铝电解废阴极固体废物的处理技术
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。
论电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术
论电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术摘要：伴随着电解铝生产技术的不断发展，再加上我国环境改造工作的不断推行，关于电解铝生产和大修形成废物的处理也被提上日程。
这些废渣的构成非常复杂，而且其中包含的有害物质会对环境和人体造成损伤，如果处理不当的话会造成非常严重的后果。
本文主要分析论电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术关键词：电解铝生产；固体废物；大修废渣；无公害处置技术引言近些年电解铝行业也对这一问题进行反复地实验，无公害处理技术也是其研究的主要内容。
本文对电解铝生产和大修中固体废物的产生进行了分析，并且研究了电解槽清理过程中需要注意的事项，结合实际情况分析了其成因。
只有在电解铝生产中落实无害化处理的形式，才能够有效地降低工业废渣对环境的污染，使其在同行业竞争中占据有利的位置。
1、固体废物及大修废渣的无害化处理分析在进行电解质残渣的处理时，要注意大型电解槽的维护。
因为电解质处于长期运行的状态中，在对其替换内衬时会产生大量的残渣。
电解铝生产约3%，浸出液中可溶性氟浓度的保持质量可到达1000mg/L以上，远远超出了工业废物排放的标准。
而且其中含有大量的氰化物，会对人体机能造成很大的损伤。
大修炉渣主要是耐火砖和阴极炭块，目前还没有可供参考的无害化处理案例。
阴极炭块浮选酸洗工艺可用于回收碳和氟化钠，宁夏的企业曾用耐火砖来稳定石灰石的固化，将其作为一般的固体废物处理，这一形式在国内已经开展逐步推广。
2、在处理电解铝生产中的固体废物时需要考虑的问题2.1废物处理站的选址问题废物处理站的选址是非常重要的，它会与后期固废处理带来的环境影响有直接的联系。
合理的选址能降低对周边环境带来的伤害，而且其运营成本也将会随之减少。
所以处理站的选址是非常重要的环节，项目管理者必须严格对待其中的每一个步骤，并在实施的过程中提出合理的建议。
对于废物处理站地址的选择，主要从以下几个方面进行考虑：通过对区域的气候风向进行记录分析，把站点建在区域的下风口处。
电解铝大修渣
1 固体废物大修废渣的成因及危害电解铝生产是金属铝的主要生产办法，其原理是：用电解溶液在氧化铝中完成单质铝电解。
电解溶液中的添加剂主要成分为氟化盐，氟化盐除了参与到电解槽的电解过程，还有一部分直接被电解槽衬里所吸附。
据行业内统计数据显示，在1 t 铝的生产过程中，就会有5~6 kg 的氟被电解槽所吸附。
经过以上剖析得出，大修废渣主要是由电解铝厂电解槽的大修形成的，废渣中含有很多的氟。
当电解铝厂产能为20 万t 时，相应的废渣可高达6000 t，这严重威胁着周围的环境，长此以往难免会引起地下水及蓄水池内水源的污染，这也是铝厂周边严重水污染的主要原因。
2 工业固体废弃物的常规处理方式固体废物的发生常常伴随着工业生产。
目前，固体废物的处理办法主要有：（1）固体废物处理前的预处理，采用粉碎、压缩等手段对固体废物进行集中处理，使其满足一定的处理要求。
（2）物理法处理方式。
（3）化学法处理方式。
（4）最终处理方式。
固体废弃物根据其性质及材料的差异，往往没有固定的处理方式，填埋、焚烧、海洋丢弃等是常见的处理方法。
