煤矸石全组分高值化协同综合利用技术

一、成果背景

煤炭作为我国重要能源，在开采和加工过程中会产生大量煤基固废，像煤矸石、气化渣等。这些固废不仅大量堆积占用土地，还会造成环境污染，同时其中蕴含的多种有价元素无法有效利用，导致资源浪费。随着环保要求日益严格和资源循环利用理念的普及，如何实现煤基固废绿色、低碳、高效、高附加值资源化综合利用，成为行业亟待解决的关键问题。

二、痛点问题

利用不充分：传统煤基固废处理技术落后，存在诸多 “卡脖子” 难题，导致固废综合利用率低，大量资源被浪费。

产品价值低：煤基固废资源化产品难以被市场接受，利用价值低或被严重低估，现有技术无法根据市场需求灵活调整产品，产品附加值难以提升。

工艺不成熟：大规模工业化处理煤基固废时，面临工艺不成熟、产品单一且质量不稳定、处理成本高、附加值低等问题。同时，煤基固废活化工艺缺乏成熟经验参考，矿物分离提纯也存在诸多技术瓶颈，如超细矿物分离困难、固液分离难、产品沉淀 pH 值范围重叠等。

缺乏标准规范：以往在煤基固废处理及能耗评价管理方面缺乏统一标准，不利于行业规范化发展和技术推广。

三、技术解决方案

全组分分离与工艺集成：针对不同煤基固废矿相特征，开发全组分分离工艺，建成煤矸石和气化渣全组分分离技术和工艺集成示范生产线。通过矿物高效活化、初步分离、化学调配浸出及高效分离技术，精确控制工艺参数，实现反应器连续稳定高效运行，建立低成本高纯度分离系统，整个工艺系统闭路循环，无三废排放。

活化工艺创新：对煤基固废活化工艺进行创新，明确反应温度、压力、时间、矿物粒度等关键参数，通过示范生产线精准控制活化过程，实现低成本、低能耗、高纯度提取目标产品。

产品提纯工艺升级：采用物理化学交叉提纯技术，涵盖磨碎、活化、物理选矿等多个环节，通过精准控制目标产品时序和 pH 值节点，解决矿物分离提纯难题，实现产品提纯工艺升级。

建立标准体系：制定《煤矸石全组分高值化协同综合利用体系》和《煤矸石综合利用过程碳排放核算技术》两大团体标准，规范煤基固废处理及能耗评价管理，为技术推广提供理论和设计支撑。

四、竞争优势分析

技术领先：首创全组分分离综合利用技术，研发出不同时空适用的分离提纯方法工艺，建立标准体系；首次结合低温活化与亚 / 超临界流体技术，揭示元素与矿相迁移规律；独创连续高效分离组合工艺，建立动力学模型，精准控制沉淀分离。这些技术处于国内外先进水平，具有很强的技术壁垒。

成本与效益优势：技术投入成本低，却能生产高附加值产品，通过全组分分离和资源循环利用，实现经济效益最大化。同时，解决环境污染问题，变废为宝，推动产业模式转变，具有显著的社会效益和环境效益。

环保优势：整个工艺过程全闭路循环，将二氧化碳融入工艺，利用稀土催化剂净化高盐废水生产高附加值盐，无三废排放，符合绿色发展理念，相比传统技术环保优势突出 。

成果对应的知识产权情况：已授权“一种煤矸石矿物综合分离方法”等国家发明专利18项，制定相关标准体系2套。

煤矸石全组分高值化协同综合利用示范生产线及厂房布局

（内蒙古长河能源产业有限公司合作项目）

（b）气化渣全组分高值化协同综合利用示范生产线

（内蒙古荣信化工有限公司合作项目）

图 煤基固废全组分高值化协同综合利用技术示范生产线