第1章 煤矸石、环境、资源 1
1.1煤矸石的来源与分类 1
1.1.1煤矸石的来源 1
1.1.2煤矸石的分类 2
1.2煤矸石对环境的影响 5
1.2.1煤矸石对大气环境的影响 5
1.2.2煤矸石对水体环境的影响 6
1.2.3煤矸石对土壤环境的影响 6
1.2.4煤矸石对地质的影响 7
1.3矿区及煤矸石山的环境治理 8
1.3.1防止自燃 8
1.3.2微生物脱硫 9
1.3.3复垦种植 9
1.3.4发展养殖业 9
1.3.5发展第三产业 10
1.4煤矸石资源再利用概述 10
1.4.1国外煤矸石资源再利用现状 10
1.4.2国内煤矸石资源再利用现状 11
1.4.3我国有关煤矸石资源综合利用的政策法规 14
1.4.4煤矸石综合利用的技术原则 16
1.4.5煤矸石资源再利用的思考和展望 16
参考文献 18
第2章 煤矸石的理化特性 20
2.1煤矸石的化学组成及矿物组成 20
2.1.1煤矸石的化学组成 20
2.1.2煤矸石的矿物组成 22
2.2煤矸石的物理性质 27
2.2.1力学性能 27
2.2.2密度和堆积密度 27
2.2.3吸水率和塑型指数 27
2.2.4多孔性 27
2.2.5煤矸石的烧结性能 27
2.3煤矸石的燃烧特性 27
2.3.1低热值煤矸石燃烧过程 28
2.3.2不同粒径对燃烧特性的影响 28
参考文献 29
第3章 煤矸石成分分析方法 30
3.1试剂的配制与标定 30
3.1.1普通试剂的配制 30
3.1.2标准溶液的配制 31
3.1.3标准滴定溶液的配制 31
3.2试样的制备 33
3.2.1含水量测定用试样制备 33
3.2.2化学分析用试样制备 33
3.3含水量的测定——烘干法 33
3.3.1测定用器具 33
3.3.2测定步骤 33
3.4烧失量的测定——灼烧差减法 34
3.4.1测定用器具 34
3.4.2测定步骤 34
3.4.3测定过程中应注意的事项 34
3.5二氧化硅的测定——氟硅酸钾容量法 34
3.5.1试样溶液的制备——氢氧化钠熔融分解试样 34
3.5.2测定基本原理 35
3.5.3测定所用试剂 35
3.5.4测定步骤 35
3.5.5测定过程中应注意的事项 36
3.5.6其他测定方法 36
3.6三氧化二铁的测定——EDTA直接滴定法 36
3.6.1测定基本原理 36
3.6.2测定所用试剂 37
3.6.3测定步骤 37
3.6.4测定过程中应注意的事项 37
3.6.5其他测定方法介绍 37
3.7三氧化二铝、二氧化钛的测定——EDTA-苦杏仁酸置换-铜盐返滴定法 38
3.7.1测定原理（EDTA络合滴定法） 38
3.7.2测定所用试剂 38
3.7.3测定步骤 38
3.7.4测定过程中应注意的事项 39
3.7.5其他测定方法 39
3.8二氧化钛的测定——二安替比林甲烷分光光度法 39
3.8.1原理 39
3.8.2测定所用试剂 40
3.8.3二氧化钛（TiO2）标准溶液工作曲线的绘制 40
3.8.4测试步骤 40
3.9氧化钙的测定——EDTA-配位滴定法 41
3.9.1测定所用试剂 41
3.9.2测定步骤 41
3.10氧化镁的测定——EDTA-配位滴定法 41
3.10.1测定所用试剂 41
3.10.2测定步骤 41
3.11一氧化锰的测定——高碘酸钾氧化比色法 42
3.11.1原理 42
3.11.2测定所用试剂 42
3.11.3一氧化锰标准溶液工作曲线的绘制 42
3.11.4分析步骤 43
3.12三氧化硫测定——硫酸钡重量法 43
3.12.1测定所用试剂 43
3.12.2测定步骤 43
3.13氧化钾和氧化钠的测定——火焰光度法 44
3.13.1方法提要 44
3.13.2测定所用试剂 44
3.13.3测定步骤 44
3.14艾士卡法全硫测定 45
3.14.1方法原理 45
3.14.2测定所用试剂 45
3.14.3测定步骤 45
3.14.4其他测定方法 46
3.15煤矸石热值的测定 46
3.15.1工业分析法测定热值的原理 46
3.15.2所需设备及用具 46
3.15.3水分的测定 46
3.15.4灰分的测定——快速灰化法 47
