铝电解废阴极碳块无害化与资源化利用

合集下载

铝电解过程危险废物的资源化利用技术

铝电解过程危险废物的资源化利用技术摘要：社会主义建设不断推进，社会观念随之不断变革，节约资源保护环境意识深入人心。

各类绿色节能技术受到关注，铝电解危废处理技术就是其中之一。

该技术的应用有助于提升资源利用率，以及减轻危废对环境污染，本文将围绕着铝电解过程危险废物的资源化利用技术展开分析，从铝电解废弃物分析入手，对目前常用的铝电解危险废弃物处理技术进行分析，并探索技术应用中存在的问题，展望未来技术发展方向，希望能够促进铝电解危废处理技术不断革新优化。

关键词：铝电解；危险废物；资源化利用技术引言工业生产离不开资源的消耗，金属资源对于各行业而言尤其重要，其中金属铝的消耗在所有金属中位居前列，每年都在增加。

铝电解产业能够为其他行业提供金属铝，市场前景广阔，但也造成了铝资源利用不够充分以及危废污染环境的问题。

铝电解产业生产过程中产生了大量的危险废弃物，这些危废对环境造成了极大威胁，如何对其进行处理一直是行业内的难题，目前的铝电解危废处理技术在应用过程中也存在很多问题需要解决。

1电解铝生产中的常见危险废物我国电解铝生产行业发展较快，铝电解生产过程中产生的危险废物对环境以及生产作业安全都有较大影响，因此必须做好危险废物的处理与利用工作。

当前电解铝生产时会出现的危险废物主要有如下几种：炭渣以及铝灰，废阴极材料和废槽衬形成的渣类物质，这种渣类危险废物又被称为大修渣。

进行电解铝生产时，炭渣的主要是阳极炭块在生产过程中发生电化学反应而发生脱落的产物，其含氟量较高，甚至可达百分之三十二。

而铝灰则是由于铝电解、熔铸等生产过程中，铝与氧化物反应生成的，其主要成分就是氧化铝。

大修渣的产生主要就是电解生产中由于设备、容器长期被电解液腐蚀，产生了物质脱落与氧化，大修渣的成份较为复杂，危险性也较大，后期回收及资源化利用难度也相对较大。

2国内电解铝危废处理技术2.1大修渣危废处理以及无害化技术在国内主要的铝电解大修渣的处理处置技术有： 1 ）北京矿冶研究总院开发的铝电解废旧阴极无害化技术研发及产业化应用技术，采用浮选—酸浸工艺分离回收炭质材料、电解质及碳化硅粉，炭粉可返回阴极生产系统，电解质可直接返回电解槽使用，SiC-Si 3 N 4 可用于制备超细耐磨材料。