3 固体废物及大修废渣的无害化处理分析对于大型电解槽，在替换内衬时出现的大修渣，电解铝生产约3%，浸出液中可溶性氟浓度的保持质量可到达1000 mg/L 以上，远高于《危险废物鉴别标准》的100 mg/L，并且有含氰化物，应该归类于危险废物。
大修炉渣主要是耐火砖和阴极炭块，无害化处理和应用的案例不多。
阴极炭块浮选酸洗工艺可用于回收碳和氟化钠，在宁夏以前的成功案例中，耐火砖可用石灰石固化稳定，作为一般的固体废物处理，河南省电解铝企业大多使用这种的处置方式。
4 无害化处理技术的具体应用常规的废渣处理方式难免会存在渗漏危险，目前无害化处理技术主要为：4.1 无酸湿法处理工艺作为湿法处置技术，可以做到对大修废渣的无害化处理，目前已有部分厂家试点应用。
主要原理为：首先将废渣进行研磨搅拌得到混合粉末，取少量粉末对粉末中氟化物及氰化物的含量进行验证，其次将粉末送入混料机，加入次氯酸钙粉末进行搅拌均匀，然后将水加入到混料机，除去废渣中的氰化物，随后采用强氧化钙溶液进行滴定，使废渣中的氟化物得到除去，最终废渣转变化特定沉淀物，中间无有害物质出现。
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。
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。
电解铝渣处置方案
电解铝渣处置方案
背景介绍
电解铝渣是一种固体废弃物，由于它的长时间存储、危害性等问题，需要妥善处理。
传统的处理方法有填埋、焚烧等，但是这些方法对环境的影响较大，不符合现代社会对环保的要求。
因此，针对这个问题，研究出各种方法来处理电解铝渣是非常必要的。
电解铝渣的成分
电解铝渣是一种富含氧化铝和氧化硅的固体废弃物，其中氧化铝含量高达70%以上。
处理方案
1. 水泥混凝土做道路基础
将电解铝渣与水泥混合，制成一种硬质的混凝土，可以作为道路的基础，具有很好的承重性和稳定性。
此外，还可以通过在水泥混凝土中添加其它固体废弃物或新型材料，来提高混凝土的力学性能。
2. 生产石墨烯
电解铝渣中的氧化铝可以被还原成金属铝，而还原的副反应就是生成石墨烯。
石墨烯是一种具有很高价值的材料，可以用于生产电子产品、化学传感器等，具有非常广泛的应用前景。
因此，利用电解铝渣制备石墨烯是一种可行的处理方案。
3. 粉碎制备新型材料
将电解铝渣进行粉碎，可以得到一种细粉末，可以通过添加一些助剂，在高温高压条件下进行压制，制成新型材料，可以应用于热工、电子、光学、生物、环境等领域。
4. 做砖或陶瓷材料
将电解铝渣与陶瓷原料混合，再经过高温烧制，可以得到具有较高强度和耐高温性能的砖或陶瓷材料。
因此，电解铝渣可以用作生产陶瓷的原料。
结论
以上是几种电解铝渣处理的方案，但是这些方案的实施需要考虑其成本、综合效益、环保性等因素。
未来，还需要不断研究，探索更多更优秀的处理方案，为电解铝渣和其它固体废弃物的处理提供更好的途径。
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７ ０ ０ ￣ Ｃ时 分解 率可 以达 到 １ ０ ０ ％。 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
探究电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术
