矸石砖产品概述

第一节 产品定义及发展历程

1、产品定义

煤矸石砖是一种新型环保建筑材料。煤矸石砖的主要成分是煤矸石。煤矸石是指煤炭开采和洗选加工过程中产生的各种岩石的总称。它与煤系地层共生，夹杂在煤层之间，属于沉积岩的一种。煤矸石的主要组成化学成分有二氧化硅、三氧化二铝、三氧化二铁、碳、氧化钙、氧化镁、一氧化二钠、一氧化二钾、五氧化二磷和三氧化硫，还含有少量的氮氢元素。此外煤矸石还经常含有钡、锰、钴、铜、镓、镍、铅等各种金属元素。按煤矸石的化学组成成分可以将煤矸石分为铝质岩煤矸石、钙质岩煤矸石、砂岩煤矸石和粘土岩煤矸石。其中铝质岩煤矸石的三氧化二铝含量必须大于40%，钙质岩煤矸石的氧化钙含量必须大于30%，砂岩煤矸石的二氧化硅含量必须大于70%，粘土岩煤矸石的二氧化硅含量为40%-70%，且三氧化二铝的含量为15%-30%。

2、发展历程

利用煤矸石制砖机经历了四个发展过程。1965年煤矸石制砖机还集中在研究和半工业性试验及少量试制产品阶段；第二个阶段为1965～1985年，国内煤矸石制砖机处于低水平发展阶段，生产工艺简单、设备性能落后，产品质量只能满足当时低水平国家标准的要求，一些企业的产品根本无法满足建筑结构的需要，特别是东北个别煤矸石砖厂的产品，由于产品质量太差，强度较低，抗冻性能不合格，用于墙体后砖表面分层、掉皮、脱落，直接影响着建筑质量；第三阶段为1986～2000年的15年，国内煤矸石砖发展较快，除了国内自行研究开发的煤矸石制砖机设备外，许多企业在引进了法国、美国、意大利、德国等主要设备的基础上，结合国内国情消化吸收，装备的整体性能大幅度提升，单机产量增长，机械自动化水平有了较大的发展。应该说，没有关键设备和技术的引进消化，就没有我国煤矸石制砖机跨越式发展的今天。众所周知，80年代后期，经原国家经贸委批准，引进了法国全煤矸石制砖机设备和主要技术，除装卸成品设备外，生产线实现机械化，窑炉温度、压力和风量的控制实现了计算机监视操作，生产线工艺水平接近了国外发达国家的水平。上世纪90年代是我国煤矸石制砖机行业结构调整的重要时期，先后在海南、内蒙、黑龙江、山东等建成了年产5000万块以上的生产线10多条，基本上实现了机械化、产品以多孔砖和空心砖为主。进入21世纪，也就是近5年为第四阶段，煤矸石砖发展又跨上了一个新台阶，企业的生产规模由上世纪最高年产量6000万块上升到了1亿块以上，并且改变了煤矸石砖建筑中使用的单一围护结构，山西潞安和北京龙泉生产线，产品具备了节能、装饰和围护承重等多种功能。虽然生产煤矸石装饰砖仅有2～3家，但毕竟在发展高质量煤矸石砖方面迈出了可喜的一步，对我国煤矸石砖今后的发展有很好的示范导向作用。

第二节 产品特点及应用领域分析

煤矸石颗粒经破碎达到一定粒径后，经过加水陈化，便具有可塑性，达到制砖原料的要求。再经过细碎、成型、切坯、干燥、烧成等工序，便可以得到煤矸石砖成品。

矸石砖常用来做建筑物的内外墙及车间、仓库、车站、公园、游乐场、广场、人行道、走廊、餐厅、卫生间墙面、地面铺设、装饰等。

第三节 产业链概述

一、在产业链中的位置

产业链是一个包含价值链、企业链、供需链和空间链四个维度的概念。产业链是产业经济学中的一个概念，是各个产业部门之间基于一定的技术经济关联，并依据特定的逻辑关系和时空布局关系客观形成的链条式关联关系形态。矸石砖属于产业链中游位置。

二、相关行业简述

一、煤矸石

煤矸石主要来源于煤炭相关的煤系地层中的沉积岩岩层，即主要来源于所采煤层的顶板、底板、夹层和运输巷道、主井、副井和风井所凿穿的岩层。煤矸石的主要排放来源有：1.煤矿建井时期排放；2.矿井扩建时期；3.煤炭开采过程中排放；4.原煤洗选加工过程排放。