3.15.5挥发分的测定 47
3.15.6焦渣特征的鉴定 47
3.15.7煤的种类判断 47
3.15.8煤的发热量的计算 48
3.16 CID -ICP -AES法同时测定微量元素 49
3.16.1仪器装置及操作条件 49
3.16.2实验条件 49
3.16.3样品制备 50
参考文献 50
第4章 煤矸石中有用矿物回收 51
4.1煤矸石中硫铁矿的回收 51
4.1.1煤矸石中硫形态 51
4.1.2硫铁矿分选工艺 51
4.1.3煤矸石中硫铁矿分选实例 53
4.2煤矸石生产超细高岭土 54
4.2.1煤系高岭土干法分选技术 56
4.2.2工艺原理 56
4.2.3工艺流程 57
4.2.4粉磨时间与煅烧高岭土粒度的关系 59
4.2.5煅烧时间、煅烧温度及入烧原料细度对煅烧高岭土白度的影响 59
4.2.6应用实例 60
4.3煤矸石中氧化铝提取技术 60
4.3.1煤矸石处理 60
4.3.2氧化铝浸取工艺 61
4.3.3煅烧温度、煅烧时间对氧化铝浸出率的影响 61
4.3.4酸浸浓度、时间对氧化铝浸出率的影响 62
4.3.5除铁 64
4.3.6制取超细氧化铝粉 64
4.4煤矸石中二氧化硅提取技术 65
4.4.1制备水玻璃技术 65
4.4.2制备白炭黑技术 66
4.4.3实例 68
4.5煤矸石中氧化钛提取技术 68
参考文献 69
第5章 煤矸石活化途径及评价 70
5.1煤矸石内部结构与活性的关系 70
5.1.1新鲜煤矸石（风化煤矸石） 70
5.1.2自燃煤矸石 70
5.1.3烧煤矸石 70
5.2煤矸石活性评价方法 71
5.2.1石灰吸收法 71
5.2.2火山灰性试验 71
5.2.3强度法 72
5.2.4活性率法 72
5.2.5其他方法 73
5.3煤矸石的活化途径 73
5.3.1煤矸石的机械力活化 73
5.3.2煤矸石的热活化 77
5.3.3煤矸石的微波活化 81
5.3.4煤矸石的复合活化 84
参考文献 89
第6章 煤矸石应用于建筑材料 90
6.1煤矸石生产新型水泥 90
6.1.1煤矸石制备碱胶凝材料 90
6.1.2流化床煅烧煤矸石生产水泥 99
6.1.3低温合成煤矸石水泥 100
6.2煤矸石代黏土生产水泥 101
6.2.1生产硅酸盐水泥技术 101
6.2.2生产硫铝酸盐水泥技术 107
6.2.3生产氟铝酸盐水泥技术 109
6.3煤矸石作水泥混合材料 110
6.3.1生产工艺流程 110
6.3.2烧煤矸石作水泥混合材料 111
6.3.3自燃煤矸石作水泥混合材料 113
6.4煤矸石作混凝土掺合料 113
6.4.1掺用机理 113
6.4.2煤矸石性状对混凝土性能的影响 113
6.4.3煤矸石掺合料对混凝土性能的影响 114
6.5煤矸石作混凝土集料 116
6.5.1自燃煤矸石轻集料 117
6.5.2自燃煤矸石集料混凝土性能 118
6.6煤矸石制备墙体材料 119
6.6.1煤矸石烧结砖技术 119
6.6.2煤矸石免烧砖技术 125
6.6.3煤矸石混凝土砌块技术 127
6.6.4蒸养煤矸石砌块技术 128
6.6.5煤矸石制备微孔轻质烧结砖技术 130
6.7煤矸石制备陶粒 136
6.7.1全煤矸石烧制陶粒技术 136
6.7.2部分煤矸石轻质陶粒技术 137
参考文献 140
第7章 煤矸石应用于路基材料 142
7.1煤矸石作路基材料的可行性 142
7.1.1煤矸石理化特性分析 142
7.1.2无机结合料稳定煤矸石强度形成机理分析 146
7.1.3煤矸石自燃的问题分析 147
7.1.4煤矸石淋溶问题分析 147
7.2煤矸石作公路路基材料 148
7.2.1煤矸石技术要求 148
7.2.2无机稳定材料的选择与配合比确定 150
7.2.3煤矸石路基的施工 151
7.2.4用煤矸石填筑路基需要解决的问题 152
7.2.5煤矸石在道路工程中的应用实例 152
7.3煤矸石作铁路路基材料 153
7.3.1铁路路基对材料的要求 153
7.3.2煤矸石铁路路基施工 154
7.3.3煤矸石作铁路路基材料的经济分析 154
7.3.4煤矸石在铁路工程中的应用实例 156
