中的多种矿物组分发生熔融和重结晶并形成以SiO2-Al2O3为主要组分的陶瓷材料。
在利用煤矸石合成地质聚合物、沸石等材料的过程中,煤矸石中的重金属通常会发生溶出或脱失。对此,可采用先进的分离技术选择性回收有价重金属,同时还应提倡将生产过程中产生的高浓度碱液等废液循环使用,以降低煤矸石综合利用成本并减轻对环境的污染。为更好提升煤矸石高附加值利用的经济与环保效益,应注重研发同时能满足煤矸石高附加值资源化利用和防止环境污染要求的规模化生产线。此外,鉴于煤矸石固废较高的运输成本和简单的高附加值利用工艺,可考虑在煤炭开采区附近建设生产线,并将生产的建筑和环保材料就近用于矿区的采空区回填和环境污染治理。

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