淮南是华东地区重要的能源基地，2018年原煤产量7159万吨，火电装机1400万千瓦。同时，2018年

全市煤矸石和粉煤灰产量分别达到1800万吨和900万吨。虽然淮南煤基固体废弃物作为建材原料已得到广

泛应用，但此类固废中硅铝含量超过80%，尤其是富含高附加值的稀土和贵金属元素，没有得到根本利用

。开展关键稀贵元素分离、富集的示范研究，与现有煤电产业耦合，形成稀土及贵金属富集的二次矿产

资源，推进煤基固废高值化利用，助力淮南煤基固废综合利用百亿产业集聚区建设，落实省政府关于加

快推进淮南煤基固废产业向价值链高端迈进具体要求。本项目拟在前期工作基础上，进一步研发、示范

工艺简单、能耗低、绿色环保的煤基固废稀贵元素和硅铝分离示范技术，为我国稀土及贵金属资源的多

元供给提供现实可靠途径。

1、技术难点

（1）煤基固废中稀贵元素封锁与硅铝结构中，硅铝极强化学键导致常规手段难以使稀贵元素与硅铝彻底

解离。本研究采用流态化技术，在常压、中温（400-800oC）条件下，通过添加廉价助剂，使固体废弃物

中稀贵元素与硅铝彻底解离；针对不同种类煤基固废，选择适宜的操作温度、添加剂种类及其添加量是

本技术的关键核心。

（2） 解离后的固体废弃物以超临界二氧化碳技术为核心，辅以多种物理增强手段，富集分离稀贵元素

。亚、超临界CO2 温压条件、助剂的选择及添加量、物理增强手段（超声等）的选择和优化是该技术的

关键核心。解决稀贵元素在固废复杂晶相中的价键结构、稀贵元素相间分配及相间传递、硅铝水解碳酸

化的热力学和动力学等影响稀贵元素富集、分离效率的关键科学问题是本项目的难点。

2、创新点

（1）提出以流化床中温解构和超临界二氧化碳为主要技术手段，辅以多种物理增强措施，分离富集煤基

固体废弃物中稀土、贵金属以及硅铝元素的一体化工艺流程。该工艺具有流程短、低能耗、低水耗、无

氨氮排放等优点。

（2）基于稀土和贵金属元素在反应过程中的价键特征、相间的分配和传递特征以及硅铝水解碳酸化反应

的热力学和动力学特征，研究超临界CO2温压条件、助剂种类、辅助增强手段等对煤基固体废弃物中稀贵

元素分离、富集效率的影响。

（3）基于示范装置试验明确产业化中适宜提取对象、提取效率及影响因素和能耗物流参数。通过全流程

物料平衡及动力学模拟计算，优化反应条件和操作参数，形成技术工艺包。为形成稀土等关键元素二次

矿产资源提供产业化技术保障。

技术经济效益分析（含经济效益、社会效益）

以600MW电站日产1368吨粉煤灰为例，灰中稀土含量按100ppm-300ppm计, 每年运行300天, 富集的稀

土产量可达约40-120 吨/年，稀土矿均价视元素价值高低在10万元/吨或更高，经济效益约在500万元左

右。本项目在处理煤基固废的同时，分离富集稀贵元素，开拓稀贵元素新资源，对我省煤炭企业的技术

创新、矿业城市转型发展具有积极意义。

淮南东辰集团有限责任公司主要从事对矿支护、锚固产品生产加工，煤炭及副产品销售，煤电固废综合利用，劳务输出及采煤沉陷区改造等行业。过去连续三年销售收入超30亿元，为淮南市第一大市属国有企业。投入大量资金成

功开发出全煤矸石烧结砖、全煤矸石陶粒、超细粉煤灰填料等产品。

本项目将以淮南东辰集团有限责任公司牵头、联合安徽大学和安徽理工大学现有的技术力量，组成煤基固废稀贵元素提取、硅铝分离示范项目的主要研发团队。东辰集团统筹负责项目总体安排，同时提供粉煤灰、煤矸石、煤泥等原料样品，完成示范装置选址和设备制造和安装，协助调试及提供相关试验辅助。技术支撑和相关评价分别为安徽大学和安徽理工大学的主要任务。安徽大学在国家自然科学基金成果的基础上，开展中试设计方案、装置设计、技术经济评价和技术工艺包等工作；安徽理工大学完成典样品采集、评估、工艺固废环评等工作。东辰集团与安徽大学、安徽理工大学将分别履行项目任务内容、加强互助合作、保持密切联系、确保顺利完成本项目。