炭渣和废阴极炭块回收

铝工业是国民经济的基础工业，也是高能耗、高污染行业，其健康协调可持续发展越来越受到更多人的支持和关注。

目前影响铝工业可持续发展的瓶颈问题主要是外排的固体废物，其中包括铝电解炭渣和废阴极炭块。

目前，世界电解铝工业均采用埃尔-霍鲁法生产工艺，即在冰晶石-氧化铝的熔盐体系中电解还原制取金属铝。

据工业铝电解槽的氟平衡调查统计结果，每生产一吨铝平均消耗30kg氟（从冰晶石、氟化铝和其它氟盐换算得出），其中30～40%渗透入碳阴极中。

按每吨铝计算，大约有10kg氟被电解槽的碳阴极吸收。

我国的电解槽一般在3～6年之后就要进行大修，大修时从电解槽刨出大量含有氟盐电解质的阴极炭块。

随槽龄不同，废旧阴极炭块中的电解质含量有所不同，一般槽龄越长电解质含量越高。

以4年槽龄的废旧阴极炭块来看，电解质含量约30～40%，大体上主要是氟化钠和冰晶石，其余为少量的氧化铝、氟化钙、碳化铝和氰化物等。

炭渣和废阴极炭块是铝电解工业中不可避免排放的废渣。

到目前为止，炭渣和废旧阴极炭块仍露天堆放，可溶性的氰化物和氟化物侵占土地、污染大气和水体，已经引起人们的高度重视。

国内外的铝电解企业和相关研究人员已进行了大量的研究工作和工业试验。

但是由于处理成本过高和易于引起二次污染，尚未开发出一种足够经济环保从而被铝电解企业所广泛接受和推广的处理工艺，以彻底解决炭渣和废旧阴极炭块的污染和资源浪费问题。

炭渣和废阴极炭块的主要组成是炭和电解质，都是铝电解工业所用的宝贵原料。

为了避免环境污染和提高经济效益，需要采用合理技术实现炭和电解质的分离回收。

浮选法是一种低能耗、易操作的环保分离处理技术。

东北大学对炭渣和废阴极炭块无害化和资源化进行了研究，采用浮选法对炭渣和废阴极炭块进行无害化处理，分别回收炭和电解质，实现了固体废物的资源化回收利用。

铝电解过程危险废物的资源化利用技术

灰中的铝，另一部分是对处理后的二次灰进行利用。２２１从铝灰中回收铝的方法
从铝灰中回收铝的方法有热处理和冷处理两种方法，直接回收单质铝。主要方法分为：炒灰法、等离子速溶法、回转炉处理法等。铝的回收率约为７０％。２２１１等离子体速溶法
等离子体速溶法是使用离子体喷嘴，在空气中适量加入ＣＯ２、ＣＨ４和Ｈ２，在转动炉内熔炼铝灰。铝灰被迅速加热到９５０℃，使金属铝融化流入炉底排出。铝的回收率９０％以上，除尘器中的烟尘９９％为氧化铝，同时因为炉内加入了氧化钙，会生成铝酸钙。２２１２全自动铝灰处理技术
焙烧法的目的是通过回转窑高温焙烧，除去炭渣中的炭，获得焙烧残渣，即电解质。陈喜平等通过实验确定了添加１２％助燃剂ＬＣＡ和１５％分散剂，在７６０℃ 条件下，平均反应率可以达到９５３１％，电解质回收的主要物相是Ｎａ３ＡｌＦ６、Ａｌ２Ｏ３和少量ＣａＦ２，纯度＞９９％，可以直接作为电解质使用［３］。２１２真空冶炼法
经磁选后的残浆经离心机脱水、烘干和预热后生成氟化盐，投入到电炉熔融系统。在电炉熔融系统中，由于密度不同，含炭粉的废渣浮于电熔炉最表层，氟化盐居于中层，其他杂质沉淀于底部。熔融净化后的氟化盐，进入冷却装置，最后破碎包装成为产品电解质。
２２铝灰处理技术铝灰处理技术主要分成两部分，一部分是回收铝
— ７５—
环境科学导刊ｈｔｔｐ：／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ第３８卷第５期２０１９年１０月
２１３浮选法浮选法是目前最常用和最成熟的方法。其主要
流程为：炭渣加水磨细，加入浮选药剂搅拌处理，然后进入浮选机，炭粉上浮形成泡沫刮出，电解质从槽底流排出，实现炭粉与电解质分离［５］。其主要工艺流程见图２。２１３１浮磁联合系统

铝电解电极废渣的无害化与资源化研究进展

铝电解电极废渣的无害化与资源化研究进展摘要：2021年我国原铝产量达到3850.3万t,主要采用Hall-Heroult电解法(冰晶石-氧化铝熔盐法)生产,在此过程中,因电解槽阴极内衬和阳极碳素材料长期被高温熔体侵蚀而会产生大量阴极大修渣和阳极炭渣(统称电极废渣)。

有数据显示,每生产1t电解铝大约产生40~70kg的电极废渣,我国每年产生的铝电解电极废渣高达150万t以上。

铝电解电极废渣中含有一定量的可溶性氟化物和氰化物,其浸出浓度远远超过GB5085.3—2007《危险废物鉴别标准浸出毒性鉴别》中无机氟化物限值100mg∕L、氰化物限值5mg∕L的规定,2016年被《国家危险废物名录》列为危险固体废弃物。

同时,铝电解电极废渣中的主要组成还包括炭及冰晶石等电解质成分,它们都是铝电解工业所需的宝贵原料。

关键词：电解铝;电极废渣;无害化;资源化;综合利用引言基于铝电解电极废渣同时为危险固废和二次资源的双重属性,本文以铝电解电极废渣的无害化处置、有价组分回收及其资源化利用为主线,就我国铝电解行业电极废渣的综合处理现状进行系统总结与论述,并就其存在的主要问题及未来发展方向进行展望。

