废食用油协同研磨改性强化煤气化粗渣残碳回收：一种绿色高效分离新策略

针对煤气化粗渣(CR-CGCS)中残碳亲水性强、多孔结构导致的碳灰分离效率低问题，中国矿业大学团队创新性提出研磨协同废食用油(WCO)改性工艺。研究发现，研磨过程中直接添加WCO(DG)可使残碳回收率提升9.9%至71.58%，通过促进WCO分散、降低水化膜厚度等机制显著提升改性效果，为危险生物质资源化与固废处理提供新思路。

　　

煤炭气化技术作为高效清洁的能源利用方式，在提升能源效率的同时也产生了大量煤气化粗渣(CGCS)。这些堆积如山的工业固废不仅占用土地，其重金属渗漏更会污染水土环境。令人头疼的是，粗渣中残留的未燃碳虽具有回收价值，却因高度氧化形成的多孔结构和丰富含氧官能团，表现出极强的亲水性，导致传统浮选工艺存在药剂消耗大、分离效率低的痛点。更棘手的是，常规化石基捕收剂成本高且不环保，而废食用油(WCO)等生物质资源虽具潜力，但预处理工艺复杂制约其应用。

中国矿业大学的研究团队在《Journal of Environmental Chemical Engineering》发表突破性研究，开创性地将WCO直接用于CGCS残碳回收。通过对比研磨同步改性(DG)与研磨后改性(AG)两种工艺，发现DG工艺在12.8 kg/t WCO用量下，残碳回收率可达71.58%，较AG工艺提升9.9%。该研究为危险生物质资源化与固废高值化利用提供了双赢解决方案。

研究采用GC/MS和拉曼光谱解析WCO组分，结合PVM和FBRM分析其分散特性；通过FTIR、XPS和BET表征材料表面性质；创新性地在球磨机中实现WCO与CR-CGCS的同步研磨改性。所有样本均取自陕西煤气化工厂，原始灰分29.50%。

【Grinding and flotation behavior】
粒度分析显示，当颗粒度降至75-100 μm时灰分最低(26.01%)，证实适度研磨可促进碳灰解离。DG工艺的残碳回收率始终高于AG，在12.8 kg/t剂量时达到峰值71.58%。

【Mechanism analysis】
FTIR证实DG工艺更有效引入-CH₂-疏水基团；XPS显示DG使C-C/C-H含量提升5.13%；BET表明WCO能堵塞CR-CGCS的2-10 nm孔隙。PVM观测发现DG工艺产生更小WCO液滴(平均21.3 μm vs AG的35.7 μm)，提升碰撞效率。

【Conclusions】
该研究揭示研磨的机械力化学效应可减薄水化膜，促进WCO在CR-CGCS表面的铺展。DG工艺通过三重机制增效：① 原位生成微纳液滴提升分散性；② 刚性碰撞克服WCO与颗粒间排斥力；③ 同步实现碳灰解离与表面改性。这项技术不仅为WCO开辟了免预处理的新应用场景，更开创了"以废治废"的绿色循环经济模式，对实现"双碳"目标具有重要实践意义。