在我国由于科学技术不够发达，人们的环境保护意识和资源再利用的观念差，所以我国在采煤和煤炭洗选加工过程中产生的煤矸石大部分没有进行处理和再利用，而是简单的进行堆放积存，且多堆放于山沟、坡地和可耕植的农用土地，堆积高度逐渐增加，截至2009年我国历年堆放积存的煤矸石总量已达40亿吨，且将近以每年1.4亿吨的堆放积存速度在增加，每年新增加的煤矸石堆放用地也在以40万平方米的速度迅速增加。另外近年来煤炭总产量的增加，煤炭质量的提高，煤层赋存的地质条件恶化，回采率增加，又必须达到环境洁净要求标准，煤矸石的排放和堆放量越来越多，煤矸石的回收处理再利用迫在眉睫。

组成煤矸石的各种岩类的矿物组成及其特性

煤矸石堆放带来的环境污染与破坏：

1、污染破坏矿区周围的土地

煤矸石山自燃释放出大量的二氧化硫、氮氧化合物等有害气体，其中二氧化硫和二氧化氮被氧化并与空气中的水分共同作用生成强酸，酸随雨水降落到地面，使土地酸化和盐渍化，影响作物生长发育。另外煤矸石山受雨水的冲刷，使得煤矸石中的部分重金属随雨水形成地面径流进入土壤，使得土壤中的重金属含量增加，破环了原始土壤中的重金属平衡，同时也就损坏了土壤的养分。

2、污染大气

煤矸石山堆积，在满足煤矸石山堆积中有一定的缝隙，有易燃的有机物资，煤矸石山既能发生自燃。自燃的煤矸石山不同程度的排放着二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、粉尘和总氧化剂。而这五种污染物正是对中国大气环境污染最主要、最普遍的污染物。

我国累计煤矸石山1500多余座，其中自燃的煤矸石山500多座。我国的煤矸石排放时候都是直接倾倒堆积，所以煤矸石颗粒之间有较大的缝隙，具有很高的透气性能，另外我国的煤炭都形成于还原性的煤层地质条件，其中含有大量的黄铁矿，煤矸石的含碳量为5%-45%，故在我国的煤矸石山大多数满足自燃的条件。

煤矸石山自燃过程中产生大量的二氧化碳、一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和大量的其他有毒有害气体。当燃烧充分时生成二氧化碳，伴随着燃烧的进行，煤矸石颗粒的粒径变小，化为灰烬，这些小颗粒和灰烬填充了煤矸石颗粒间原来的缝隙，另外部分的煤矸石熔融，使得煤矸石颗粒之间的缝隙减小，出现供氧不足，此时煤矸石就进行不充分燃烧，产生大量的一氧化碳。一氧化碳的毒性巨大，长时间吸入一氧化碳，会使人的神经麻痹，出现生命危急的状况。因为一氧化碳易于与人体血液中的血红蛋白结和生成碳氧血红蛋白，从而阻碍了血红蛋白的载氧功能，阻碍了人体供养。二氧化硫产生于煤矸石中的有机硫化合物，另外燃烧可以产生少量的三氧化硫，三氧化硫与二氧化硫与一氧化氮在光照条件下会发生光化学反应，生成硫酸和大量的有害气体，人体吸入这些气体后，会刺激呼吸道，引起人体肺组织病化。自然过程中产生的氮氧化物种类很多，通常有一氧化氮、二氧化氮、三氧化氮、一氧化二氮等，其中二氧化氮是一种对呼吸器官有巨大刺激性的气体长时间吸入二氧化氮会引发支气管炎和肺部水肿，导致死亡。此外煤矸石燃烧的过程中还会产生大量的多种碳氢化合物、挥发性烃等，如甲醛，还会发生反应生成一些强致癌物质，如苯并芘。

