油頁巖由于其特殊的組成和結(jié)構(gòu)決定了它在能源、礦產(chǎn)、化工、醫(yī)藥、建筑、農(nóng)業(yè)和環(huán)保方面具有許多可供綜合利用的潛在前途。

一、在能源方面的利用

(一)低溫干餾提取頁巖油及頁巖油的精制加工

油頁巖通過低溫干餾可以制取頁巖油。油頁巖低溫干餾是在隔絕空氣的情況下加熱到450℃～600℃。頁巖油低溫干餾除了產(chǎn)生頁巖油外還有氣體汽油、氨、硫化氫、吡啶堿和酚類等產(chǎn)物。頁巖油是油頁巖加熱時(shí)其有機(jī)質(zhì)熱分解的產(chǎn)物，類似于天然石油，因此，天然石油的精制加工方法，一般都適用頁巖油。從油頁巖中提煉的頁巖油可以直接作為鍋爐或工業(yè)爐液體燃料使用，也可進(jìn)一步對頁巖油經(jīng)熱加工和氫精制工藝，獲取汽油、煤油、柴油、蠟和石油等產(chǎn)品。

(二)燃燒發(fā)熱發(fā)電

油頁巖由于含有機(jī)質(zhì)，因此油頁巖作為燃料直接在燃燒室中燃燒而產(chǎn)生熱能是油頁巖能源利用的又一途徑，這一工藝由于省略了頁巖油中間轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，而使其能源利用效率大幅度提高。但是從油頁巖中提取的頁巖油中C、H含量比天然石油少，而S、N、O含量比較多。因此，為了提高油頁巖的燃燒率，需要在燃燒時(shí)加入H，同時(shí)剔除大部分的N和S，避免在燃燒過程中產(chǎn)生硫的氧化物和氮的氧化物污染環(huán)境。

(三)氣化制取煤氣

油頁巖直接加氫氣法(又稱“IGT—A.G.A”法)，能直接生產(chǎn)合成天然氣或生產(chǎn)中餾分油，在中等氫壓力下取得較高的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化率。目前還有一種地下氣化采礦提取頁巖油法。

二、在建材方面的利用

(一)油頁巖灰渣的利用

油頁巖灰分含量高于40%，成分十分復(fù)雜，主要成分有SiO2、Al2O3、Fe2O3、CaO、MgO、SO2，以及多種微量元素等。在油頁巖提煉頁巖油和油頁巖燃燒過程中會產(chǎn)生大量灰渣。過去一般都直接丟棄，占地面積大，灰渣產(chǎn)生空氣污染，金屬元素和微量元素能滲入地表和地下水，造成嚴(yán)重的環(huán)境污染，危害人類的生產(chǎn)和生活。因此，充分合理的利用油頁巖灰渣，既能變廢為寶，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義，而且對于保護(hù)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)開采無廢棄物化，能作出重大貢獻(xiàn)。

1. 生產(chǎn)水泥和優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土等建筑材料

油頁巖低溫干餾后的頁巖灰可作為生料的一部分，用濕法生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥。燃燒過的頁巖灰也可以作為人工火山灰質(zhì)混合材料之一。還可省去黏土礦開采，從而降低水泥制造成本。另外，油頁巖灰渣加入水泥中，能夠改良水泥的性能。

對油頁巖灰渣采用強(qiáng)磁選、酸浸、氯化焙燒等提純作業(yè)，可有效地除去油頁巖尾渣中的Fe2O3、TiO2等顯色雜質(zhì)礦物，制取優(yōu)質(zhì)煅燒高嶺土。

還可以利用油頁巖灰渣制磚，能夠改變傳統(tǒng)的黃土制磚模式，保護(hù)耕地，減少黃土制磚模式對環(huán)境和生態(tài)的破壞，并且性能比傳統(tǒng)的黃土磚優(yōu)異。

油頁巖還可生產(chǎn)陶粒，這種陶粒具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、圓球形、級配好、耐高溫性。

2. 制取聚烯烴填充母粒

茂名油頁巖經(jīng)過干餾后的廢渣和沸騰燃燒后的溢流灰經(jīng)過處理，制備成充填母粒，填充到橡膠、塑料中，可改善制品的性能，降低產(chǎn)品成本，同時(shí)，也為油頁巖灰這種廢物找到了利用的途徑。

