2022年 第10期
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近年研究发现，煤是重要的潜在稀土资源（REEs）来源，相比原煤，煤燃烧过程使稀土元素进一步富集至煤灰，从煤灰中提取稀土元素已成为国内外重要议题。针对煤灰中稀土元素的高效分离与提取涉及到的稀土元素赋存形态、稀土元素分布与富集规律、煤灰中稀土高效浸提回收3个关键科学问题，系统总结了煤、煤灰中稀土元素赋存形态特征。煤中稀土元素以矿物形式赋存为主，包括稀土磷酸盐、碳酸盐等稀土主矿物，以类质同象分布在硅酸盐、磷灰石等矿物晶格或以吸附态形式赋存于黏土矿物中，其具体种类和形式受成煤盆地物源类型、沉积环境、火山活动、后期岩浆/热水循环等地质活动影响；煤灰中稀土赋存形态不同于煤，一方面其化学态和晶体/配位结构发生一定程度变化，另一方面颗粒更加细小与分散，包裹、晶格替代等现象更常见。煤中不同形态稀土元素在炉膛内可能发生矿物破碎、分解、氧化、矿物间烧结、熔融以及矿物间化学反应等转化行为，燃烧后烟气输运过程中稀土可经历硫酸化、氯化等二次转化过程。总体而言，煤燃烧过程稀土主要向飞灰中迁移富集，不同级别飞灰中稀土总量差异不大，但轻稀土/重稀土质量比呈向细颗粒后排除尘器飞灰减小的趋势。基于燃煤过程煤中矿物-稀土高温转化行为与降温过程中灰成分形成过程，提出并描述了燃煤过程中铝硅酸盐捕虏稀土元素的2种富集机制。最后，以我国燃煤电厂为例，总结了不同煤种、炉型、灰类型对煤灰中稀土浸出率的影响，并以此为基础，介绍了基于物理分选和化学湿法提取的煤灰中稀土元素提取技术。未来研究应围绕煤灰中稀土元素超微结构识别与定量分析方法、燃煤工况条件-煤灰中稀土赋存形态-稀土浸出率关系、煤灰中稀土高效浸出方法与新型绿色药剂开发、煤灰中其他关键金属协同提取利用、煤灰提取残渣大规模综合利用5个方面开展系统与深入研究，为缓解我国未来稀土等关键金属资源危机、燃煤电厂煤灰固废资源化高值化利用开辟新路径。
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主管
中国煤炭科工集团有限公司
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主办
煤炭科学研究总院有限公司
煤炭工业洁净煤工
程技术研究中心 -
主编
解强
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刊期
月刊
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ISSN
1006-6772
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CN
11-3676/TD
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作者：
- 付彪
- 姚洪
- 罗光前
- 李显
- 邹杰
- HOWERJamesC
- ZHANGWencai
单位：
- 华中科技大学煤燃烧国家重点实验室；University of Kentucky Center for Applied Energy Research；Department of Mining and Minerals Engineering,Virginia Polytechnic Institute and State University
摘要：
关键词：
- 富稀土飞灰
- 煤燃烧
- 富集转化机理
- 提取技术
- 高值利用
作者简介：
付彪（1992—），男，安徽霍邱人，助理研究员,博士。E-mail:fubiao1223@gmail.com
图表：
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引用格式：
付彪，姚洪，罗光前，等.燃煤电厂稀土元素的迁移转化与提取技术［J］.洁净煤技术，2022,28(10):145-159.
FU Biao，YAO Hong，LUO Guangqian，et al.Partitioning behavior and extraction technologies of rare earth elements in coal-fired power plants［J］.Clean Coal Technology，2022,28(10):145-159.
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