煤矸石是采煤過程和洗煤過程中排放的固體廢物，是一種在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量較低、比煤堅硬的黑灰色巖石。包括巷道掘進過程中的掘進矸石、采掘過程中從頂板、底板及夾層里采出的矸石以及洗煤過程中挑出的洗矸石。其主要成分是al2o3、S12，另外還含有數(shù)量不等的Fe203、CaO、MgO, Na2O, K2O, P2O5, S0#P微量稀有元素(鎵、釩、鈦、鈷)；煤矸石是在成煤過程中與煤共同沉積的有機化合物和無機化合物混合在一起的巖石，通常呈薄層和在煤層中或煤層頂、煤層底，是在煤礦建設(shè)和煤炭采掘、洗選加工過程中產(chǎn)生的數(shù)量較大的礦山固態(tài)排棄物。煤矸石按主要礦物含量分為黏土巖類、砂石巖類、碳酸鹽類、鋁質(zhì)巖類。按來源及最終狀態(tài)，煤矸石可分為掘進矸石、選煤矸石和自然矸石三大類。煤矸石排放量根據(jù)煤層條件、開采條件和洗選工藝的不同有較大差異，一般掘進矸石占原煤產(chǎn)量的10%左右，選煤矸石占入選原煤量的12%~18%。

煤矸石棄置不用，占用大片土地。煤矸石中的硫化物逸出或浸出會污染大氣、農(nóng)田和水體。矸石山還會自燃發(fā)生火災(zāi)，或在雨季崩塌，淤塞河流造成災(zāi)害。中國積存煤矸石達10億噸以上，每年還將排出煤矸石I億噸。為了消除污染，自60年代起，很多國家開始重視煤矸石的處理和利用。

煤和煤矸石及其燃燒產(chǎn)物被認為是潛在的二級稀土元素原材料。為從煤和煤矸石及其燃燒產(chǎn)物中分離富集稀土元素綠色提取是最佳的技術(shù)路線：環(huán)境友好、提取率高、成本低、可小型模塊化擴展。