1铝电解电极废渣的无害化处理无害化处置是将含污染物的铝电解废渣转化为符合环境标准的物质进行填埋或再利用，以达到环保要求。

铝电解废物中的有害成分主要包括氰化物和氟化物，因此铝电解废物的无害化处理主要涉及氰化物和氟化物的处理。

铝电解废渣中氰化物的主要形态为NaCN和Na4[Fe(CN)6，氟化物的主要形态为Na3AlF6和NaF，可溶性氟以NaF形式存在。

通常通过添加化学品、浸出、焙烧等处理，使氰化物氧化或分解，并将氟溶解在溶液中，使氟离子浓度达到排放标准，或转化为稳定的氟盐。

采用次氯酸钙作为铝电解检修渣的氰化物去除率，氢氧化钙作为氟去除率，在检修渣粉碎研磨时，按一定比例加入次氯酸钙和氢氧化钙到磨机中。

在此过程中，氰化物中的CN-在次氯酸钙的作用下被完全氧化为N2和CO2，而可溶性氟与氢氧化钙反应生成CaF2。

电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术研究

INTERPRETA TION区域治理电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术研究联合泰泽环境科技发展有限公司山西分公司贺俊杰，刘旺，晋建霞，李旭东，于壮壮摘要：随着铝电解工业的快速发展，其带来的污染问题也日益引起人们的关注，如何才能做好电解铝生产中的废物处理工作成为了相关部门应该重点研究的问题。

电解铝生产固体废物大修废渣成分较为复杂，而且其中含有大量有毒物质，如果采用普通的处理方式，将会对自然环境造成极为严重的污染。

因此在对固体废物大修渣进行处理的过程中，要采用无害化的处置技术，根据实际情况采用具有针对性的处理方法，这样才能从根本上降低废弃物对环境所造成的污染。

关键词：电解铝；固体废物；大修渣；无害化处理中图分类号：TQ172.4+4 文献标识码：A 文章编号：2096-4595（2020）44-0085-0001一、固体废物大修废渣的形成原因及其危害在生产金属铝的过程中，最为主要的一种方式就是电解铝，电解铝的主要原理是用电解溶液在氧化铝中完成单质铝电解。

在进行生产的过程中，会在电解溶液中添加一些氟化盐，氟化盐除了会直接参与到电解槽电解过程中，同时还有一部分会被电解槽的里衬所吸附。

根据相关调查研究显示，如果某工厂要生产一吨的铝，那么则会有5—6千克的氟被电解槽所吸附。

根据这一数据就不难发现，大修废渣的产生主要是由于电解厂的电解槽的大修所形成的，废渣中含有大量的氟。

所形成的废渣会对环境造成十分严重的污染，如果长此以往，不仅会污染地下水，同时铝厂周围的水资源也会受到严重污染，这不仅会影响铝厂的稳定发展，同时还会对人们的身体健康造成影响。

二、常见的工业固体废物处理方式固体废物产生的大部分原因都是由于工厂在生产的过程中所产生的，从当前的实际发展情况来看，在对固体废物进行处理的过程中，可以分为以下几种方式。

首先是直接对固体废物进行预处理，通过粉碎压缩等方式来对体积较大的固体废物进行集中化的处理，通过前期的预处理能够为后续的处理工作奠定良好的基础。

电解铝炭渣的资源化

目录摘要 (1)1电解铝工艺 (2)1.1 电解铝工艺简介 (2)1.2 电解铝废渣情况 (2)2电解铝炭渣的资源化 (3)2.1 固体废物资源化概述 (3)2.1.1 固体废物定义 (3)2.1.2 固体废物资源化定义 (3)2.1.3 固体废物资源化原则 (3)2.1.4 固体废物资源化的意义 (3)2.2 炭渣的组成成分 (4)2.2.1 X衍射分析 (4)2.2.2 化学分析 (4)2.2.3 粒度分布 (4)2.3 炭渣的综合利用 (5)2.3.1 浮选工艺 (5)2.3.2焙烧工艺 (7)3结论 (8)摘要随着社会经济的发展，科学技术的进步，从十九世纪六十年代开始，出现了电气、石油、化工、汽车、原子能等新技术，人类社会步入了今天这样繁荣文明的时代。

在技术与经济两者之间，技术的进步加快了经济的发展，而经济的发展又促进了技术的进步。

科技与经济的相互促进与发展推动了社会的进步，同时也带来了污染的加剧，废物的积累。

我国是一个发展中国家，也是一个工业固体废物的产生大国。

长期以来，我国经济发展为资源消耗型模式，随着城市化和工业化进程的加快，工业固体废物的产生量也迅速增长。

“固体废物”实际只是针对原所有者而言。

在任何生产或生活过程中，所有者对原料、商品或消费品，往往仅利用了其中某些有效成分，而对于原所有者不再具有使用价值的大多数固体废物中仍含有其它生产行业中需要的成分，经过一定的技术环节，可以转变为有关部门行业中的生产原料，甚至可以直接使用。