探究电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术摘要：电解铝生产过程中，必然会产生各种废渣等固体废弃物，这类废渣废弃物的成分构成较为复杂化，并且其污染性、危害性等也较为明显，因此必须经过无害化处置后才可排出，将环境等造成的不良影响降到最低。
电解铝企业需重视研究无害化处理技术，同时基于实际生产与大修过程选择合理的无害化处置方法，由此推动企业的健康可持续性发展。
基于此，本文重点分析了电解铝生产固体废物大修废渣无害化处置技术。
关键词：电解铝；固体废物；大修废渣一、电解铝生产与大修现状电解铝工业在社会经济发展中发挥出了重要助力作用，积极推动社会经济发展之时，生产过程中也可能会产生各种固体废弃物。
原铝生产时，大修电解槽产生的废渣，是电解铝工业较为典型的固体废弃物之一。
在我国修订的《国家危险废物名录》中明确将其定义为危险废物。
在相当长的一段时期，由于对大修渣无害化处理技术研究工作滞后，多数电解铝厂采用露天堆放或固定渣场填埋的方法处置大修渣，给当地的自然环境和人类健康带来了较大的危害。
铝电解槽大修时产生的大修渣由于具有毒性，是全球铝冶炼厂目前面临的最大环境废物管理挑战之一。
国际铝业协会称，2019年全球原铝生产过程中产生了160万吨大修渣，使其成为铝行业继赤泥之后产生的第二大废物[1]。
进入21世纪以来，我国电解铝工业得到迅猛发展，2017年我国电解铝产量达到3227万吨，产能已突破4000万吨，连续位居世界第一，产量占世界总量的57%。
与此同时，电解铝工业的环境污染问题已受到国家、行业和社会的高度关注。
大修渣是电解铝生产过程排放的典型有害固体废弃物，平均每生产一吨电解铝，会产生20-30kg大修渣，年排放总量达上百万吨。
由于大修渣含有毒性较高的可溶氟化物和氰化物，如不妥善处置，会随雨水混入江河、渗入地下污染地表水源、地下水和土壤，对周围生态环境、人类健康及动植物生长造成很大危害。
2016年3月，国家环保部新的《国家危险废物名录》（2016环保部令第39号）已明确规定，铝电解槽大修渣属于T类工业危险废物。
铝电解废旧阴极中碳和电解质的分离及回收利用
铝电解废旧阴极中碳和电解质的分离及回收利用铝电解废旧阴极中碳和电解质的分离及回收利用近年来，随着工业化的快速发展，铝产量急剧增长，导致铝电解废旧阴极的数量不断增加。
废旧阴极中含有大量的碳和电解质，若能有效地分离和回收利用，不仅可以减少资源的浪费，还能对环境产生正面的影响。
首先，我们需要了解铝电解废旧阴极的特点。
废旧阴极通常由碳块和铝金属组成，以及一定量的电解质。
碳块作为阴极主体材料，不仅含有大量的有机碳，还含有一定量的铝金属。
电解质则主要由氟化铝和铝酸盐组成，其功能是提供离子导电和维持电解质中铝含量的稳定。
针对废旧阴极中碳和电解质的分离，目前主要采用的方法是热处理。
热处理可以通过提高温度将碳和电解质分离，但这种方法存在能源消耗大、产生有害气体以及对环境造成污染等问题。
基于上述问题，我们提出了一种新的分离和回收利用方法——机械化学分离法。
该方法首先采用机械方法将废旧阴极块破碎成小颗粒，然后在化学溶液中进行浸泡。
在溶液中，碳块中的有机碳和铝金属会与溶液中的特定化学物质发生反应，使碳块中的有机碳得以溶解。
而电解质则会沉淀于溶液中，经过沉淀和过滤等步骤，可以将电解质从溶液中分离出来。
但是，机械化学分离法也存在一定的缺陷。
首先，机械化学分离法无法完全除去碳块中的有机碳，因为有机碳在机械处理和化学反应过程中可能无法充分溶解。
其次，电解质的回收仍需进一步优化，以提高回收效率。
