煤气化技术作为煤炭高效清洁转化利用的重要技术，其无机组分约占20%，主要以气化灰渣（气化滤饼和粗渣）形式外排，其中气化滤饼碳含量达20%～50%，是资源化利用的关键技术瓶颈，由于缺乏对碳微观物化性质的深入分析，导致脱碳效率低、成本高，主要以堆存方式处理，造成环境污染。针对上述问题，以内蒙古某公司气流床气化得到的气化滤饼为研究对象，采用XRD谱图精修、粒度仪、扫描电镜、碳硫分析仪、热重分析仪以及灰熔点分析仪等对气化灰渣的元素/矿相组成、碳结晶度、碳在不同粒度中的分布规律、碳与无机相赋存形态和微观形貌、碳失重范围以及气化滤饼的反应活性等方面进行研究。结果表明：气化滤饼中碳主要以反应活性较高的无定型碳和惰性的石墨碳2种形态存在，其比例分别为92.94%和7.06%，其赋存形态主要是由煤种和气化条件决定；气化滤饼中碳赋存形态包括单独存在的絮状碳颗粒、与无机组分熔融的不规则颗粒，且细颗粒中含碳量高，粗颗粒中无机组分含量高；500～700 ℃热重分析的失重高达27.38%，与碳硫分析和马弗炉烧失量结果较为一致，说明该部分烧失部分主要是碳的高温热解导致；通过分析灰熔融温度，发现软化温度在1 130 ℃，流动温度在1 247 ℃，在煤气化温度范围内具有较高的反应活性，可用于循环掺烧实现碳资源的高效回收利用。