动力煤洗选煤泥的资源化综合利用路径探索

引言

煤泥是煤炭洗选时必然产生的一种副产物，因其粒度细、含水率高很难直接使用，一直以来主要采用堆存或者填埋等方式进行处理，导致资源浪费和环境污染问题严重。在“双碳”战略目标的推动和矿区绿色转型步伐加快的背景下，煤泥资源化利用是提高煤炭全生命周期效益的一个重要发展方向。宁夏是我国西北的能源大省，煤泥年总产量高、热值分布范围广、区域特征显着并具有典型性和推广价值。但目前煤泥综合利用还存在着技术适配不佳，经济效益较弱和区域路径简单的问题，迫切需进行系统研究和工程优化。

1. 研究背景与意义

1.1 煤泥产生与危害简

煤泥是煤炭洗选的副产物，主要成分包括煤粉、岩粉和水分，粒径一般小于0.5mm，含水率可达 30%～40% 。由于粒度细、水分高，煤泥难以脱水、堆存困难，极易产生扬尘、渗滤液和异味，存在环境污染和安全隐患。在宁夏等煤炭资源丰富地区，煤泥大量堆积会破坏土地结构，污染水体，甚至威胁矿区及周边居民的环境安全，成为制约绿色矿山建设的突出问题[1]。

1.2 资源化利用的必要性

煤泥中仍含可燃组分、有机质和微量矿物质，具备较强的能源与物料再利用潜力。将煤泥视为资源而非废弃物，有助于降低堆存压力和环保成本。通过燃料化、建材化、农业利用等多路径开发，可实现高值化转化，提升能源综合利用效率，降低污染排放。对宁夏等能源型地区而言，煤泥资源化不仅可推动产业升级，也对生态修复和绿色低碳发展具有重要意义。

2. 煤泥资源化路径分类与技术工艺分析

2.1 路径分类

煤泥资源化主要包括燃料化、建材化和农业利用三种路径。燃料化依靠其可燃组分，通过型煤压制或掺烧等方式进行能源回收；建材化以“以废代土”为理念，将煤泥用于生产砖瓦、水泥等建材；农业利用则利用煤泥中的有机质和微量元素，经过发酵处理制成土壤改良剂或生物有机肥，用于改良土壤和提升农作物品质，实现资源循环利用。

2.2 工艺流程分析

各资源化路径具有不同工艺流程。燃料化通常需将煤泥脱水干化，加入粘结剂后压制成型，或直接掺烧于流化床锅炉中；建材化需先将煤泥干燥粉碎，再与黏土等混合，经烧结或煅烧制成建材产品；农业利用则通过堆肥发酵，将煤泥与畜禽粪便、农作物秸秆腐熟发酵，加入调理剂后制成生物肥，适用于土壤修复和农业生产，具有良好的生态效益 [2]。

3. 典型路径的技术经济比较

3.1 燃料化路径

燃料化是目前煤泥资源化中技术成熟度最高的路径，适用于热值高、杂质低的煤泥，常见方式包括型煤压制、电厂锅炉掺烧、水泥窑辅助燃烧。其投资小、流程简、回收周期短，是多数煤矿首选。在宁东，煤矿与电厂已形成“泥电联动”，通过集中脱水和统一掺烧显著提升利用率。单位处理成本为 160–190 元 / 吨，年经济收益可达700–900 万元，资源化效率超过 80% 。

3.2 建材化路径

建材化更适用于低热值、高灰分煤泥，特别适合邻近砖厂、水泥厂等建材企业使用。煤泥可部分替代黏土与石灰，生产烧结砖和水泥熟料。银川某砖厂将煤泥替代 28% 原黏土，不仅节约土地资源，还降低能耗。该路径处理成本约160 元 / 吨，年产砖块约 7000 万块，年经济收益约为 600 万元，并有效减缓环境压力。

3.3 农业利用路径

农业利用路径以低硫、低重金属和有机质含量高煤泥资源为主，经腐熟发酵能作为土壤改良剂或者生物有机肥。这一路线的核心是调理剂的筛选，发酵周期的控制和重金属指标精准监测。宁夏盐池高盐碱地区示范工程施用煤泥复合肥对小麦产量及土壤有机质含量有显着促进作用。这一路径的投资成本相对较低，单位处理费用不超过 140 元 / 吨，非常适合用于生态修复和农村绿色发展项目的推广。