针对以上问题，我们提出了进一步的改进方案。
对于碳块中的有机碳，可以引入高温氧化和煅烧等处理方法，将有机碳转化为二氧化碳和水蒸气，从而实现有机碳的完全分解和回收。
对于电解质的回收，可以考虑利用膜分离技术或离子交换技术，通过膜的选择性渗透性或离子交换树脂的吸附选择性，将电解质与其他杂质分离。
同时，我们还应关注废旧阴极的综合利用方面。
除了碳和电解质的分离和回收，废旧阴极中的铝金属也具有很高的价值。
可以利用电解法将废旧阴极中的铝金属再次提纯，以实现铝金属的循环利用。
电解铝废阴极碳块资源化处理
收稿 日期 ：２０１８—０６—２０；改 回 日期 ：２０１８—０７—１８ 作者 简 介 ：李玉 红 （１９７９一）女 ，工程师 ，主要 从事 矿产 综合 利用 工 艺设 计工 作 。
第 ４期 ２０１８年 ８月
李玉红等 ：电解铝废 阴极碳 块 资源化处理
·ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ２７ ·
Ｎａ３Ａ１Ｆ６、Ａ１２０３和 Ｎａ２ＣＯ３等 ，其 中 ＮａＦ、Ａ１Ｆ３和 Ｎａ３Ａ１Ｆ６中 的 Ｆ．容 易 溶 出 ，从 而 对 环 境 造 成 严 重 危 害 。Ｆ一可 通 过 土 壤 、 地 下 水 或 空 气 等 途 径 对 动 植 物 及 人 体 产 生 较 大 损 害 。研 究 表 明 ， 电解 铝 固 体 废 弃 物 混合 样 浸 出液 中 Ｆ．浓 度 达 １８０８ｍｇ／Ｌｔ ， 大 大 超 出 国家 排 放 标 准 。 中 国铝 厂 大 多 采 用 露 天 堆 放 或直 接 土壤 填埋 ，不仅 污 染大 气 ，可 溶氟 化 物 还 会 随 雨水流 入江 河 ，渗入 地 下污染 土 壤和 水源 ， 对 周 围生 态 环 境 、人 类 健 康 和 动 植 物 生 长 造 成 极 大危 害 。
关键词 ：铜选矿 ；提质达效 ；工业水 处理；浮选 柱 ｄｏｉ：１０．３９６９￣．ｉｓｓｎ．１０００—６５３２．２０１８．０４．０２９
中图分类号 ：ＴＤ９８９ 文献标志码 ：Ａ 文章编号 ：１０００—６５３２ （２０１８）０４．０１２６．０４
２００１年 ，我 国 已经 跃 居 世 界第 一 产 铝 大 国 ， 随着 中 国铝工 业 的蓬 勃发 展 ，电解 铝生 产 过程 所产 生 的 固体废 弃 物 外排量 也 在逐 年增 长 ，其 污染 问题 显 得越 来越 突 出 ，成 为 制约 电解 铝企 业节 约 资源 、 节 能减 排 的瓶 颈 问题 。解 决 其对 环境 的危害 ，实现 铝 工业 持 续发 展 与环 境和 谐 ，是铝 工业 需 要一 起面 对 的课 题 。
电解铝厂废渣利用方案
电解铝厂废渣利用方案
电解铝厂废渣主要是指铝渣和铝矾石渣。
电解铝厂废渣的利用对于环境保护和资源循环利用非常重要。
以下是一种电解铝厂废渣利用的方案。
首先，将铝渣进行水洗和破碎处理，去除其中的杂质和有害成分。
然后，将清洗后的铝渣进行热处理，使其经过高温还原和冶炼，得到高纯度的铝金属。
这样可以实现对铝渣的有效回收利用，减少资源的浪费。
同时，高纯度的铝金属还可以用于制造各种铝制品，如铝合金材料、汽车零部件等。
其次，将铝矾石渣进行水洗和筛分处理，去除其中的杂质和有害成分。
然后，将清洗后的铝矾石渣进行酸浸提取铝，得到富铝液和富硫酸盐溶液。
富铝液可以用于生产氢氧化铝、铝粉和其他铝化工产品，富硫酸盐溶液可以回收利用或者处理成无害物质后排放。
这样既可以实现铝矾石渣的资源回收利用，又可以减少对环境的污染。
