作為我國(guó)存量最大的工業(yè)固廢之一，煤矸石的產(chǎn)量約占采煤量的10%至15%，而在煤炭資源大省陜西，煤矸石每年會(huì)增加7000萬(wàn)噸至1億噸。如何讓這些“黑色固廢”變廢為寶，成為擺在能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展面前的緊迫課題。
近年來(lái)，國(guó)家密集出臺(tái)大宗固廢綜合利用政策，明確應(yīng)用方向與目標(biāo)，為煤矸石資源化利用提供新路徑。陜西積極響應(yīng)，通過(guò)省市多層級(jí)政策布局，在榆林、延安、銅川、渭南、咸陽(yáng)等地開(kāi)展多維度探索，以技術(shù)創(chuàng)新推動(dòng)煤矸石綜合利用、安全利用、循環(huán)利用水平顯著提升，既減輕了環(huán)境壓力，又培育了新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，走出了一條綠色轉(zhuǎn)型的發(fā)展之路。
技術(shù)突破：從煤矸石到微晶板材
長(zhǎng)期以來(lái)，陜西煤矸石處置深陷低效困局，利用率低且多為粗放處理。如今，科技進(jìn)步與企業(yè)探索正打破這一局面，讓“黑色固廢”實(shí)現(xiàn)高值轉(zhuǎn)化。8月19日，記者走進(jìn)位于韓城市龍門(mén)鎮(zhèn)的陜西生態(tài)龍門(mén)綠碳產(chǎn)業(yè)有限公司，見(jiàn)證了煤矸石的“點(diǎn)石成晶”。車間內(nèi)，破碎機(jī)將煤矸石碾成粉末，高溫熔融爐將其化為熾熱巖漿，經(jīng)壓延機(jī)滾壓、晶化窯分子重排，短短2小時(shí)，烏黑粗糙的礦渣蛻變?yōu)榉褐鴾貪?rùn)玉石光澤的微晶板材。板材堅(jiān)硬耐磨，指甲劃過(guò)無(wú)痕。
“這些微晶材料性能卓越，既能承受工業(yè)車間重壓，又能為家居裝飾添彩?！痹摴靖笨偨?jīng)理薛少佳拿起樣品介紹，微晶材料耐磨抗壓、近零吸水率的特性，使其在工業(yè)、建材、裝飾領(lǐng)域備受青睞，加工成工藝品更是市場(chǎng)搶手貨。這條2023年開(kāi)工、2024年底通過(guò)驗(yàn)收的全國(guó)首臺(tái)套100噸/日熔化量煤矸石高值化綜合處置示范線，作為省級(jí)重點(diǎn)高技術(shù)綠色處置“二次資源”項(xiàng)目，每年可消納3萬(wàn)余噸煤矸石，不僅實(shí)現(xiàn)環(huán)保利用，還讓固廢身價(jià)飆升，綜合效益達(dá)每噸2000元。目前，該項(xiàng)目已構(gòu)建起固廢生產(chǎn)微晶材料及云砼石轉(zhuǎn)化的全要素工藝包，具備就地處置、就近消納優(yōu)勢(shì)，為大規(guī)模推廣固廢高值化利用提供了可行范例?！澳睦镉泄虖U，哪里就能就地轉(zhuǎn)化?！毖ι偌颜f(shuō)，公司已搭建鋼鐵、電力、冶金等多產(chǎn)業(yè)固廢利用閉環(huán)，在自身綠色轉(zhuǎn)型的同時(shí)，正推進(jìn)對(duì)外合作，助力黃河流域固廢治理與經(jīng)濟(jì)協(xié)同發(fā)展。煤矸石的“高值轉(zhuǎn)化”路徑不止于此。在榆林市榆陽(yáng)區(qū)金雞灘鎮(zhèn)白舍牛灘村，陜西匯榮禾能源環(huán)?？萍加邢薰镜能囬g里，旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式隧道窯“吞”入灰黑色煤矸石，不久后便“吐”出棱角分明、磚面細(xì)密的免燒磚和多孔磚?！拔覀兊募夹g(shù)讓煤矸石轉(zhuǎn)化為建材用磚，每塊磚成本可省2分錢(qián)至3分錢(qián)?！惫究偨?jīng)理李智仁拿起多孔磚介紹，去年生產(chǎn)了4億塊磚，僅此一項(xiàng)節(jié)省成本1000萬(wàn)元。2021年，該公司投建的300萬(wàn)噸/年固廢處置項(xiàng)目，采用兩套節(jié)能環(huán)保低耗的旋轉(zhuǎn)移動(dòng)式隧道窯設(shè)備。煤矸石中的硅、鋁成分是制磚優(yōu)質(zhì)原料。公司通過(guò)優(yōu)化窯體結(jié)構(gòu)和熱循環(huán)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)免燒制生產(chǎn)，無(wú)二氧化硫、氮氧化物排放，污水零排放，產(chǎn)品符合環(huán)保要求，同時(shí)降本增效。今年1月至7月，該公司綜合利用煤矸石70萬(wàn)噸，產(chǎn)出1.2億塊磚，營(yíng)業(yè)額達(dá)3500萬(wàn)元。從韓城的微晶板材到榆林的環(huán)保建材磚，陜西在煤矸石高值轉(zhuǎn)化技術(shù)上多點(diǎn)突破，拓展了應(yīng)用領(lǐng)域，為全省煤矸石綜合利用提供了技術(shù)支撐與發(fā)展思路，帶動(dòng)更多企業(yè)進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)。