可见，固体废物的概念随时、空的变迁而具有相对性。

提倡废物资源化，目的是充分利用资源，增加社会与经济效益，减少废物处置的数量，以利于社会发展。

关键词：固体废物；工业固体废物；废物资源化1电解铝工艺1.1 电解铝工艺简介现代铝工业生产采用冰晶石—氧化铝融盐电解法。

熔融冰晶石是溶剂，氧化铝作为溶质，以碳棒作为阳极，钢棒作为阴极，通入强大的直流电后，在950℃~970℃下，在电解槽内的两极上进行电化学反应，既电解。

高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块

高温焙烧法处理铝电解废旧阴极炭块摘要：铝电解槽大修会不可避免地产生大量蕴含优质石墨炭资源的废旧阴极炭块,同时含有20%~30%的氟化物(Na3AlF6、CaF2、NaF)和0.2%~1%的氰化物(NaCN、Na3Fe(CN)6、Na4Fe(CN)6)。

铝电解废旧阴极炭块中可溶氟∕氰化物的浸出浓度远超国家标准(GB5085.3—2007)的排放限值,已在2021年被列入国家危险废物名录。

相关研究表明,露天堆放的废旧阴极炭块会污染土壤和水体,导致严重的氟∕氰污染,还会造成植物大量死亡和变异,与水反应还会产生大量有害气体,对于生态环境和人类健康具有严重威胁。

因此,废旧阴极炭块已成为铝电解工业绿色发展的限制性难题,必须在最大限度减少其环境污染的同时回收优质石墨炭和高值氟化盐等有价资源。

关键词：铝电解;废旧阴极炭块;高温焙烧;回收炭材料;浸出毒性引言利用浮选法回收废旧阴极炭块中的电解质和碳,在最佳浮选条件下,精矿碳品位为82.3%,碳回收率为88.5%,尾矿碳含量为6.8%,电解质回收率为89.3%。

通过碱酸两步联合浸出法处理废旧阴极炭块,同时将浸出液中所含有价电解质组分进行回收利用,回收炭纯度达96.4%,经沉降回收得到纯度为95%的冰晶石和氟化钙产品。

上述湿法处理手段充分利用了废旧阴极炭块所含组分的润湿性与溶解性差异进行无害化与资源化处理,但存在处理成本高、耗时长,且会产生HCN、HF等毒性气体,存在二次污染风险,同时会对设备造成严重腐蚀。

相较而言,火法处理具有工艺流程简单、单位时间处理量大、毒性物质有效消除等技术优势。

1试验1.1试验流程试验流程主要分为原料制备、高温焙烧及气态冷凝产物处理三个环节。

原料制备:对废旧阴极炭块进行粗碎处理,称取一定质量粗碎后的废旧阴极炭块置于制样粉碎机(FM-1)中进行细碎,随后通过振动筛分机(ZBSX92A)筛取-5+3、-3+1、-1+0.15、-0.15mm四种粒度区间的样品,并放入电热鼓风干燥箱在(110±10)℃干燥24h备用。

电解铝电解槽废渣清理报道

电解铝电解槽废渣清理报道3个月前，中国xxx分公司（下称“xx”）被环保组织向xx省环保厅举报非法堆存电解铝生产过程中的危险废物废阴极炭块1500吨。

随后，xx省环保厅责令xx依法处置，并作出撤职xx两名处级干部等处罚。

近日，xx再被曝出，针对上述危险废物的处置并未干净彻底12月18日，xx新闻从中铝公司官网获悉，中国铝业立即责成xx分公司如实查清问题，迅速整改，责任到人。

中铝公司方面称，此次所涉及的xx分公司废阴极炭块处理一事，20xx年以前委托有资质的第三方企业进行处理，20xx年以后产生的废阴极炭块全部在厂区专库内堆放。

针对此前的举报，按照当地x府的要求，xx分公司10月初已开始对以往第三方的处置场所周边认真进行排查清理，此次涉及的有关内容均为清理过程中的相关场景。

中铝公司要求xx分公司加快排查清理进度，彻底干净地整改历史遗留问题。

中铝公司还表示，公司近年来加快了铝工业环境保护系列技术的攻关，其中，废阴极无害化处理产业化示范项目已经通过验收，即将在xx分公司推广应用，从根本上解决废阴极炭块对环境的影响。