此外，电解铝厂废渣还可以用于土壤改良和固体废物填埋场的封闭。
铝渣具有一定的酸性和碱性，可以通过调节pH值来改
良酸性土壤和碱性土壤，提高土壤的肥力和农作物的产量。
铝渣还可以用于填埋场的封闭，有效防止废物中有害物质的渗漏和污染环境。
综上所述，电解铝厂废渣利用方案包括对铝渣和铝矾石渣的回收利用和资源化利用。
这样既可以减少废弃物的排放和对环境的污染，又可以实现资源的循环利用，达到可持续发展的目标。
同时，电解铝厂废渣的利用还可以带动相关产业的发展，促进经济的可持续增长。
铝电解废旧阴极炭综合利用进展
铝电解废旧阴极炭综合利用进展摘要：废旧阴极含有对环境危害的氰化物和氟化物，不经处理直接堆放废旧阴极炭块会对环境造成极大的影响，甚至威胁到动植物的生命安全，且废旧阴极中碳、氟含量高，具有高的回收利用价值，无害化处理废旧阴极炭块是研究的重点。
目前很多专家学者已经做出了大量的研究工作，并且成功回收利用了其中的炭、氟和一些电解质材料，取得了一定进展，但尚无值得推广的高效资源化的工业化处理方法，如何高效资源化且无害化处理废旧阴极炭块仍然是各国学者研究的重点和难点。
国内外采用的浮选法、高温燃烧法和化学浸出法处理三种方法相比，浮选法虽然成本相对不高，但回收效率不高仍是工业生产面临的问题，高温燃烧法可以回收氟，但是炭被燃烧，造成了资源浪费，化学浸出法可以提取高品质产物，但是工艺流程复杂、成本高，仍需进一步优化。
在回收过程中实现阴极炭块中的碳氟分离，简化生产工艺、降低生产成本、实现低成本回收与无害化排放仍是未来的研究方向。
本文主要分析铝电解废旧阴极炭综合利用进展。
关键词：电解铝；废旧阴极炭块；碳氟分离；回收利用引言金属铝在各工业领域都有着非常广泛的应用，平均每生产1ｔ铝就有30～50kg废旧阴极产生，其中废旧阴极含有的可溶氟和氰化物都是有毒物质，被定性为危险废物，对环境存在潜在污染风险，随着全球环保意识的提高和我国可持续发展战略政策的出台，对铝电解废旧阴极进行综合利用既有利于缓解环境压力，又能够变废为宝，产生经济效益，具有重要的研究意义。
现有处理废旧阴极的方法主要有高温焙烧法、化学浸出法、物理分离法等，这些方法可实现碳、氟分离，回收电解质中的有价元素。
1、铝电解废旧阴极来源和主要成分在电解铝的工业生产过程中，电解槽经高温、化学、机械冲蚀、电解质渗透等作用，槽中的炭质阴阳极在使用一段时间后会出现破损，通常电解槽使用５～８年就需要大修一次，而废阴极炭块主要来自于电解槽大修时阴极的更换。
2、铝电解废旧阴极炭块回收利用现状国内外关于铝电解废旧阴极炭块的回收与利用研究主要分为两类：一是回收废旧阴极炭块中的有价值成分，二是对废旧阴极炭块进行无害化处理后用于制备炼钢增碳的原料等。
科技成果——铝电解槽废阴极炭块的综合利用
科技成果——铝电解槽废阴极炭块的综合利用技术开发单位
东北大学
成果简介
铝电解槽大修后产生大量的危险固体废弃物，主要是废阴极炭块和耐火材料。
目前铝电解固体废料尚未得到合理的利用，均采用填埋的方法处理。
废阴极炭块中含炭约65-70%，电解质15-25%，金属钠5-10%。
本项目采用物理方法处理铝电解槽废阴极炭块，可实现废阴极炭块中的各组分的分离和重新利用，在处理铝电解槽危废的同时实现其综合利用。
项目采用物理方法实现铝电解槽废阴极炭块中炭、电解质和金属钠的有效分离，使炭和电解质返回电解工序，而金属钠作为产品出售。
项目实现了铝电解槽废阴极炭块组份的全部利用，处理过程无任何废气、废固和废水等二次污染物的生成，处理设备简单、投资少，成本低，效益可观。