3.4 经济效益与环境影响对比

表 1 显示燃料化路径在综合效益方面表现最佳，适合宁夏大多数高热值煤泥处理场景；建材化路径依赖周边建材产业配套；农业利用则适合生态修复与特定区域的农业开发需求。

4. 宁夏地区煤泥资源化现状与典型案例分析

4.1 区域资源基础与产业现状

宁夏是我国西部重要能源基地，宁东能源化工基地聚集了众多大型煤矿企业，年产原煤约 1.2 亿吨，洗煤比例达 85% 。按每吨洗煤产出 $8 0 ＼widetilde { ＼ } 1 0 0 ＼$ 公斤煤泥估算，年煤泥产量超 900 万吨。煤泥热值差异大，部分适合作工业燃料，部分则适宜建材或农业利用。目前宁夏煤泥资源化率不足 40% ，显著低于全国平均水平，仍以堆存为主，存在资源浪费和环境隐患。

4.2 企业实践案例

部分企业已探索出具有推广价值的资源化路径。宁东某煤电企业通过型煤压制和流化床掺烧技术，每年利用煤泥达 12 万吨，发电效率提升 2.6%，年节煤 1.5 万吨、节支约 800 万元。银川一砖厂将煤泥替代黏土比例提升至 30% ，年消纳煤泥 2 万吨。盐池县在盐碱地施用腐熟煤泥，每亩小麦产量提高 12% ，改善土壤结构，具有良好生态效益和推广前景。

4.3 存在的问题

宁夏煤泥资源化仍面临多个挑战。一是煤泥含水率高、物性不稳定，影响燃料化与建材化效率。二是多数企业设备老旧，缺乏分级与现代干化系统。三是煤泥附加值低、运输半径短，企业缺乏经济积极性。此外，政策支持不明确，财政与技术激励不足，导致部分企业仍将煤泥视为“负担”而非“资源”，资源化推进缓慢 [3]。

5. 综合利用优化路径与模型构建

5.1 多指标综合评价模型

表 2 显示燃料化路径在资源化效率与经济效益方面具有显著优势，建材化路径在处理成本和环境适应性方面表现较好，而农业利用则兼具生态效益与可推广性，是未来多元化路径的重要补充方向。

表2 宁夏地区典型煤泥资源化路径实证对比分析（宁夏地区的实地调研和企业案例分析）

5.2 优化路径建议

结合综合评估结果与宁夏地域特点，应坚持“因地制宜、多元并举”策略优化路径。在宁东、宝丰等高热值煤泥区优先实施燃料化，就地掺烧或型煤压制；中南部建材产业园区可推行建材化，替代黏土用于制砖或水泥；在盐池、同心等生态敏感区域推广农业利用，助力土壤修复。政府应加大财政和技术支持，推动设备引进与产能整合，实施“一区一策、协同利用”策略，全面提升资源化效率。

6. 结论

本研究以宁夏煤泥为对象，系统评估燃料化、建材化、农业利用三路径的综合表现。通过多指标模型分析，燃料化路径在资源效率（85%）、经济回报（820万元）、环境效益（0.83）方面最优，适宜高热值区域重点推广。建材化具有低成本（140 元 / 吨）和生态优势，适合建材区协同开发；农业利用路径在土壤改良方面表现良好，适用于生态脆弱区，三者构成互补的资源化利用体系。

参考文献：

[1] 袁红军 ， 高鸿 . 动力煤洗选工艺分析 [J]. 煤炭加工与综合利用 ，2018，（05）：19-22+25.

[2] 蔡斌 ， 王博 ， 罗彩勇 ， 等 . 动力煤全粒级洗选煤泥减量化生产技术的开发与应用 [J]. 选煤技术 ，2015，（ ）5）：36-39+42 .

[3]Abdrakhimov Z V ，Abdrakhimova S E .Using Slurries from Flotational Coal Enrichment in the Production of Heat Insulation on the Basis of Intershale Clay[J].Coke and chemistry，2013，56（3）：113-118.