值得注意的是，此番出现在甘肃省xx市红古区平安镇岗子村山神沟的电解铝生产危险废物的排放问题在行业里并不罕见。

一名不愿具名的业内资深人士此前在对xx新闻谈及电解铝企业废物乱排放问题时表示，“这在电解铝生产企业中并不是个例，近几年随着一些企业规模的不断扩大，危险废物随意堆放问题变得日益突出。

”一般来说，电解铝生产过程中产生的危险废物主要为大修渣、浮渣、残阳极等。

xx公司此次出现问题的废阴极炭块即属于大修渣。

大修渣浸出液可溶氟质量浓度可达1000mgL以上，远大于《危险废物鉴别标准》100mgL的标准，并含有氰化物。

xx新闻查询发现，大修渣属于《国家危险废物名录》HW48有色金属冶炼废物中“电解铝过程中电解槽维修及废弃产生的废渣”，废物代码321—023—48，在危险特别中属于“T”类，也就是毒性类。

铝工业废旧碳阴极材料的综合利用

之后就要更换, 因为高温的熔融电解质 ( 其组成为冰晶石氧化铝混合物 ) 渗透进入碳阴极中而使其破裂 , 并使电解槽内的铝液从裂缝口漏出, 于是不得不停槽检修。在检修时要取出已经破碎了的碳阴极, 以及其底下的耐火砖和保温砖, 换砌新的碳阴极 , 然后重新投入生产运行。从停槽到检修完了 , 大约需要 20 天 , 在此期间铝的生产不得不停顿。经济上的损失很大。以我国一般铝厂所用的 6 万安培电解槽而论, 每台槽每次检修需要八万元。除此之外, 还一个重大的环境污染治理问题。在停槽检修时取出的废旧碳阴极材料需要排放的地方, 而且其中所含的固体电解质是一种氟化物( 主要成分是冰晶石 3NaF AlF3 ) , 它具有强烈的腐蚀性。其中还含有微量的氰化物 !Na4 F e( CN) 6 ∀。氟化物和氰化物渗入地下水中, 污染水源, 对人的身体骨骼毒害极大。此外, 还对周围动物和植物有很大危害, 影响农业生态平衡 , 使农作物减产 , 这是不得不加以治理的。再则 , 此种废旧阴极材料中所含的固体电解质和碳是有价值的物料。一般含有 70% 的碳与 30% 的冰晶石。此种碳 , 每吨值 1000 元 ,
1
综合利用废旧碳阴极材料的意义
工业电解槽的碳阴极材料在使用 3~ 5 年
冰晶石每吨值 6000 元。如果加以综合处理, 则碳和冰晶石都可返回工业电解槽应用。一个年产铝 10 万 t 的电解铝厂, 每年废旧碳阴极排放量约为 3000t。 1998 年我国产铝 200 万 t, 全国的废旧碳阴极排放量总计达以 6 万 t 。况且我国从 1954 年开始产铝, 40 年多年内累计的排放量已达到三、四十万 t 。不仅危害环境, 而且有用物料白白浪费于旷野之中。这是一项重要的环境治理项目。东北大学对于环境治理与废旧物料综合回收极为重视。在 80 年代已在贵州铝厂、抚顺铝厂内从事此项废阴极材料的调查取样分析工作。翟秀静完成首篇废旧碳阴极材料因收利用的博士学位论文。我们在 1991 年间已与抚顺铝厂合作进行半工业试验, 取得若干基础资料。我们将要设厂综合利用此种废旧碳阴极材料。