除了产生上述有害气体外，粉烟尘也是煤矸石自燃的大量产物，煤矸石中的可燃性碳氢化合物在高温条件下，经过氧化、分解、聚合等一系列复杂反应形成的含有炭黑、飞灰等粒状悬浮物，这些粒状悬浮物中粒径小于10微米的，不容易沉降，会随气体的流动而随风飘扬形成飘尘，飘尘对人体的危害极大，若人的鼻腔、口咽吸入飘尘，会沉积于肺部，堵塞肺气泡，有的还会侵入血液，造成血液中毒，还有的飘尘会被细胞吸收，侵入人体的各种组织，损害人体健康。另外粒径大于10微米的煤矸石灰尘颗粒，则在矿区周围沉降，颗粒多为灰黑色，降落在天地、山间、建筑物上，影响大自然风光，使建筑物和风景失去原来的色调，降低可见度。

由此可见，煤矸石堆积对土地、水环境、大气环境的污染和破坏巨大，对堆积的煤矸石山的处理是必须的。

3、污染水体

煤矸石中的有机质在雨水的冲刷作用下，溶解于水中，并随雨水形成地面径流，并最终汇入河流、湖泊、水系和海洋，而这些有机物和腐殖质大多数是有毒有害的物质，便会对水体产生毒性污染，另外雨水冲入煤矸石之间的缝隙，与煤矸石中的硫化矿物和氧气发生氧化反应，生成各种混合型硫酸盐，被雨水和渗流水携带流到地表水体当中，污染水体，且煤矸石中含有的重金属也部分溶解于雨水当中，进入水体，且随着时间的增加，水体中的重金属含量会增加，从而产生重金属污染，这些重金属被动植物吸收，且随着生物链进行富集，人类作为生物链的最高阶层，这些重金属也最后在我们人类身体当中富集，人体受害最深。因此煤矸石所带来的水体污染不可忽视。

4、危害公共安全

当煤矸石山的堆积高度达到一定程度时候，由于没有经过压实，底部的煤矸石承载能力有限，此时就很容易发生滑坡和山崩。当煤矸石山内部温度和压力符合条件时候，也容易差生爆炸。另外正在自燃的煤矸石山遇到雨水渗入，雨水受热后使得空气发生急剧膨胀，继而产生威力巨大的爆炸。我国曾多次发生煤矸石山爆炸和崩溃的事故。煤矸石山很大程度上危害着人民群众的公共安全。如2007年06月01日义马跃进煤矿矸石山发生坍塌造成1死3伤，这样的例子举不胜举。

5、辐射污染

煤矸石在煤炭采出、运输、堆放等过程中，其颗粒粒径受振动、摩擦等作用，变的越来越小，从而导致了煤矸石颗粒的比表面积增加，煤矸石颗粒和空气接触的面积越来越大，裸露面积增加，煤矸石中含有的重金属和放射性物质向空气中析出的速度变大，超过空气中的底值，辐射过多会对人体和动植物体产生巨大的危害，从而产生辐射污染。

二、建筑业

2010年，面对极为复杂的国内外经济环境，我国国民经济运行态势总体良好，尤其是建筑业作出了积极的贡献。据初步统计，2010年国内生产总值达397983亿元，按可比价格计算，比上年增长10.3%；作为国民经济支柱产业的中国建筑业交出了令人满意的成绩单：全年完成总产值95206亿元（占国内生产总值的23.9%），同比增长24%，建筑业房屋建筑施工面积达70.1亿平方米，同比增长19%。

2010年全社会固定资产投资保持较快增长的态势，全年全社会完成固定资产投资2781040亿元，比上年增长23.8%（扣除价格因素后，实际增长19.5%）。同时，全社会固定资产投资结构进一步优化。其中，城镇固定资产投资241415亿元，同比增长24.5%；农村固定资产投资36275亿元，同比增长19.7%。在城镇投资方面。第一产业投资同比增长18.2%，第二产业投资同比增长23.2%，第三产业投资同比增长25.6%。从地域分布分析，东部地区投资同比增长22.8%，中部地区投资同比增长26.9%，西部地区投资同比增长26.2%。全年房地产完成开发投资48267亿元，同比增长33.2%%；全年全国商品房销售面积10.43亿平方米，比上年增长10.1%。

与建筑业密切相关的工程项目开建方面，则发生了有增有减的变化。2010年全国累计施工项目471863个，同比增加20601个；施工项目计划总投资522161亿元，同比增长23.1%。2010年全国新开工项目330049个，同比减少9746个；新开工项目计划总投资190805亿元，同比增加25.6亿元。开工项目的减少而投资总额却在增加，佐证了我国工程建设正向大型、巨型的标志性项目挺进，建筑业企业依靠综合实力参与市场竞争的趋势方兴未艾。

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