柳林县是山西省的产煤大县，也是煤矸石排放大县。2009年地方煤矿兼并重组后由原来的61对整合为26对矿井，产能由原来的1840万吨提升到2610万吨。国有煤矿3对，产能680万吨，全县煤炭产能3290万吨，全县洗煤能力为5900万吨。2009年全县原煤产量达到2264.4万吨，排放煤矸石437.4万吨，“十二五”期间我县煤矸石年排放量将达到700万吨左右。煤矸石的大量排放和堆积，不仅占用了大量土地，而且还对大气环境、水环境、地表环境造成了严重污染。
一、柳林县“十二五”期间煤矸石综合利用情况
“十二五”期间，我县洗煤厂排矸量700万吨/年，根据规划“十二五”末煤矸石可以全部利用，并且可以利用现已堆积煤矸石和周边县市的煤矸石。即便山西联盛能源有限公司2×600MW煤矸石发电厂不能上马，我县煤矸石利用率可达到90%以上。
二、我县及周边县煤矸石成分
煤矸石中主要化学成分为铝、硅、铁，其中铝和硅的赋存物相成分主要为高岭土等铝硅矿物。柳林森泽煤铝公司对山西柳林地区的煤矸石进行了一些普查工作。
表中化学分析结果表明，煤矸石的氧化铝含量大体在27%～36%左右，平均含量在30%左右。二氧化硅含量在50%～61%，其余部分为少量的铁、钛、钙以及微量的其他碱金属氧化物。
三、氧化铝及白炭黑市场简析
（一）氧化铝
今年上半年，氧化铝生产持续火爆，而原铝产量增速相对较缓，累计生产864.42万吨原铝，同比增长5.61%，增幅比氧化铝降低12.22个百分点，比2010年同期下降40.06个百分点，反映铝生产形势明显降温，造成氧化铝供应出现长期过剩。粗略估算，上半年我国氧化铝平均每月新增过剩量达23万吨，但整体新增过剩量不断减少，主要是电解铝产量在逐月小幅增加。
（二）白炭黑
2009年，我国共有白炭黑生产企业60多家，年总产能约100万吨，年产量75万吨，年消费量74万吨，年产销量居全球首位。2010年1～5月我国白炭黑进口总量约4万吨，出口总量已超过15万吨，出口形势向好。在世界油价不断上涨和我国能源短缺的情况下，白炭黑的使用逐步向功能材料转化，将替代部分高耗能材料的使用，其应用领域非常广泛，市场十分看好，符合国家的产业政策和产品结构调整方向。近年来轮胎制造业、硅橡胶、涂料及新能源领域等产业的快速发展，大大刺激了白炭黑的需求，2010～2015年我国沉淀法白炭黑产量将以每年约10%的速度增长。
四、项目的技术简析
化学分析结果表明，煤矸石中的氧化铝含量达不到铝土矿的标准要求，甚至还没有一般的粘土矿中氧化铝含量高，但是，其赋存于煤矸石中，可以采用通用的活化技术来提高其反应活性，从而使其能够采用常温、常压的技术来浸出其中的铝和硅，从而回收其中的铝、硅等有价元素，而火法活化正好可以利用其中的热能，活化后不仅可以方便地浸出其中的铝，当采用碱法工艺时，也可以很方便地提取其中的硅，从而可以生产各种白炭黑、硅酸钙等硅产品。正是基于这样的基本研究思路，使得实验室的研究工作取得了一些重大的进展。在此主工艺流程中，采取一些适当的工艺就可以同时生产其他的附产品，如铁矿、无铁硫酸铝、化学品氧化铝等。
煤矸石中含有一定的碳和其他可燃物，通过其自身的燃烧所放出的热量，将煤矸石中的铝、硅矿物进行活化，活化过程中产生的热量用于自身工艺的热耗，部分多余的热能也可以转化为电能，除了自身工艺的应用以外，多余的电能输送到电网供其他用户使用。活化后产生的残渣，具有很高的活性，通过一段溶出，首先将其中的氧化铝溶解到液体中，对溶液进行不同工艺的处理，可以得到多种的冶金化工产品，如各种铝盐产品，既可用于生产各种化工用絮凝剂，也可以对铝盐进一步处理，得到冶金级和化学品氧化铝，其中的溶出介质经过处理后，循环溶出。一段溶出后的残渣，再进行二段溶出，通过二段溶出后的溶液含有大量的可溶性硅，对这种富含二氧化硅的溶液进行不同的工艺处理，可以得到多种硅产品，如白炭黑、硅酸钙等。二段溶出介质同样经过处理后，可以循环使用。如此煤矸石中的有价元素碳、铝、硅（合计占95%）就得到了充分的利用，基本上做到了“吃干榨净”的效果，且生产的化工冶金产品附加值很高，经济效果显著。
五、技术经济、环保效益和社会效益简要分析
项目整体能耗指标低，不消耗额外能源，并对外输送能耗400公斤标煤（以处理4吨煤矸石生产1吨氧化铝产品核算）。
技术经济效果显著。以处理4吨煤矸石生产1吨氧化铝产品核算和1.5吨白炭黑产品匡算，大约可以提升价值7500～10000元。以生产10吨煤的同时生产4吨煤矸石的比例计算，所生产的10吨煤的总价值约为6000～7000元左右。如此，该煤矸石综合利用项目仅从价值上考虑，相当于再造一个煤矿。
全部工艺技术装备国产化，产品（包括氧化铝系列和硅系列产品）技术指标符合国家标准。项目开发成功后，其产品涵盖有色冶金和化工两大行业，将促进地方经济结构的优化、转型，具有较大的带动示范作用。
可以最大限度地充分利用煤矸石中的有价元素，基本做到“吃干榨净”。符合国家循环经济发展的要求。
项目成功后，对于缓解我国铝土矿资源紧张状况起到支撑的作用。以我国目前两大铝土矿储量省份——河南和山西为例，河南省目前的铝土矿资源已经接近枯竭状况，山西目前以铝土矿为原料生产氧化铝的企业发展十分迅速，可以预想到今日的河南将会是几年以后的山西。从这个意义上来说，将煤矸石开发成为有价值的铝土矿资源，对于保证山西铝工业的可持续发展具有重大的战略意义。
通过以上分析可以看出该项目建设对我县产业结构调整，产业升级有重大意义，该项目技术小试比较成功，企业正在积极实施工业中试。该项目属于两高一资（高耗能、高污染、高投资）项目，属于国家核准，需积极扎实推进项目前期准备工作非常重要，柳林县发改局重点要将该项目列入省、国家有关项目规划中，为项目取得国家建设路条和审批创造有利条件。
（产业股：刘国斌刘翠翠）