浅析铝电解槽废旧阴极的综合利用

有害物质的燃烧分解条件，进行燃烧反应，既保证达到无害化，同时利用其中炭
素材料的热能。其中的氰化物在７００￣Ｃ时分解率可以达到１００％。３有效回收利用
（一）制造冰晶石与氟化铝
磨细后用稀碱液浸出氧化铝和冰晶石，然后与电解槽烟气洗涤液混合以制取冰晶石，这样节省了大量的新鲜氟盐，残余炭渣作为燃料出售。同时，高温水
（一）碱浸出
的溶点和粘度；需要冶金焦作为燃料，炭又可作为还原剂。废旧内衬中的炭作为燃料来代替冶金焦，氟盐亦可以代替蛮石作为焰剂。也可以用作铝电解槽阳极
添加剂，用于自焙阳极中，炭可以直接用于电化学过程，而氟化物（和氧化物）进入电解质，不需要复杂的化学回收工艺流程，其中的氰化物也得到了处理。同时，废旧内衬中的部分耐火材料富含氧化铝，用于抬包中可以作为流动剂使用。
对环保造成巨大压力。然而目前，废旧阴极的处理方式是露天堆放，既侵占土地，又污染环境，其中的有毒物质氟化物和氰化物会渗入到地下污染水源，已成为一项公害。电解铝工业在创造了大量经济价值的同时也带来了环境污染。二，阴极内衬组成分析阴极的主要组成是炭和电解质，对废旧阴极原料进行机械破碎（包括粗碎、
将耐火材料被粉碎以后与适当的混凝土进行混合，可以用于维修炼钢电路的炉

电解铝大修渣的无害化处理研究报告

电解铝大修渣的无害化处理研究报告铝电解槽主要由阴极糊料、阴极炭块、高铝耐火砖、黏土耐火砖、氮化硅砖、高强浇注料、干式防渗料、硅酸钙板和异型炭块等构成。

在高温和化学腐蚀的作用下，上述炭、耐火材料和绝缘材料的化学和机械作用使得大修渣（以下简称SPL）的组分比较复杂。

SPL的化学组成表由于SPL中各组分性质的差异，使其没有固定的处理方式，因此填埋、焚烧、海洋丢弃等是以往常见的处理方法。

但SPL中可溶性或可水解性的氟化物、氰化物和炭化物等遇水会对生态环境产生严重的危害，发生反应见式：NaF+H2O→HF↑+NaOH2AlN+3H2O→Al2O3+2NH3↑Al4C3+6H2O→2Al2O3+2CH4↑[Fe(CN)6]4-+6H2O→4OH-+Fe(OH)2↓+6HCN↑4HF+SiO2→SiF4↑+2H2O2016年《国家危险废物名录》将电解铝过程中电解槽维修及废弃产生的废渣定义为危险废物，危险代码为HW48-321-023-48。

另外自2018年1月1日起施行的《中华人民共和国环境保护税法》中规定，危险废物征收环境保护税1000元/t，因此对于电解铝生产单位而言处理SPL迫在眉睫。

目前SPL的无害化处理方法有：1 湿法1.1 浮选法浮选法是指利用SPL中不同组分的疏水性差异，从SPL原样中分离出电解质和炭。

在浮选过程中加入的药剂被称为浮选剂，浮选剂由发泡剂、抑制剂和捕收剂组成。

发泡剂的作用是使空气弥散在矿浆中，增加炭块周围的气泡从而增加炭块上浮的机械强度，常用发泡剂有2#油和醚醇；抑制剂的作用是削弱和消除捕收剂对浮选物的相互作用，常见的抑制剂为水玻璃；捕收剂的作用是选择性地作用在炭块表面，使炭块具有更好的疏水性，一般用煤油作捕收剂，其组分主要为Ｃ11和Ｃ16的烷烃，能和炭块有很好的相互作用。

