刘 琪 尹洪峰 汤 云 袁蝴蝶 任小虎 万齐法

(西安建筑科技大学材料科学与工程学院，710055 西安)

0 引 言

煤气化炉渣是指在气化炉高温高压条件下，煤炭灰分中的矿物质完全熔融后，液态熔渣经激冷后最终生成以非晶态玻璃体为主的固体废弃物[1]。煤气化炉渣的成分受原煤的组成、灰分含量及气化工艺等要素的影响，主要由SiO2，Al2O3，CaO和残余碳等组成[2]。据报道，我国2015年约有700座各种煤气化炉投入生产，消耗的煤炭超过2.5亿t[3]，而且这一数字还在迅速增加，为此中国煤气化炉渣的年产出量近亿t。为了实现煤气化技术的“零排放”，必须实现煤气化炉渣的合理利用，这将有助于减少燃料的消耗，降低垃圾填埋的需求以及提高煤气化炉的整体经济效益[4]。煤气化炉渣是我国排放量比较大的固体废弃物之一，一般采用填埋或者露天堆放等方式处理，不仅造成对土壤资源的严重污染，而且由于其产量比较大，综合利用率低，对生态环境也造成了一定程度的破坏。煤气化炉渣可以和粉煤灰一样作为二次资源加以利用。WAGNER et al[5]研究了气化炉渣中残余碳的性质及特征，根据表观密度和物理外观的不同，将残余碳分为四种：致密性碳、 层状碳、多孔碳和形似“煤样”的残余碳，其中多孔碳和层状碳可以用作活性炭或优质碳产品的前驱体。PAN et al[6]研究了不同粒径的煤气化炉渣的基本特性，例如成分、相组成和孔结构，并分析获得了渣的粒度与炉渣特征之间的关系。ACOSTA et al[7-8]研究了煤气化炉渣的物理化学特性并分别利用50%，70%和100%的黏土与气化炉渣相混合制成了黏土砖。……