全鏈利用：從煤矸石到再生骨料
過(guò)去，陜西煤矸石處置方式單一，多為簡(jiǎn)單填埋或粗放利用，造成資源浪費(fèi)與環(huán)境污染。如今，理念轉(zhuǎn)變與技術(shù)革新推動(dòng)全鏈利用、“吃干榨凈”模式成為主流，讓煤矸石的價(jià)值被充分挖掘。
8月19日，位于榆林市榆陽(yáng)區(qū)的陜西省碳基固廢資源化利用中試基地內(nèi)，一片生機(jī)盎然的試驗(yàn)田令人驚喜。滋養(yǎng)這片試驗(yàn)田的生態(tài)土壤，竟來(lái)自一旁堆積的煤矸石。
“瞧這土，攥能成團(tuán)，松則輕散，潮氣正好。”榆林中科環(huán)?？萍技瘓F(tuán)有限公司總經(jīng)理鄭仕梅抓起一把黑褐色土塊介紹，通過(guò)生物技術(shù)，煤矸石成功“長(zhǎng)”出肥力，變身為肥沃的生態(tài)土壤。這一轉(zhuǎn)變?cè)从谥袊?guó)科學(xué)院過(guò)程工程研究所馬淑花團(tuán)隊(duì)的技術(shù)突破。煤矸石富含鈣、鐵、鋅等植物所需的微量元素，如同“天然營(yíng)養(yǎng)包”。通過(guò)基質(zhì)養(yǎng)分激活與結(jié)構(gòu)重建技術(shù)，煤矸石成為保墑、保肥、透水透氣的生態(tài)功能土壤，既能用于廢棄礦山和退化土壤修復(fù)、增加林業(yè)碳匯，又能大量消納煤矸石。生態(tài)土只是煤矸石全鏈利用的一環(huán)。“我們創(chuàng)新采用分質(zhì)分級(jí)梯次利用技術(shù)，追求的不是簡(jiǎn)單‘變廢為寶’，而是‘吃干榨凈’，確保無(wú)廢料出廠?！编嵤嗣氛f(shuō)。在生產(chǎn)線末端，煤矸石經(jīng)磁選除鐵后分級(jí)篩選：高碳部分回收為低熱值煤，硅鋁富集部分加工為再生骨料，剩余部分經(jīng)生物活化成為生態(tài)功能土。依托該技術(shù)建設(shè)的5萬(wàn)噸/年煤矸石分質(zhì)全量化利用中試生產(chǎn)線已全線貫通，催生產(chǎn)業(yè)化熱潮。目前已在4個(gè)縣（區(qū)）推廣產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目，子洲200萬(wàn)噸/年項(xiàng)目即將開(kāi)工，內(nèi)蒙古、山西、寧夏、貴州等地的單位紛紛前來(lái)調(diào)研合作。煤矸石綜合利用率從2020年的27%躍升至2024年的65%以上。在銅川，陜西元?jiǎng)?chuàng)固源材料研究設(shè)計(jì)有限責(zé)任公司依托西安交通大學(xué)科技成果，建成煤矸石全組分資源化中試基地，打破現(xiàn)有技術(shù)粗放化、低值化、產(chǎn)品單一化的局面。8月20日，該公司車間內(nèi)整齊碼放著來(lái)自銅川下石節(jié)礦區(qū)、榆林府谷礦區(qū)、靖邊礦區(qū)的煤矸石樣品。它們將進(jìn)入全自動(dòng)化生產(chǎn)線，經(jīng)上料破碎、管道預(yù)熱、活化、研磨等步驟，最終產(chǎn)出煤焦油、高活性火山灰材料、土壤改良劑?！拔覀儗?0%到85%的固相成分加工成高活性火山灰，利用揮發(fā)成分產(chǎn)出煤焦油，真正‘吃干榨凈’?！惫究偨?jīng)理渠敬峰介紹，這一高度集成的技術(shù)工程背后，有30余項(xiàng)專利支撐，核心的“自熱活化技術(shù)”利用煤矸石自身熱量，無(wú)需額外補(bǔ)充能源，僅需設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)電力，大幅節(jié)能。“各地煤矸石成分不同，我們可根據(jù)數(shù)據(jù)量身定制技術(shù)方案與商業(yè)模式?！鼻捶灞硎?，該項(xiàng)目的推廣將破解煤矸石治理難題，創(chuàng)造多元價(jià)值。當(dāng)前，銅川正多措并舉推動(dòng)資源化利用，讓昔日環(huán)境“負(fù)資產(chǎn)”成為支撐綠色建材、高端陶瓷產(chǎn)業(yè)的“正資產(chǎn)”。從榆林的分質(zhì)梯次利用到銅川的全組分轉(zhuǎn)化，陜西煤矸石利用已從單一處置邁向全流程、多產(chǎn)品綜合利用，不僅提高了資源效率，還減少了污染，為全省產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供了可復(fù)制的模式，也為全國(guó)大宗固廢利用貢獻(xiàn)了“陜西經(jīng)驗(yàn)”。
