煤炭科学技术

作者：顾晓薇, 葛晓伟, 刘少迁, 丁学成, 王莉, 黄冬蔚, 王达伟, 马以勒,

关键词：煤气化渣, 工业副产物, 理化特性, 建筑材料, 资源化利用,

随着现代煤化工产业的快速发展，煤气化技术在能源清洁高效利用中的地位日益突出，煤气化渣（Coal Gasification Slag, CGS）作为气化过程所产生的工业副产物排放量不断增加。然而，CGS的综合利用率仍处于较低水平，绝大多数以填埋或堆存的方式处理，既占用土地资源，又可能引发重金属浸出、碱性污染等一系列生态环境问题，严重制约了煤化工行业的绿色低碳转型和资源可持续发展。近年来，随着“双碳”目标的推进，CGS的资源属性逐渐被重视，其潜在的火山灰活性、丰富的残余碳含量、较高的比表面积以及部分玻璃相结构赋予了其巨大的应用潜力。国内外相关研究表明，通过合适的激发手段和配比优化，CGS可部分或全部替代水泥、作为混凝土掺合料、胶凝材料、制砖原料等，实现其在建筑建材领域的资源化利用。然而，现阶段CGS的利用仍存在路径分散、机理不清、理论体系不健全等问题，制约其进一步推广应用。系统梳理了CGS的产生机理与分类方式，可分为煤气化粗渣（CGCS）和煤气化细渣（CGFS）2类，并通过对CGCS与CGFS在化学组成、矿物相构成、微观形貌、颗粒粒径分布及比表面积等方面的对比分析，揭示了其在原始性能上的异同及资源化潜能差异，评估了对环境影响的风险。同时，总结了CGS在建材领域的典型应用模式，包括其在低碳胶凝材料、混凝土掺合料、建筑墙体材料、绿色再生骨料等方面的工程实践与试验研究成果，证实了其在绿色可持续建筑材料中的应用潜力，并分析了其在活性激发、残碳去除、界面相容性、长期耐久性等方面存在的技术瓶颈。明确了CGS在不同利用场景下的适用性，例如，CGCS较低的碳含量更适用于胶凝材料或砖体材料的制备。此外，结合当前的研究热点与政策导向，展望了CGS资源化利用的未来发展方向，重点提出通过多源协同激发、全固废耦合利用、功能材料制备、性能调控机制构建及生命周期评价等手段，推动其向高性能、低碳化、工程化方向发展。

来源：2025年第6期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

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