煤田地质与勘探

作者：王禺昊, 董众兵,

关键词：粉煤灰, 战略性金属, 活化, 提取, 绿色, 低碳, 资源化, 进展,

背景粉煤灰作为燃煤发电产生的大宗固体废弃物，全球年产量超过7.5亿t，其无序堆存会导致严重的环境风险(如重金属渗滤液、PM2.5排放)。然而，粉煤灰富含铝(Al 100~200 mg/g)、镓(Ga 10~300 μg/g)、锂(Li 1 300~3 700 μg/g)及稀土元素(REEs 200~800 μg/g)，成为战略性金属的潜在替代资源。方法通过分析国内外现阶段粉煤灰中金属提取相关技术，阐述粉煤灰中多种有价金属的赋存机制：Li以类质同象形式替代Al3+或Si4+赋存于硅铝酸盐中；Ga以Ga3+的形式取代Al3+存在于硅铝酸盐中；锗(Ge)以GeO2的形式分散于玻璃相中；REEs主要被Si―O―Al网络结构包裹于硅铝酸盐玻璃相中。进展重点分析Li、Ga、REEs等有价战略性关键金属的活化提取技术及分离工艺进展：Li的提取经过酸浸/碱浸、吸附剂吸附、洗脱得到Li2CO3结晶；通过酸浸、溶剂萃取、反萃可以提取Ga；利用酸浸/碱浸、分离与富集及沉淀与煅烧可以提取REEs。结合实验数据与工业案例，揭示工艺效率的关键控制因素如煅烧温度、助剂种类、酸/碱浓度等，进而降低杂质溶解率。展望提出多金属协同提取与低碳化发展方向，包括发展多金属分步浸出−选择性分离工艺、开发混合助剂活化与选择性强化、利用微波/超声等绿色工艺代替高能耗步骤降低焙烧温度与能耗、开发余热回收与可再生能源包括用于浸出液预热及利用残渣制备沸石分子筛等。针对战略性关键金属活化提取工艺的复杂性与二次污染问题，可基于绿色低碳工艺开发与智能材料设计，开发可多次循环使用的浸出溶剂，推动粉煤灰资源化技术的规模化应用。

来源：2025年第8期

《煤田地质与勘探》期刊编辑部

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