化学学报2024,Vol.82Issue(5) :527-540.DOI:10.6023/A24010038

煤矸石改性方法及其资源环境利用研究进展

Research Progress of Coal Gangue Modification Method and Its Resource and Environment Utilisation

张华林 赵梦飞 江晓亮 田少静 滕泽栋 李庭刚
化学学报2024,Vol.82Issue(5) :527-540.DOI:10.6023/A24010038

煤矸石改性方法及其资源环境利用研究进展

Research Progress of Coal Gangue Modification Method and Its Resource and Environment Utilisation

张华林 1赵梦飞 1江晓亮 2田少静 2滕泽栋 3李庭刚4
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作者信息

  • 1. 中国科学院过程工程研究所 中国科学院绿色过程与工程重点实验室 中国科学院绿色过程制造创新研究院 战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心 北京市过程污染控制工程技术研究中心 北京 100190;中国科学院赣江创新研究院 中国科学院稀土重点实验室 江西省稀土清洁生产重点实验室 江西赣州 341003;江西理工大学冶金工程学院 江西赣州 341099
  • 2. 中国科学院赣江创新研究院 中国科学院稀土重点实验室 江西省稀土清洁生产重点实验室 江西赣州 341003
  • 3. 中国科学院过程工程研究所 中国科学院绿色过程与工程重点实验室 中国科学院绿色过程制造创新研究院 战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心 北京市过程污染控制工程技术研究中心 北京 100190;中国科学院大学 北京 100049
  • 4. 中国科学院过程工程研究所 中国科学院绿色过程与工程重点实验室 中国科学院绿色过程制造创新研究院 战略金属资源绿色循环利用国家工程研究中心 北京市过程污染控制工程技术研究中心 北京 100190;中国科学院赣江创新研究院 中国科学院稀土重点实验室 江西省稀土清洁生产重点实验室 江西赣州 341003;江西理工大学冶金工程学院 江西赣州 341099;生物药制备与递送重点实验室(中国科学院)生化工程国家重点实验室 北京 100190;中国科学院大学 北京 100049
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摘要

煤矸石是一种煤炭开采和洗选过程中产生的典型工业废弃物,其大量的堆积造成了较大的环境问题.通过不同的改性方法对煤矸石进行改性,可以显著提升其在环境保护、资源回收方面的应用潜力.改性煤矸石在环境应用方面的研究涉及多个领域,这些应用不仅有助于减轻煤矸石对环境的压力,而且可以通过回收和再利用,为环境保护和经济发展提供新的动力,实现煤矸石综合利用的可持续发展.本综述从煤矸石的环境问题出发,强调了通过改性技术提升其环保潜力的重要性并详细分析了改性煤矸石在废水处理、土壤修复、建筑材料制备等方面的应用,并探讨了面临的挑战和未来发展方向,为煤矸石资源化利用奠定了基础.

Abstract

Coal gangue,a byproduct of coal mining and processing,has long been regarded as solid waste.However,with the increasing severity of resource scarcity and environmental pollution issues,the efficient utilization and resource recovery of coal gangue have become urgent needs.This paper reviews the modification and resource utilization of coal gangue,fo-cusing on its introduction,pretreatment,modification methods,and the latest progress in resource utilization.Firstly,coal gangue is a porous granular material composed mainly of inorganic minerals,organic matter,and water.Due to its complex nature and diverse composition,the direct utilization of coal gangue is somewhat limited.Therefore,modifying coal gangue is a key step in achieving its resource utilization.Pretreatment before modification is a crucial step to ensure the effectiveness of coal gangue modification.This involves physical processes such as crushing,screening,magnetic separation,and washing of coal gangue to reduce particle size,achieve uniformity,enhance surface area and pore structure,thereby providing a solid foundation for subsequent modification.The modification methods of coal gangue mainly include chemical modification,biological modification,and composite modification.Chemical modification involves introducing functional groups or alter-ing its chemical structure through processes such as acid-base treatment,organic modification,thermal activation,etc.,thereby improving its adsorption performance,dispersibility,etc.Biological modification utilizes microorganisms,enzymes,and other biological systems to enhance the environmental friendliness and biocompatibility of coal gangue.Composite mod-ification combines the advantages of various modifications to make coal gangue-based materials meet requirements better.Significant progress has been made in the resource utilization of coal gangue.Modified coal gangue is extensively utilized in environmental management sectors like soil remediation and wastewater treatment,showcasing excellent adsorption capabili-ties and catalytic activity.Furthermore,modified coal gangue is utilized as raw material in sectors such as construction mate-rials,energy recovery,and fertilizer production,providing a new pathway for reducing mineral resource consumption and advancing circular economy development.

关键词

煤矸石/改性方法/环境应用/资源化

Key words

coal gangue/modification method/environmental application/resource utilization

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基金项目

鄂尔多斯市科技重大专项(2022EEDSKJZDZX014-1)

鄂尔多斯市科技重大专项(2022EEDSKJZDZX014-2)

江西省技术创新引导类计划项目(20212BDH81029)

稀土产业基金(IAGM2020DB06)

中国科学院重点部署项目(ZDRW-CN-2021-3-3)

出版年

2024
化学学报
中国化学会 中国科学院上海有机化学研究所

化学学报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子:1.401
ISSN:0567-7351
被引量2
参考文献量97
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