工艺流程如下图：由上图可知，将SPL破碎球磨后投入浮选机中进行浮选。

在浮选过程中对矿浆搅拌、充气，矿浆中经捕收剂处理的炭疏水性强，易和气泡结合被“拖”到液面上，对炭浆过滤烘干后可得较高纯度的炭。

铝电解废阴极固体废物的处理技术

每生产１ｔ铝需要消耗５０ｋｇ电解质，电解质原料一般采用冰晶石、氟化铝、氟化镁等，在生产过程中电流和电解质渗透作用破坏电解槽结构。产生的大修渣包括废阴极炭块、废槽衬（包括废耐火砖、废保温砖、废保温炉渣等）、废阳极炭渣。每生产１ｔ电解铝产生３０～５０ｋｇ废旧阴极材料，废阴极炭块含有Ｃ、ＮａＦ、Ｎａ３ＡｌＦ６、ＡｌＦ３、ＣａＦ２、Ａｌ２Ｏ３、氰化物等，主要含炭５０％～７０％、电解质１０％～３０％、氟化物３０％～５０％、氰化物０２％［３－５］。
氟化物来源于铝电解生产原料中的氟元素，氰化物是电解过程中Ｎ２和炭元素发生反应产生氰化物。电解槽电流容量、内衬结构、内衬材料、电解工艺、使用年限等因素，影响废阴极炭块的元素分布、物相组成、微观结构。铝电解危险固体废物中氟化物的存在方式主要是氟化钠和冰晶石及其中间产物，铝电解废阴极炭块的浸出液Ｆ－和ＣＮ－含量超过国家《危险废物鉴别标准———浸出毒性鉴别》的要求（Ｆ－＜５０ｍｇ／Ｌ，ＣＮ－＜１ｍｇ／Ｌ），因此电解
填埋法是最简单最直接的方法，但是固体废物中的可溶性氟化物和氰化氢会溶解于水中，危害环境和人类饮水安全，１９９６年开始美国等发达国家已经禁止废旧阴极露天堆存或直接填埋［５，１６］。
填埋之前需要无害化处理分解氰化物和固定可溶性氟化物，主要是添加钙盐ＣａＯ、ＣａＣｌ２、石灰石、铝溶液等，可溶性氟化物生成稳定的ＣａＦ２、氟化铝，添加氧化剂或者高温可以分解氰化物，从而达到无害化效果。［１７，１８］２２火法、高温水解法
中国铝业郑州轻金属研究院开发了 “铝电解废阴极无害化技术研究及产业化应用”，以石灰石氧化钙为反应剂、二氧化硅为添加剂处理废旧阴极，分解氰化物和固化可溶氟化物。北京矿冶研究总院与中电投宁夏青铜峡能源铝业集团有限公司共同开发了一种综合回收利用废旧阴极和废槽衬的技术，利用浮选法回收炭材料和电解质。

电解铝危险固废中氟污染无害化处理技术研究

电解铝危险固废中氟污染无害化处理技术研究发布时间：2022-05-04T06:50:33.089Z 来源：《工程管理前沿》2022年1月2期作者：李璐[导读] 作为工业氟污染工作中的核心污染物李璐陕西有色榆林新材料集团有限责任公司陕西省榆林市 719000摘要：作为工业氟污染工作中的核心污染物，电解铝危险固废氯化物污染十分重要，因此为了进一步解决电解铝危险固废中氟污染无害化处理技术展开深入化探讨分析，首先针对电解铝废阴极碳块、SiC-SiN-4以及耐火砖当中存在的氟化物状态，同时将这之中所有存在的氟化物基本组成特征，同时将其中氟化物基本构成特点作为基础，通过这样的方式确保氟化物完成回收，并针对与之相关的固话处理产业技术做出全方位探讨，通过这样的方式来为后续电解铝的固废无害化工作处理作出坚实的技术保障。

关键词：电解铝；危险固废；氟污染无害化对于电解铝而言，其在生产的全过程中，可能需要冰晶石、氟化铝以及氯化钠等作为电解质应用，通过这样的方式能够在极大程度上降低电解的温度，确保能源消耗大幅度下降。

而根据现阶段我国电解铝生产量展开综合计算，则每一年我国现阶段经由电解铝槽产生的氟化物排放量接近30万t。

而现阶段，在完成电解铝大修槽的拆解工作之后，在大部分情况下会选择应用掩埋的形式针对这一类危险固废作出处理。

而在冰晶石、氟化钠等经由雨淋过后，很可能其中一部分会进入到土壤当中，最终导致环境受到影响，在很大程度上导致氟污染的情况出现。

一、氟化物造成危害经由实践采样工作后发现，在某地区引进铝厂过后，该地区周边的农作物生长受到了差异化程度的影响，在较为严重的情况下很可能导致农作物出现绝收情况[1]。

根据这一状况可以发现，电解铝厂本身具备的污染因素受到影响，甚至在较为严重的状况下很可能导致农作物绝收的问题出现。

同时根据相关经验可以发现，在电解铝厂距离不断提升的情况下，土壤当中的氟含量会呈现出不断下降的趋势，一旦土壤中的氟含量达到了200mg/kg，则可以认为土壤受到污染。

铝电解工业危险废物资源化处理工艺

铝电解工业危险废物资源化处理工艺摘要：近十几年来，我国的电解铝产能显著升高，但是电解铝行业发展中始终具有高污染和高耗能特征，并由此引发了严重的环境污染。

危险废物处理对电解铝行业的发展造成了阻碍，所以我国也研发了多种不同形式的无害化及资源化处理技术，希望改变电解铝工业发展现状。

关键词：铝电解工业；危险废物；资源化处理引言废阴极炭块含有大量的炭和氟化物,具有潜在的利用价值。

近几十年来,国内外学者对废槽衬或废阴极炭块的资源化利用进行了深入研究,提出了多种资源化利用方法,其核心就是实现炭和氟的高效分离,以及氰化物的无害分解,即将危险废物转化为一般工业固体废物,基本实现废阴极炭块的资源化利用或无害化处置。

