煤基固廢是在煤炭開采、加工、燃燒和轉化等過程中產生的固體廢物，主要包括煤矸石、粉煤灰、脫硫石膏、煤氣化灰渣和煤液化殘渣等。煤基固廢的累計堆存量已經(jīng)達到數(shù)百億噸，而且還保持著每年新產生15億噸的高速增長。為此，2021年3月國家發(fā)展和改革委員會聯(lián)合九部門發(fā)文提出：到2025年，新增大宗固廢綜合利用率達到60%，存量大宗固廢有序減少。煤基固廢屬于最為普通和典型的大宗固廢，解決好煤基固廢處置的問題，對未來環(huán)境可持續(xù)發(fā)展意義重大。

當前，煤基固廢在建材工業(yè)、能源工業(yè)、農業(yè)和其他新興工業(yè)中均具有廣泛的應用，煤基固廢自身的性質在很大程度上影響到了煤基固廢的利用途徑，在一般情況下，根據(jù)煤基固廢的巖石特征、鋁硅比、含碳量和全硫含量這4個因素來決定較為合適的利用途徑。煤矸石的主要利用途徑有生產建筑材料及制品、做燃料、復墾及回填礦井采空區(qū)、回收有益資源及制取化工產品、改良土壤等。

煤矸石破碎研究：

煤矸石破碎是其進一步利用的前提。破碎的目的主要是減小煤矸石的粒度，提高其表面積，使其更容易與其他物質進行反應或混合。目前，常見的煤矸石破碎方法包括顎式破碎、錘式破碎、沖擊破碎等。

顎式破碎：利用兩個顎板之間的擠壓作用來破碎煤矸石。這種方法適用于大塊的煤矸石，破碎效率較高。

錘式破碎：通過高速旋轉的錘子打擊煤矸石進行破碎。這種方法破碎速度快，但可能對設備磨損較大。

沖擊破碎：利用高速沖擊的能量來破碎煤矸石。這種方法可以獲得較高的破碎效果，但能耗也相對較高。

煤矸石破碎后應用：

煤矸石經(jīng)過破碎后，可以作為多種用途的原料或添加劑。

建筑材料：破碎后的煤矸石可以作為混凝土、磚瓦等建筑材料的原料，實現(xiàn)資源的再利用。

環(huán)保領域：煤矸石還可以用于制作環(huán)保材料，如吸附劑、催化劑等，用于廢水處理、空氣凈化等領域。

土壤改良：煤矸石中含有豐富的微量元素和有機質，可以作為土壤改良劑使用，提高土壤的肥力和保水能力。

其中，煤矸石在制作建材方面的研究成果最為顯著。原因在于煤矸石含有一定的氫元素，可以提高制作建筑材料的力學強度，而氫含量的多少影響了建筑材料的具體力學性能。低場核磁共振煤矸石氫含量測試作為新晉的高新檢測技術，具有可重復、靈敏度高、綠色環(huán)保、測試速度快、簡便易操作等優(yōu)點，可助力快速篩選高氫含量的煤矸石用于高強度建筑材料的制造，和煤矸石建筑材料的滲透性潤濕性等特性研究。

取不同煤矸石樣品，使用紐邁低場核磁共振設備進行氫含量的測試，將不同樣品的氫信號質量歸一化后帶入標線計算，得到不同煤矸石的氫含量測試結果，其測試結果如下：

根據(jù)測試結果可以快速挑選富含氫含量的煤矸石用于制造高強度的建筑材料。