煤气化技术作为煤炭高效清洁转化利用的重要技术，其无机组分含量约占 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，主要是由于缺乏对碳的微观物化性质深入分析，导致脱碳效率低、成本高，目前主要以堆存方式处理，造成了严重的环境污染。针对上述问题，本文以内蒙古某公司以烟煤为原料在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手段，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、碳的失重范围以及气化滤饼的反应活性等方面展开了深入研究和分析。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；在 500~700 ℃条件下进行的热重分析，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；对其灰熔点分析，发现软化温度在 1130 ℃，流动温度在 1247 ℃，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。