气化渣是煤气化过程中产生的副产物，较难进行工业化处理。为实现对气化渣的合理有效利用，对我国鄂尔多斯地区典型的水煤浆工艺所产的气化粗渣进行简单的筛分处理，将其分为高、中和低碳三类碳渣。利用XRF、元素分析仪、XRD、SEM、BET比表面积分析仪、热重分析仪和ICP-MS等分析设备对三类碳渣的物理化学性质、重金属含量、碳含量、微观形貌、矿相组成和孔隙结构等进行表征分析。高、中和低碳三类碳渣具有显著的性质差异，筛分作业能较好地实现了气化渣的初步分质，为气化渣的利用奠定了基础。
煤气化渣是煤气化反应过程中产生的副产物，是煤中无机矿物质和残留的碳质颗粒的集合体[1-2]。气化渣与煤矸石及粉煤灰在性质和组成上有一定的相似性，也属于煤基固废物[3-5]，目前很难进行合理规模化开发再利用。气化渣的大量堆积，不仅给煤化工企业造成相当大的经济负担，占用土地面积，对大气、水体和土壤等周围环境造成污染[6-8]。对气化渣特性进行全面系统地研究分析，根据其特性进行合理开发再利用，不论从经济角度，还是从环境和社会角度看，都有极其重要的意义[9-10]。
Wagner等[11-12]针对气化渣中残余碳的特征进行了研究，确认了气化渣残余碳主要由多孔或层状、致密、各向同性和各向异性四种类型的碳颗粒构成，其中以致密型残余碳为主，而残余碳中的多孔或层状碳具有较高的BET比表面积，且残余碳在+160μm粒级中富集度较高。吕飞勇等[13]对气化渣中的磁性灰粒进行了研究，分析了不同粒级粗渣和细灰中磁性灰粒的分布情况，阐释了气化过程中磁铁矿的形成迁移机制，为气化渣的磁选分质利用和源头减量提供了基础数据支撑。吴阳等[14]以宁东煤Texaco气化炉和GSP气化炉产生的灰渣为研究对象，对比了两种气化装置产生的粗渣和细渣在表面形态和碳含量等方面的特性。王文钰等[15]着重对宁夏和大同等煤化工基地Texaco炉、航天炉和shell炉三种炉型所产气化细渣的燃烧脱碳特性进行了分析，结果表明，就目前常规的燃烧脱碳技术无法实现气流化床煤气化细灰的高效脱碳。
气化渣分为粗渣和细渣，粗渣占比70%左右，气化渣的特性与煤种和生产工艺条件密切相关[16-17]。目前，针对某一地区煤种及具体气化工艺，基于分级利用的思路，对气化渣的性质进行全面系统性地研究还不够。本文着眼于煤气化渣规模化处置的需求，以中国鄂尔多斯某大型煤化工企业水煤浆气化工艺所产气化粗渣为研究对象,研究通过粒度分级初步实现气化粗渣中碳灰的分离富集，并对分级后产品的矿相组成、吸附性能、热解行为和重金属含量等特性进行分析，为气化渣的规模化分级改质利用奠定基础。