三、在農(nóng)業(yè)方面的利用

(一)油頁巖氧化制取有機(jī)酸

油頁巖干酪根含量高，國外一般先將油頁巖濃集得到干酪根，再氧化干酪根可以合成有機(jī)酸;由于我國油頁巖干酪根與無機(jī)礦物組分結(jié)合緊密，用一般浮選法難以將干酪根與無機(jī)礦物分離開來，并將干酪根濃集起來，楊秋水等探索用直接氧化的工藝方案制取有機(jī)酸，并獲得較高收率。其中，水溶酸主要是二元酸，水不溶酸經(jīng)處理可作為表面活性劑和植物助長劑。

(二)油頁巖加工制取肥料和改良劑

油頁巖中含有氮元素和酸性、堿性氧化物，因此，可以被加工成肥料和用作土壤改良劑。匈牙利地質(zhì)調(diào)查所廣泛研究的結(jié)果表明，應(yīng)用藻類油頁巖和含藻類的斑脫巖成功地減少了土壤中的酸度、肥料的淋濾、硝酸和磷滲入土壤的數(shù)量。施入簡單處理過的藻類油頁巖，可以大大的提高農(nóng)作物的產(chǎn)量。

四、在化工方面的應(yīng)用

(一)油頁巖—水電解制氫

目前，工業(yè)上生產(chǎn)氫氣的方法，是以天然氣、石油或煤為原料，使之與水蒸氣反應(yīng)制取，少量氫氣由水電解法制取。天然氣和石油需催化劑高溫下制氫，水電解制氫耗電多，煤法需高溫且有污染。戴衡等嘗試用油頁巖—水電解制氫，以H2SO4為電解質(zhì)，在常壓(一個(gè)大氣壓)70℃及1伏電壓條件下進(jìn)行油頁巖—水的電解反應(yīng)，負(fù)極產(chǎn)生純氫，出氫電流效率為100±2%，正極產(chǎn)生少量CO2。該法利用小顆粒油頁巖，所得氫氣純度高，工藝流程簡單，又是在常壓和接近常溫下操作，所以無論從經(jīng)濟(jì)上或工藝上看，都有可能成為有競爭力的新制氫方法。

(二)油頁巖中金屬元素利用

油頁巖礦床中常常伴生多種金屬元素。如中歐曼斯菲爾德的含銅油頁巖(二疊紀(jì))、澳大利亞的富含鉛鋅礦的蒙特頁巖、美國印第安納州的富銅、鉬的新奧爾巴尼油頁巖，巴西富硫、放射性鈾的油頁巖，我國南方的釩礦床鎳—鉬多金屬黑色頁巖等。因此，研究油頁巖中金屬元素的富集規(guī)律，走燃燒—提煉金屬的綜合利用的道路，對于綜合利用油頁巖，提高油頁巖的利用價(jià)值，具有重要的意義。

五、在環(huán)保方面的應(yīng)用

(一)用于廢氣和污水處理

油頁巖灰渣含有酸性、基性和中性氧化物，并且是在較高溫度下形成的，具高孔隙度，因此，其吸附性比較強(qiáng)。在廢氣處理中，油頁巖灰渣能作為脫硫的吸附劑。在650℃～750℃下油頁巖灰渣能有效的吸附廢氣中60%～70%的SiO2。油頁巖灰渣經(jīng)處理后還可制成凈化污水的原料，主要污水是化工廠、鋼廠，這些工廠的污水可用灰渣沸石來處理凈化。油頁巖灰渣用于廢氣和污水處理，相當(dāng)于“以廢制廢”，不但成本低廉，而且處理能力較強(qiáng)，不失為油頁巖綜合利用的一條好途徑。然而，應(yīng)該合理處理利用過的油頁巖灰渣，避免造成二次污染。

(二)用于煤燃燒的凈化劑

在煤的燃燒中加入10%的油頁巖可以減少煤燃燒時(shí)對環(huán)境的污染，是良好的凈化劑。因?yàn)橛晚搸r的灰渣對SO2具有強(qiáng)的吸附性。

六、其他應(yīng)用

油頁巖的用途很廣，上面提到的只是其中的一些應(yīng)用，油頁巖還可以用于提煉鎳的化學(xué)添加劑、生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)鋪路瀝青、用作隔熱、隔音材料、提取油頁巖中某些有機(jī)和無機(jī)化合物生產(chǎn)油膏和藥膏、提煉硫和鈾等方面。

標(biāo)簽：油頁巖利用開發(fā)