应用情况
目前，该项目已完成实验室半工业试验的研究，取得了很好的分离效果，已同相关的铝电解企业签订技术合作协议，正在进行工业试验。
拟寻求相关的铝电解企业或环保企业进行进一步的合作研究。
市场前景
前期项目已投入近千万元开展相关的试验与工业设备研发，技术已趋于成熟。
采用本技术处理铝电解槽废阴极炭块，每吨废阴极炭块
的处理成本在2000元以下，收益预计在4000元，即处理一吨废阴极炭块效益在2000元左右。
合作方式
技术许可、合作开发。
铝电解废阴极微量铍元素的去除方法
铝电解废阴极微量铍元素的去除方法铝电解废阴极微量铍元素的去除方法有以下几种：
1.酸处理法：将废阴极破碎后用酸溶液浸泡，使溶液中的铍元素
溶解出来，然后通过过滤或沉淀的方式将其去除。
2.碱处理法：将废阴极破碎后用碱溶液浸泡，使溶液中的铍元素
转化为可溶性的铍盐，然后通过过滤或沉淀的方式将其去除。
3.吸附法：使用具有吸附作用的物质，如活性炭、树脂等，将废
阴极中的铍元素吸附出来，然后进行洗脱或热解等处理，将铍
元素去除。
4.电解法：通过电解的方式将废阴极中的铍元素还原出来，然后
通过过滤或沉淀的方式将其去除。
以上方法中，酸处理法和碱处理法是比较常用的方法，可以有效地去除废阴极中的铍元素。
在实际应用中，根据具体情况选择合适的方法进行处理，以达到最佳的处理效果。
电解铝废渣 工业流程
电解铝废渣的工业处理流程主要包括以下步骤：
破碎：将电解渣送入颚式破碎机内破碎成小块状。
粉磨：破碎完成的小块状送入冰晶石磨粉机研磨成粉末状。
搅拌：粉末状的电解渣送入搅拌机中搅拌均匀。
浮选：搅拌均匀的电解渣送入浮选机历经粗选、一级精选、二级精选三个步骤。
液固分离：通过这一步骤得到固相废渣和滤液。
处理固相废渣：对于固相废渣，可以加入水并进行搅拌，然后加入碳酸钠溶液或氢氟酸进行反应，生成冰晶石料浆。
再经过过滤、洗涤、干燥得到冰晶石产品。
以上流程仅供参考，具体流程可能因工厂设备、技术等因素有所不同。
在实际操作中，还需要注意环保和安全问题，确保废渣得到妥善处理，同时避免对环境造成污染。
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。
铝电解质废料
铝电解质废料铝电解质废料是指在铝电解生产过程中产生的废弃物，主要包括电解液、电极、附着在电极上的固体和气体等。
由于铝电解生产过程中消耗巨大的能源和产生废料，该行业一直被视为高能耗、高污染的行业之一。
因此，对于铝电解质废料的处理和利用具有重要意义。
铝电解质废料中最主要的成分是电解液，即富含氟化铝和铝酸铝的盐酸溶液。
这种电解液是一种腐蚀性强、对环境污染严重的废料。
对于电解液的处理，主要有两个方面的考虑。
一方面，应尽量减少电解液的使用量，减少废液的产生。
另一方面，应采取合适的处理方法，将废液中的有价值成分回收利用，并通过科学处理将其转化为无害产品。
目前，对于电解液的处理方法主要包括晶体化和纯化两种方式。
晶体化是指通过控制溶液的温度和浓度，使其中的无价值成分结晶从而分离出来，而将有价值的成分留在溶液中。
纯化则是通过化学反应将溶液中的无价值成分转化为有价值的产品。
这些处理方法不仅能够减少电解液的使用量，还能够将废液中的有价值成分回收利用，实现清洁生产。
除了电解液，铝电解质废料中还包含一些附着在电极上的固体和气体，其中主要是粘附在电极上的铝渣。
铝渣是指铝电解过程中产生的氧化铝和部分电极材料的质量。
这些铝渣中富含氧化铝和一些矿物质，可以再利用。
