中国是全球的煤炭生产国，每年产生超7亿吨煤矸石，占原煤产量的15%~20%。这些“黑色废弃物”长期堆积成山，导致土地占用、环境污染、资源浪费三大难题。然而，河南郑矿机器有限公司(以下简称“郑矿机器”)凭借30年矿物加工装备研发经验，以“破碎-分选-煅烧-深加工”全链条技术，将煤矸石转化为高强轻骨料、高岭土、石油压裂支撑剂、铸造用烧结陶瓷、采砂、胶凝材料、腐殖酸砂等多重产品，开创了“变废为宝”的绿色产业新模式。

一、煤系轻骨料：轻质高强，赋能绿色建筑

煤系固废开发出高性能轻骨料制备技术，产品广泛应用于建筑、市政、环保等领域，助力"双碳"目标实现。

煤系轻骨料具有轻质性、高强度、隔热隔音、环保性、耐久性、施工便捷等特点，主要用于：

1、建筑工程、轻质混凝土、装配式建筑、保温砂浆。

2、市政工程：透水路面、路基回填。

3、环保工程：污水处理滤料。

4、其他领域：屋顶绿化、防火材料。

煤矸石陶粒生产工艺：

首先是原料处理阶段，将煤矸石及相关辅助原料进行破碎粉磨，使其粒度符合后续加工要求。接着进入配料环节，按照特定比例调配破碎粉磨后的煤矸石与添加剂，添加剂可调整骨料性能，确保产品质量稳定。配好的物料进入成球工序，通过成球机将物料制成球状。随后进入焙烧阶段，物料被送入焙烧窑在1100-1300℃高温下烧制，促使内部发生一系列物理化学反应形成多孔轻质结构。后经冷却工序，让高温焙烧后的轻骨料快速降温，稳定性能，冷却后包装入库。

二、煤矸石煅烧高岭土：从灰色废渣到陶瓷工业“白金”

煤系高岭土(又称煤矸石高岭土)是赋存于煤系地层中的高岭土资源，通常与煤层共生或在邻近岩层中分布。

主要成分：以高岭石(Al₂O₃·2SiO₂·2H₂O)为主，常伴生石英、云母、黄铁矿、有机质等杂质。

颜色：因含有机质或硫化物，多呈灰色、黑色或浅褐色，与普通白色高岭土差异显著。

主要应用领域：

陶瓷工业：用于日用瓷、建筑瓷、卫生瓷等，可改善产品强度和烧结性能。

耐火材料：制造耐火砖、浇注料，适用于冶金、玻璃行业高温环境。

造 纸 ：作为填料或涂层，提高纸张平滑度、不透明度和印刷性能。

涂料与橡胶：作为体质颜料或功能性填料，增强耐磨性和稳定性。

环保领域：经改性后可作为吸附剂，用于处理重金属废水或废气。

其 他 ：橡胶、塑料、化妆品等领域的添加剂。

优势：

1、经过煅烧等加工处理后，白度可达90以上，且粒度分布范围比传统高岭土较窄，这使得它在作为涂料、塑料等领域的填料时，能够更好地填充基体提高产品的性能。

2、化学稳定性较好，在酸碱等化学介质中具有较强的抗腐蚀能力，这是因为其矿物结构较为稳定，且杂质含量相对较低，在一些需要耐化学腐蚀的应用场合，如化工填料、催化剂载体等方面表现出色。

3、具有较高的耐火度，一般可达 1700℃以上，如玻璃窑炉、高炉等的关键部位，煤系高岭土的高耐火度更具优势。

4、具有良好的电绝缘性能，这使其在电子、电气等领域具有广泛的应用前景可作为绝缘材料的填料或添加剂，提高绝缘材料的性能。

5、比表面积较大，通常在20-60m?/g之间，较大的比表面积使其具有较强的吸附性能和化学反应活性，可用于制备高性能的吸附剂、催化剂载体等。

6、煤系高岭土具有一定的阳离子交换能力和保水保肥性能，可用于改良酸性土壤和贫瘠土壤，与肥料进行复合，可以作为肥料的缓释载体。

三、煤矸石基胶凝材料：矿山绿色开采的“中国方案”

在矿山绿色开采与固废资源化利用的双重需求下，煤矸石基胶凝材料凭借独特的性能优势与技术创新，成为解决矿山回填与矿井支护难题的核心方案。这种以煤炭固废煤矸石为主要原料的新型胶凝材料，不仅实现了“以废治废”的循环经济模式，更通过性能突破为复杂地质条件下的矿山工程提供了有效的解决方案。

由于煤矸石基胶凝材料存在无现行产品标准的问题，不利于市场推广和应用。郑矿机器联合中国建筑材料工业规划研究院、中国矿业大学(北京)等科研院所、高校及参编单位，由郑矿机器牵头推进《煤矸石基胶凝材料》标准制定工作，为煤矸石基胶凝材料的工业化推广应用提供标准依据，目前该标准已在中国工程建设标准化协会(CECS)申请立项，并通过审核。

工艺流程：

悬浮煅烧煤矸石基胶凝材料生产工艺通过“破碎→混料→粉磨→悬浮焙烧” 四大主要工序，实现煤矸石混合物料从性固度到活性胶凝组分的有效转化，显著提高材料反应活性与稳定性。煤矸石基胶凝材料的高性能表现，得益于以悬浮焙烧工艺为核心，采用“四级预热+一级焙烧+一级保温+三级冷却”的创新系统。该系统架构合理，不仅大幅提高了能源利用效率，助力行业实现深层次节能，还在技术进步、节能减排和经济效益等方面发挥积极作用。本工艺系统占地面积小、自动化程度高、运转部件少、节能显著、环保指标达标。

主要应用领域：

1、矿山回填

(1)快速胶结机制：通过外加剂的添加，配制早强型回填材料，可实现胶凝材料快速胶结。

(2)高流动性设计：通过有效减水剂的使用，可实现适配管道长距离输送，并保证其工作性能。

(3)重金属固化技术：材料水化生成的C-S-H凝胶层可吸附Pb2+、Cd2+等重金属离子，浸出毒性减少80%以上，达到重金属固化的目的。

2、矿井巷道支护

矿井巷道支护面临潮湿、高应力、多裂隙的复杂环境，传统喷浆料存在初凝时间长、粘结力不足、耐水性差等问题，煤矸石基喷浆料通过精准配方设计实现技术超越。

(1)双快特性：初凝时间≤5分钟，终凝时间≤10分钟，早期强度高，满足巷道快速支护需求。

(2)界面强化：添加外加剂，使与砂岩、页岩等岩层的粘结强度提高，配合纤维增强技术，提高抗冲击韧性。

(3)耐候性能：在湿度95%、温度40℃的矿井环境中，抗硫酸盐侵蚀能力较普通喷射混凝土更强。

总结

郑矿机器以“回转窑+全产业链”技术为核心，将煤矸石转化为绿色建材、工业原料与生态修复材料，开创了“变废为宝”的循环经济新模式。在“双碳”目标驱动下，郑矿机器正以技术创新为引擎，推动煤矸石处置从环保刚需升级为高值产业，为全球碳中和与资源可持续利用贡献中国智慧！