废槽衬所含的耐火砖、防渗料等中的碳和电解质含量低,处理难度大,回收利用价值低,经济性差,因而很难资源化利用。

本文对电解铝工艺产生的废阴极炭块的资源化利用研究现状进行了综述,并对其未来发展方向进行了展望。

1工业废物的概念工业废物也就是工业固体废弃物，是工业企业在生产过程中产生的固体废物，依据废物特性，可分为一般工业废物和危险废物。

导致工业废物出现的原因多种多样，受到处置方式、操作方式和技术设备等方面的影响，工业废物具备不同特性。

首先，工业废物造成的污染通常不具备流动性及扩散性。

其次，因为工业固废对环境造成的污染具有一定的间接性，不会通过流动、扩散等对周边环境造成直接影响。

工业废物对自然环境造成的污染主要是由生物、物理方面的原因间接导致的。

最后，由于其所具有的间接性，使工业废物所带来的污染同时也具有隐蔽性。

一般来说，工业废物造成的污染往往会通过其他的污染形式表现出来，且很难找到最初的污染条件，因此，往往难以发现，导致对工业废物污染缺乏必要的重视。

2铝电解过程主要危险废物分类及特征在电解铝生产过程中，经常出现的危险废物种类有：炭渣、铝灰、大修渣，其中大修渣又可划分为废阴极和废槽衬这两种。

电解铝生产中出现的盐渣和浮渣均为常见的危险废物。

铝电解过程危险废物的资源化利用技术研究

铝电解过程危险废物的资源化利用技术研究摘要：长期以来，电解铝行业的高能耗、高污染状况没有根本改变，环境污染问题越来越突出，特别是危险废物的处理开始严重制约电解铝行业的绿色健康发展。

近年来，国内外不断探索、实践、开发多种无害化、资源化利用技术，阐述了铝电解过程中产生的危险废物的性质和主要处理技术。

关键词：铝电解；危险废物；资源化利用引言随着我国冶金工业的发展，氧化铝、电解铝的生产能力迅速释放，高品位的铝土矿资源不能完全满足生产需求，越来越多的低品位铝土矿被开采利用。

低品位铝土矿在满足生产能力的同时，其产品氧化铝杂质含量高影响铝电解生产的弊端也越来越明显。

部分地区铝土矿生产的氧化铝中含有较高的氧化锂成分，过量使用会在铝电解体系中富集锂盐，严重影响铝电解的正常平稳运行，不利于铝电解工艺的操作和经济指标的维持提高。

如何改善铝电解高锂电解质体系，降低对高锂电解质生产的影响已成为铝电解行业共同面临的难题，各企业也为此做了大量的努力和工作。

1铝电解过程主要危险废物分类及特性电解铝生产过程产生的危险废弃物主要包括炭渣、铝灰、大修渣，大修渣分为废阴极和废水槽衬。

根据《国家危险废物目录》，电解铝过程中电解槽修理及报废产生的废渣和电解铝过程产生的盐渣、浮渣被列为危险废物。

铝电解中，阳极炭块主要反应生成二氧化碳、一氧化碳，未参与电化学反应的部分直接从阳极脱落，形成炭渣。

其主要成分为c、α-Al2O3、氟铝镁钠石和锥冰晶石，氟含量可达32%。

铝电解铸造、铝合金制造过程中产生许多副产品，它是铝金属和其他成分铝氧化物的混合物，称为铝渣，也称为铝灰。

主要成分是氧化铝、铝、硅、铁、镁的氧化物和钾、钠、钙、镁等金属氯化物。

其中含有15%~25%的铝、50%~80%的氧化铝。

电解铝用阴极的主要成分为碳，长期浸渍在电解铝液中，受到氟化盐、铝液和各种应力的作用而发生变形和破裂，其裂纹中残留较多的氟化物，其中c含量约为50%~70%，含氟量约为50%~70%几年后的电解槽大修时，由于大量的废槽衬里(SiN-SiC)被清洁，长期受到电解质的侵害，含有少量的氟化物和氰化物，是危险废弃物。