铝渣的处理方法主要包括磨碎、磁选、浮选等物理方法和氧化锆、氧化铝等化学方法。
通过这些方法，可以将铝渣中的有价值成分回收利用，同时减少环境污染。
铝电解质废料中还包含一些有毒有害物质，如二氧化碳、氟化物等。
对于这些有害物质的处理，主要采用物理、化学和生物方法，如吸附、沉淀、脱氟等。
这些方法可以将有毒有害物质转化为无害物质，减少对环境的影响。
总的来说，铝电解质废料的处理和利用是一个重要的环保问题。
通过科学合理地处理和利用铝电解质废料，可以减少资源的浪费，减轻环境的污染。
因此，我们应该加强对铝电解质废料处理和利用技术的研究和开发，为实现可持续发展做出贡献。
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。
铝电解槽衬废弃物危废无害化处置技术研究
铝电解槽衬废弃物危废无害化处置技术研究摘要：本次研究中，首先分析了铝电解槽衬废弃物的构成，随后结合其所携带的危害进行了深入性地探讨，并就比较实用的无害化处理技术展开了探讨，包括湿法处理技术、电解废阴极浮选处理资源化利用技术两种，旨在借此进一步为铝电解槽衬废弃物循环利用价值提升带来参考。
关键词：铝电解；废槽衬；废弃物引言：随着我国铝工业产业的不断发展进步，作为生产中应用频率极高的电解铝，其生产原理主要依赖于冰晶石--氧化铝熔体体系的构建。
因此，在开展铝电解溶解和氧化反应处理时，电解质很大程度上会受到电解还原化学反应的影响，形成金属铝这一反应介质。
现阶段，用于装载电解质的电解槽熔池材料，需要具备耐高温、腐蚀的能力。
但电解铝之时所需要开展的电解槽维修、废弃所出现的大修渣属于废弃物，但目前行业内对于该类资料的废物利用处理成效并不显著，导致大批可利用资源被浪费。
鉴于此，本次针对铝电解槽衬废弃物危废无害化处置技术这一内容进行深入分析具有重要现实意义。
一、铝电解停槽大修后的废弃物构成及其危害探讨（一）废弃物铝电解槽的生产使用周期主要在2800d左右，当其超出正常生产周期之后，就必须针对设备做好对应的停槽修整工作，尤其需要将铝电解槽之内的内衬替换为新的内衬，并完成电解槽筑炉的重新施工和砌筑处理，当所有处理工作过完成后，才能再次启动电源去执行生产流程[1]。
经过上述工作后，所清理而出的废弃内衬，就被工业行业内称之为电解废槽衬大修渣，此类大修渣也是工业生产中的危险固体废弃物，必须做好无害化处理工作，避免对生态环境构成危害。
具体而言，废弃物的构成主要包括以下物质：其一，在电解废槽衬大修渣之中，内衬的材料构成主要以耐火砖、轻质保温砖、浇注料、阴极炭块等物质构成，一旦随意排放，必然会对生态环境保护造成威胁。
其二，电解槽内衬废弃物中，比较常见的构成成分主要以耐火材料混合物、冰晶石、30%左右的氟化盐以及33%左右的碳质材料[2]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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。
收稿日期：２０１９－０６－１８ 作者简介：叶智青 （１９８４－），女，汉族，工程师，硕士研究 生，研究方向：环境工程技术。
— １００—
铝废阴极炭块属于工业危险废物。 《国家危险废物 名录》 中把铝电解固体废物归为 ＨＷ３２无机氟化 物废物、ＨＷ０７热处理含氰废物、ＨＷ３３无机氰化 物废物［６－８］。
环境科学导刊 ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅｓｏｒｇｃｎ ２０１９，３８（增 ２）
