煤气化细渣如何资源化利用

煤气化渣粒径受原煤粒径、矿相、工艺条件和气化环境等多重因素影响。典型的煤气化渣细渣粒径范围主要在0～65微米，粗渣粒径大多分布在38～4000微米。粗渣有多孔不规则颗粒、光滑密实颗粒、光滑球形颗粒、球状物和针棒状物5种。细渣呈粉末状，有多孔不规则颗粒、絮状物、粘附性球状颗粒和独立大球形颗粒4种。从颗粒元素分布来看，细渣中球形颗粒主要为铝硅酸盐矿物，多孔状与絮状颗粒为碳粒，粘附小球形颗粒为碳与无机颗粒混合体。而粗渣中颗粒主要为铝硅酸盐矿物颗粒或者碳与无机颗粒结合体，含碳量显著低于细渣。综合利用煤气化渣，不但可减少固废堆存量，降低对环境的损害，通过资源化的工业利用还可变废为宝，提高企业经济效益。当前我国煤气化渣的总体利用率偏低，应用主要集中在建材建工、土壤修复、道路建设和铝硅陶瓷制备等领域。在建材建工领域，煤气化渣可用作水泥原料、混凝土、建筑用砖和墙体材料。

回收利用煤气化渣，首先需要研判渣的化学成分及影响因素。煤气化渣中含有的元素依次为硅、铝、钙、铁、镁、钠、钛。硅、铝主要源于煤中的矿物质与非矿物无机物；铁、钙等杂质部分来源于煤，部分来源于气化工艺过程的补充。此外，煤气化渣含有大量不完全燃烧的成分，包括残碳和煤焦等。煤气化渣的矿相主要是煤中含有的黏土矿物在高温气化过程中经过复杂的物理化学变化形成的。与其它煤基固废相比，煤气化渣的矿相较为简单，主要为晶相与非晶相两类。研究结果表明，煤气化渣的晶相主要为石英相。根据煤种、炉型及气化工艺的不同，煤气化渣中还会出现方解石、钙长石等晶相。非晶相主要为无定型残碳和铝硅酸盐玻璃相。

煤气化工程是现代煤化工产业的关键领域。近年来随着煤化工产业迅速发展，煤制合成气产能日益提升，由此产生了大量的煤气化渣。如何消除废渣污染，实现科学处置、变废为宝，成为煤气化产业可持续发展需要突破的重要课题。煤气化渣中含有部分未被气化的碳、重金属以及微小颗粒物，如果得不到妥善处理，就会对土壤、水体和大气造成较重的破坏和污染。对煤气化渣的理化特性与矿相特征进行深入研究和分析表明，煤气化渣除了可用于建材建工领域，还可用于土壤修复、道路建设和铝硅陶瓷等领域等，是变废为宝的好材料。