经过多年的积累和发展，煤气化技术已经形成了上百种炉型，工业化炉型也有数十种。气化炉渣是煤中矿物质在煤气化过程中经过一系列的分解、化合反应生成的产物。气化炉底出渣口排出的为粗渣，合成气带走的少部分颗粒通过后续的洗涤、闪蒸、压滤等过程形成细渣。粗渣和细渣统称为气化炉渣。
1气化炉炉渣的成分和结构
研究表明，气化炉渣主要由SiO2、Al2O3、CaO、Fe2O3和残碳组成，其含量与煤种、气化工艺条件和加料方式有关。气化炉渣微观结构呈多孔状，残碳多为海绵状多孔[1]。
气化细渣的资源化利用
气化细渣在炉内的停留时间比气化粗渣短，残碳含量高，而高残碳含量会造成较大的烧失量。烧失量是衡量细矿渣能否用于水泥、混凝土等建筑材料的重要指标。
残碳是一种多孔的惰性物质，残碳的存在会增加新拌混凝土的需水量，降低混凝土的强度和耐久性，在颗粒表面形成疏水膜，阻碍水化凝胶和晶体的生长和相互连接，从而破坏混凝土内部结构，降低混凝土的性能，特别是混凝土的抗冻性。目前细渣利用的主流方式是将细渣掺入燃煤中，送入循环流化床锅炉燃烧。所得炉渣与锅炉炉渣一起使用，所得飞灰纳入锅炉飞灰的资源化利用。
3气化粗渣的资源化利用
目前，气化粗渣的有效处理程度不高，主要采用堆放或填埋的方式处理，不仅占地，还会产生粉尘。如果防渗措施不到位，还可能对水和土壤造成污染。
3.1用作建筑材料的原材料
气化粗渣的成分和特性与水泥、混凝土和其他建筑材料相似。除此之外，用作建筑材料也很经济，所以可以用作水泥、混凝土、墙体材料等建筑材料。
3.1.1用作水泥原料
普通水泥是将石灰石、粘土和铁矿粉按比例磨细，然后在1 450℃左右煅烧得到熟料，再将熟料和石膏一起磨细，按比例混合而成。颜[2]用气化炉渣代替50% ~ 70%的粘土配料配制水泥。与传统全粘土配料制成的水泥相比，其各龄期强度相近。袁、等[3]利用陕西神木化工有限公司德古气化炉炉渣，辅以石灰石、粘土、铁粉为原料制备硅酸盐水泥熟料，熟料掺入石膏(2%)制备出符合国家标准GB/T 1346 & mdash；2011水泥标准稠度用水量、凝结时间和安定性试验方法及GB/T 1767 & mdash；硅酸盐水泥涂膜耐候性的979试验方法。
3.1.2用作水泥基混凝土的骨料和外加剂
普通混凝土是以水泥为胶凝材料，以砂石为骨料，加水搅拌而成的水泥混凝土。为了改善混凝土的某些性能，往往要加入适量的外加剂。
粗矿渣具有一定的粒径分布，其主要成分SiO2和Ca具有一定的强度，可以代替砂石作为混凝土中的骨料。李燕[4]以气化炉渣为混凝土掺合料。当矿渣等量取代水泥且矿渣含量小于30%时，掺矿渣混凝土的后期抗压强度高于掺粉煤灰混凝土。
3.1.3新泡沫混凝土的制备
泡沫混凝土是一种新型建筑节能材料，具有防火、轻质、隔热、施工方便等特点，在建筑保温领域具有广阔的前景。气化炉渣含有大量的含硅玻璃(Al2O3 & middot2SiO)2、活性SiO2和活性Al2O3具有潜在的火山灰活性，满足混凝土对原材料的要求。陆永明等[5]将矿渣磨细成灰，制备了抗压强度约6 MPa、表观干密度约740 kg/m3的泡沫混凝土，其性能符合JG/T 266 & mdash；2011泡沫混凝土相关要求。
3.1.4免烧砖的制备