ＣＮ５３－１２０５／Ｘ ＩＳＳＮ１６７３－９６５５
铝电解废阴极固体废物的处理技术
叶智青 （云南亚太环保股份有限公司，云南 昆明 ６５０１１８）
摘 要：铝电解工业产生大量含氟化物、含氰化物的危险固体废弃物。综述了国内外处理废阴极的研 究概况，废阴极固体废物的处理方法有火法、高温水解法、氧化法、酸碱法、浮选法等，阐述了各种方法 的工艺过程、技术特点、技术难点。湿法处理可以回收炭材料和电解质达到资源利用的效果，湿法工艺需 要进一步从精细化学、理论层面和分子水平控制反应条件研究。使用组合工艺浮选法 ＋化学浸出法 ＋火法 可以回收炭和电解质。
国内废槽衬处理方法开始于 ２０世纪 ９０年代， 在总结国外研究技术基础上，国内的研究把废槽衬 和废阴极分开处理，这样有利于使用不同处理工
ｈｔｔｐ： ／／ｈｊｋｘｄｋｙｉｅ艺，提高处理效率和回收率。研究初期主要以火法 为主，近几年湿法已经代替火法成为铝电解工业危 险废物处理技术的研究重点和发展方向。
其中废阴极炭块处理后可以回收碳和电解质； 而废槽衬主要是耐火砖和保温砖中炭和电解质含量 低，若利用与废阴极同样的处理方法，其处理难度 大，经济 性 差， 利 用 价 值 较 低， 回 收 价 值 意 义 不 大。处理废旧阴极的方法同样可以应用于废槽衬， 所以本文把铝电解固体废弃物统一叙述为废旧阴 极，本文综述内容为废旧阴极处理的技术方法、工 艺特点、技术难点以及存在问题。 １ 国内外研究概况 １１ 国外研究概况［９－１４］
国外已经有很多关于无害化处理废阴极和废槽 衬的处理技术，无害化技术主要是火法处理以后填 埋或作为建筑路基等材料，其添加的固定剂和焙烧 温度有所不同，则焙烧后的灰渣去向不同。在国内 外研究的基础上，国内的实验研究大部分以回收方 向较多，回收处理方法是通过处理废阴极可以回收 炭和电解质，回收方法主要以湿法为主可以回收炭 材料和电解质，电解质材料通过提纯处理可以返回 电解槽使用，炭材料可以用于制造电解槽阴极、电 解槽阳极、炭素材料、高炉炭块、电炉炭块等。有 研究表明回收炭粉与含硅固体物料混合，在微波中 合成碳化硅产品。 ２ 废旧阴极的处理方法 ２１ 填埋法
关键词：铝电解；固体废物；废旧阴极；处理方法；综述 中图分类号：Ｘ７５ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７３－９６５５（２０１９） 增 ２－０１００－０４Ｓ
０ 引言 ２０１７年我国电解铝产量达到 ３２２７万 ｔ，产能
已经突破 ４０００万 ｔ，产量占世界总量的 ５７％。铝 电解过程中 ３～６ａ电解槽就要停止运行，进行更换 或者修理，我国铝电解行业每年产生的固体废弃物 大修 渣 约 ２５万 ｔ， 并 且 有 ２００多 万 ｔ的 累 积 堆存［１－２］。
国外技 术 起 步 较 早，１９７８年 美 国 凯 撒 铝 业 公 司开发了一种火法无害化处理技术，在高温炉焚烧 中通入水蒸气高温热水解危险固体废物的方法。国 外资料中大部分研究把废阴极归为废槽衬同时处 理，工业化应用较多的是火法、高温热水解法，随 后一段时间研究方向还是以火法为基础。
国外的回收处理方法综合起来可以归纳为酸碱 法，处理原理主要是用酸或碱浸出可溶性化合物， 回收方法虽然可以回收部分炭和电解质，减少了无 害化处理带来的二次环境污染问题，但是酸碱法回 收处理工艺流程太长、设备腐蚀性大、处理成本 高，还存在气体收集、液体去向和固体去向问题。 １２ 国内研究概况［１１－２１］