生態(tài)效益：從“矸石圍城”到“矸石回家”
曾經(jīng)，大量堆積的煤矸石是陜西沉重的“環(huán)境包袱”：露天堆放侵占土地，硫化物、重金屬隨風(fēng)化、雨水滲透土壤，導(dǎo)致土壤酸化、板結(jié)、肥力下降，造成農(nóng)作物減產(chǎn)甚至絕收；有害物質(zhì)隨徑流污染水體，威脅水安全。
如今，隨著資源化利用技術(shù)推廣，這一“包袱”正轉(zhuǎn)化為“綠色財(cái)富”。陜西各地立足實(shí)際，探索出各具特色的治理利用模式，讓生態(tài)效益與經(jīng)濟(jì)價(jià)值同步顯現(xiàn)。從銅川市印臺(tái)區(qū)鴨口煤礦觀景臺(tái)俯瞰，層層綠意賞心悅目，很難想象這里曾是堆積幾十年、煙塵彌漫的矸石山。鴨口煤礦2016年3月關(guān)閉后，留下占地面積8.6萬(wàn)平方米的矸石山。2018年，陜煤集團(tuán)銅川礦業(yè)有限公司啟動(dòng)修復(fù)：對(duì)自燃區(qū)域開(kāi)挖澆水、澆灌黃泥漿、覆蓋黃土滅火隔污，運(yùn)走煤矸石5.2萬(wàn)立方米，依地形將東部區(qū)域修整為階梯，覆黃土后植樹(shù)造林，讓荒山重披綠裝。近年來(lái)，銅川不斷規(guī)范礦山治理，督促企業(yè)編制《礦山地質(zhì)環(huán)境保護(hù)與土地復(fù)墾方案》，簽訂三方監(jiān)管協(xié)議，落實(shí)“邊開(kāi)采、邊治理”責(zé)任；緊抓資源枯竭轉(zhuǎn)型、黃河流域高質(zhì)量發(fā)展等政策機(jī)遇，爭(zhēng)取資金治理36個(gè)歷史遺留礦山，市、區(qū)財(cái)政劃撥資金修復(fù)26個(gè)未納入中央和省上項(xiàng)目的礦山，讓生態(tài)修復(fù)常態(tài)化、制度化。8月16日，雨后的陜西陜煤韓城礦業(yè)有限公司下峪口煤礦，48畝復(fù)墾耕地旁，村民王龍望著平整的土地滿臉喜悅：“耕地是農(nóng)民的‘命根子’。旱地種莊稼，坡地種花椒、核桃，不能讓地荒著?！弊鳛槊禾炕兀n城礦業(yè)公司年產(chǎn)生煤矸石超100萬(wàn)噸，曾是環(huán)境治理難題。2023年，陜西陜煤韓城礦業(yè)有限公司下峪口煤礦在南岔溝小煤窯塌陷區(qū)實(shí)施“一般工業(yè)固廢綜合利用及生態(tài)修復(fù)項(xiàng)目”，用煤矸石回填塌陷區(qū)，全年消納65萬(wàn)噸，既解決了固廢問(wèn)題，又復(fù)墾了土地，讓煤矸石“回家”。位于榆林市的陜西小保當(dāng)?shù)V業(yè)有限公司，同樣上演著“矸石回家”的故事。8月16日，井下智能化漿體充填系統(tǒng)有序作業(yè)：破碎篩分、緩存、攪拌、泵送運(yùn)輸，一氣呵成。“過(guò)去，地面煤矸石堆成山?，F(xiàn)在，每年200萬(wàn)噸煤矸石經(jīng)處理后回填采空區(qū)，徹底告別‘矸石圍城’?！痹摴靖笨偨?jīng)理寧永威介紹，系統(tǒng)單日最高充填量超6000噸，既解決固廢堆存，又減輕地表沉降。放眼全省，陜西在發(fā)展能源產(chǎn)業(yè)的同時(shí)，始終將生態(tài)修復(fù)與環(huán)境治理放在重要位置，全面推進(jìn)礦區(qū)地質(zhì)保護(hù)、土地復(fù)墾、采煤沉陷區(qū)治理，加大煤矸石、礦井水等廢棄物資源化利用力度，不僅破解了能源發(fā)展中的生態(tài)難題，還培育了綠色產(chǎn)業(yè)新動(dòng)能，為資源型地區(qū)轉(zhuǎn)型發(fā)展提供了生動(dòng)范例。昔日的“環(huán)境包袱”正成為推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展的“綠色財(cái)富”。（群眾新聞?dòng)浾?梁少飛 趙楊博 郝穎）
