太原理工大学王建成教授研究团队在煤气化渣资源化利用领域取得重要进展。该团队创新性地利用煤气化细渣中残炭与灰分在粒度、密度以及磁性上的差异,开发出一种高效的重-磁耦合分离工艺,实现了残炭和灰质的高效分离,为煤气化渣低成本、大规模、资源化利用提供了关键技术支撑。相关成果以“Experimental research and mechanism analysis of combined gravity-magnetic separation on coal gasification fine slag”为题发表在IJCST(International Journal of Coal Science & Technology,https://doi.org/10.1007/s40789-025-00824-y或点击文末“阅读原文”)。
我国煤气化技术快速发展,每年煤气化渣排放量超5000万吨,目前仍以填埋为主,带来严重的环境与生态压力。传统浮选法存在药剂成本高、易造成二次污染等问题,亟需开发绿色高效的物理法分离技术。该研究基于残炭与灰颗粒在水介质分离环境中的视密度和磁特性的显著差异,提出了“粗粒重选-细粒磁选”的复合力场分离工艺,系统揭示了灰渣中不同属性颗粒在分离过程中的迁移规律。
Product
Yield/%
Ash content/%
Combustibledistribution/%
High-carbon product
12.53
16.84
42.91
Rich-ash product
69.62
80.56
55.73
High-ash product
17.85
98.15
1.36
Total
100.00
75.71
研究表明,在最优结构参数和操作参数组合下,经水介质旋流器一次分选,可得到产率11.64%,灰分15.29%的高碳产品;富灰产品产率73.22%,灰分83.54%;高灰产品产率15.49%,合计灰分97.60%。水介质重力初选使残炭在高碳产品和富灰产品中得到了有效富集。
对重选富灰产品再经高梯度磁选精选,碳回收率达43.48%,灰分降低了5.42%,有效实现了煤气化渣的“提碳降灰”。全流程分析证实,该联合工艺碳损失率低至3.49%,整体分离效果显著。
团队未来将继续探究复合力场在煤气化渣分离过程中的作用机制,并着力推动该技术的中试放大与工程示范,优化连续运行及系统控制参数,并深化碳、灰产品的高值化应用研究,助力煤化工行业绿色低碳转型。
樊盼盼,博士,太原理工大学化学与化工学院,硕士生导师。长期从事煤炭/含碳煤基固废高效分离装备与理论、煤基固废资源化利用的教学和研究工作。主持国家自然科学基金、国家自然科学基金重点项目子课题、中央引导地方科技发展资金支持项目、省部级项目等各类纵向科研项目9项,在International Journal of Coal Science & Technology等国际学术刊物发表论文20余篇。
王建成,太原理工大学教授,博士生导师,国家级人才称号获得者。现任太原理工大学环境与生态学院院长,兼任煤科学与技术教育部重点实验室主任。主要从事煤热转化过程污染物控制与资源化利用方面的研究。获山西省污染防治攻坚战先进个人、山西省科教兴晋突出贡献专家、山西省学术技术带头人、“山西省三晋英才”拔尖骨干人才等荣誉称号。先后主持国家基金重点基金、科技部重点研发课题、省部级和企业委托课题20余项。以第一作者或通讯作者在SCI期刊上发表学术论文80余篇,授权国家发明专利20余件,出版专著2部,获山西省自然二等奖2项,领衔获山西省教育成果奖(高等教育)一等奖1项。
引用格式:Fan, P., Ge, Z., Ren, Z. et al. Experimental research and mechanism analysis of combined gravity-magnetic separation on coal gasification fine slag. Int J Coal Sci Technol 12, 81 (2025). https://doi.org/10.1007/s40789-025-00824-y
煤炭科学研究总院期刊中心拥有科技期刊21种。其中,SCI收录1种,Ei收录5种、CSCD收录6种、Scopus收录8种、中文核心期刊9种、中国科技核心期刊11种、中国科技期刊卓越行动计划入选期刊4种,是煤炭行业最重要的科技窗口与学术交流阵地,也是行业最大最权威的期刊集群。
International Journal of Coal Science & Technology (IJCST) 创刊于2014年,由中国科协主管,中国煤炭学会主办,煤炭科学研究总院承办,采取开放获取出版模式,发表地质、采矿、化工、能源、环境等领域的原创性研究成果和高质量综述,为全球从事相关领域的学者提供国际交流平台。目前,IJCST已被SCIE、Ei、Scopus、CSCD、CAS、GeoBase等国内外重要数据库收录,中科院一区TOP期刊,2019年、2024年连续入选“中国科技期刊卓越行动计划”,2024年影响因子达8.7。
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编辑整理:李艾稣
审 核:陶 赛
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