以粉煤灰、煤渣、煤矸石为主要原料，将原有的二氧化硅、三氧化二铝和三氧化二铁充分水化，形成硅铝酸盐型玻璃体，再与水化氧化钙反应，形成水化硅酸钙胶体玻璃体。在添加剂的作用下，胶体玻璃逐渐固化形成高强度的网状结构，原料经过合理的混合和养护，制成免烧砖。这种砖不经过高温煅烧，所以被称为免烧砖。张立平等[6]以气化渣、锅炉渣为主料，生石灰、水泥、粉尘灰为辅料，石膏为激发剂，按JC/T 422 & mdash；2007非烧结砖废尾矿砖和GB 11945 & mdash1999蒸压灰砂砖标准要求的免烧砖。
3.1.5免烧陶粒的制备
陶粒具有许多优异的性能，如密度低、重量轻、综合强度高、保温隔热、耐火抗震性能好、耐候性好等。具有广阔的应用前景。传统粘土陶粒多为高温烧结，存在能耗高、原料利用率低等问题。张凯等[7]以73%煤气化粗渣、12%石英砂和15%水泥为主要原料，煤气化粗渣来自西北煤制甲醇厂，采用免烧工艺制备煤气化粗渣陶粒。陶粒的圆筒抗压强度达到GB/T 17431.1 & mdash；2010轻集料及其试验方法-第1部分:轻集料的标准要求。3 . 1 . 6 Sialon粉末的制备Si alon是一种耐高温、耐腐蚀的Si-Al-O-N高分子材料，广泛用作耐火材料和高温陶瓷等领域的合成原料。气化炉内的SiO2 _ 2、Al _ 2O _ 3、CaO和残碳都是通过碳热还原氮化合成Ca-α；-赛隆和Ca-β；-赛隆的必需成分。尹红峰等[8]以德国古气化炉渣为主要原料，将气化炉渣球磨细粉与炭黑按一定比例充分混合，以纸浆废液为粘结剂，采用碳热还原氮化法合成主成分Ca-α；-赛隆和Ca-β；赛隆粉末。
3.1.7轻质保温墙体材料的制备
轻质保温墙体材料的基本指标是:导热系数不大于0.29 W/(m & middot；k)，体积密度小于1.00 g/cm3，抗压强度大于0.3 MPa。
轻质保温墙体材料是我国节能墙体材料的发展方向。这种墙体材料一般可以使用大量的粉煤灰、煤矸石等固体废弃物。气化炉渣的成分与粉煤灰相似，其中残留的碳也可以作为烧结时的内燃，降低了能耗，而且燃烧后会形成大量的微孔，降低了坯体的密度和导热系数。冯[9]以德国古气化炉渣为原料，添加不同比例的粘土，制备出符合要求的轻质保温墙体材料。
3.2用作吸附材料处理废水
气化炉炉渣结构疏松多孔，比表面积大，残碳的存在使炉渣具有类似活性炭的性质，因此气化炉炉渣具有吸附作用。浦宇等[10]用鲁奇炉渣处理煤气废水，COD(化学需氧量)去除率为41.9%，酚类去除率为71.2%。董茹等[11]以兖矿榆林能源化工公司煤制甲醇厂气化炉炉渣为吸附剂，鸡毛角蛋白为助凝剂处理洗煤废水。吸附率达到99.33%，效果优于PAM(聚丙烯酰胺)、PAC(聚合氯化铝)等常用水处理添加剂。研究表明，通过酸碱改性可以增加气化炉炉渣的比表面积，促进水中胶体或絮体的形成，从而进一步增强炉渣的吸附性能。
4结论
目前，对气化炉渣缺乏系统的研究。同时，由于气化技术、气化条件和气化用原煤的差异，气化炉渣的组成和结构也存在较大差异，成为其资源化利用的制约因素。
a)目前对气化炉渣的研究成果很多，但气化炉渣的利用处于初级阶段。目前，粗矿渣主要用于混合水泥或混凝土等传统建筑材料；细渣用作循环流化床锅炉的混合料，回收热值后再利用。b)气化炉渣可用于制备新型泡沫混凝土、免烧陶粒和新型墙体材料，也可作为吸附剂处理废气和废水，是实现气化炉渣高附加值利用的一条途径。但目前处于实验室研发阶段，短期内难以成为主流应用方式。c)目前尚无煤气化炉渣用作水泥、混凝土等建筑材料的标准或技术规范。气化炉渣的成分与粉煤灰相似，粉煤灰资源化利用技术的研究和应用相对成熟。国家颁布了一些标准和技术规范。虽然两者的成分和含量不同，但在其利用技术的研发中仍有借鉴意义。
