煤气化细渣是一种资源化利用率较低的固体废弃物，其残炭与灰质的相互混杂制约了针对其中残炭或无机矿物质（灰质）利用的两个方面，炭与灰的分离是气化渣高效资源化利用的前提。重力分选对于气化渣中+0.125mm较粗粒级分选效果较好，但气化细渣0-0.074mm粒级含量高，常规泡沫浮选细粒级药剂消耗量大，泡沫残炭产品中细粒灰质夹带严重，多段分选工艺复杂，泡沫残炭产品水分较高。疏水-亲水双液分离（HHS）是集分离与脱水为一体的技术，本文采用HHS技术对宁夏煤业公司的气化细渣的残炭与灰质分离进行了试验研究，考查了搅拌速度、搅拌时间、疏水液体用量对煤气化细渣炭/灰分离效果的影响规律。试验结果表明，随搅拌速度增加残炭产品灰分由66.35%降低至20.80%，尾矿灰分由79.70%提高至98.25%，炭/灰分离效果明显变好；随着搅拌时间的增加，残炭产品灰分由33.96%降低至28.96%，对于炭/灰分离效果影响较小；随疏水液体用量增加残炭产品灰分由28.98%降低至24.31%，再升高到26.09%，HHS中疏水液体为样品质量的60%时最佳。HHS相比泡沫浮选可得到更好的炭/灰分离效果，残炭产品灰分在30%以下，灰质产品灰分在95%以上。通过SEM-EDS、工业分析、元素分析、XRF分析和BET孔结构分析，分析总结了从原样到HHS精矿与尾矿的表面形貌变化、元素组成富集情况、孔结构变化趋势，为气化细渣炭灰分离后的分质利用提供了依据。通过残炭与灰质表面性质的测定，利用zeta电位分析、接触角分析、XPS分析以及扩展DLVO理论计算分析了煤气化细渣疏水-亲水双液炭/灰分离机理，为后续强化此炭/灰分离机制提供了理论依据。zeta电位分析表明残炭与正庚烷油珠的粘附性更强，炭经过正庚烷处理后C-C/C-H官能团的含量增加了3.61%，接触角由36.11%增加到76.13%，使得炭表面疏水性显著增强；而灰经正庚烷处理后接触角由28.08%增加到42.05%，其表面疏水性增加程度较小，说明正庚烷处理有助于增大炭与灰表面疏水性差异性。利用扩展DLVO理论计算HHS过程中各种颗粒的间的总作用势能，发现炭-炭颗粒间与炭-正庚烷的较大液滴间在60×10-9m先于灰-灰颗粒与炭-灰颗粒发生絮凝，实现大部分的炭颗粒在油相和灰颗粒在水相的富集，两相分离进而实现煤气化细渣的炭/灰分离。