参考文献 157
第8章 煤矸石应用于制备陶瓷 158
8.1煤矸石制备堇青石 158
8.1.1原料及配比 158
8.1.2合成工艺 158
8.1.3添加剂对堇青石合成的影响 158
8.1.4原料性能对堇青石合成的影响 159
8.1.5煤矸石中杂质含量对堇青石合成的影响 159
8.1.6合成温度对堇青石粉体物相和形貌的影响 159
8.1.7保温时间对堇青石粉体物相和形貌的影响 160
8.1.8合成堇青石实例 162
8.2煤矸石制备β-SiC 163
8.2.1碳热还原法 163
8.2.2原料及配比 164
8.2.3合成工艺 164
8.2.4合成温度的影响 165
8.2.5保温时间的影响 166
8.2.6原料粒度、碳过量数对产率的影响 166
8.2.7合成SiC实例 166
8.3煤矸石制备赛隆陶瓷（Sialon） 167
8.3.1合成方法 167
8.3.2煤矸石合成Sialon的方法 168
8.3.3氮化还原法制备Sialon的影响因素 169
8.3.4合成实例 170
8.4煤矸石制备莫来石陶瓷 171
8.4.1煤矸石制备莫来石陶瓷的工艺流程 171
8.4.2烧成温度与保温时间的影响 171
8.4.3添加剂的影响 172
8.4.4合成实例 173
8.5煤矸石制备多孔陶瓷滤球 173
8.5.1煤矸石制备多孔陶瓷滤球工艺流程 173
8.5.2原料 174
8.5.3成孔剂对气孔率的影响 175
8.5.4强度的影响因素 175
8.5.5合成实例 176
参考文献 176
第9章 煤矸石应用于化工产品 178
9.1煤矸石用于有机高分子材料的填充改性 178
9.1.1煤矸石的处理 178
9.1.2煤矸石填充改性橡胶制品 179
9.1.3煤矸石填充改性塑料制品 181
9.2煤矸石制备分子筛技术 185
9.2.1原材料技术要求及工艺流程 185
9.2.2煤矸石的处理 186
9.2.3水热合成法工艺及参数 187
9.3煤矸石制备铝化合物 188
9.3.1制备结晶氯化铝 188
9.3.2制备无机高分子絮凝剂（IPF） 189
9.3.3制备硫酸铝 191
参考文献 192
第10章 煤矸石应用于农林业 193
10.1煤矸石充填复垦造田 193
10.1.1国内外矿区复垦造田现状 193
10.1.2煤矸石充填复垦材料的基本要求 195
10.1.3煤田塌陷区土地复垦的主要复垦模式 195
10.1.4煤田塌陷区土地复垦的主要技术措施 196
10.1.5应用实例 197
10.2煤矸石山复垦造林 197
10.2.1煤矸石的立地条件 197
10.2.2煤矸石山基质改良的主要技术 198
10.2.3煤矸石山复垦造林树种的选择 199
10.2.4植被恢复栽植技术 200
10.2.5复垦效益 200
10.2.6应用实例 200
10.3煤矸石废弃地建生态园林景观 201
10.3.1规划依据、目标和原则 201
10.3.2场地分析 202
10.3.3景观规划 203
10.3.4应用实例 204
10.4煤矸石生产农肥 204
10.4.1煤矸石生产复合有机肥料 205
10.4.2煤矸石微生物肥料 206
参考文献 209
第11章 煤矸石的能源利用 210
11.1煤矸石中煤炭的回收技术 210
11.1.1水力旋流器分选 210
11.1.2重介质分选 211
11.2煤矸石发电 212
11.2.1相关政策规定 212
11.2.2燃烧技术 213
11.2.3烟气处理技术 214
11.2.4煤矸石发电工艺 218
11.2.5煤矸石发电综合效益分析 218
11.2.6实例 220
11.3作为炉窑燃料直接生产建材产品 220
11.3.1生产烧结砖 220
11.3.2生产水泥 222
参考文献 222
附录 223
附录1煤矸石综合利用管理办法（2014年修订版） 223
附录2热电联产和煤矸石综合利用发电项目建设管理暂行规定 227
附录3“十二五”资源综合利用指导意见 230
附录4大宗固体废物综合利用实施方案 235
附录5煤矸石分类（GB/T 29162—2012） 241