王海斌，朱江凯，李 勇，彭 丽，李春雷

(兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州 730050)

铝作为最重要的金属材料之一，其产量仅次于钢铁。中国是冶金大国，2019年中国的电解铝总产量为3 504万t，稳居世界第一[1]。目前生产铝仍然采用有一百多年历史的霍尔-埃鲁特法(H-H法)[2]，即电解氧化铝熔盐法。在电解铝生产过程中，由于熔融的高温电解质渗透、腐蚀作用，导致电解槽内衬结构发生了形变和破裂，槽内的铝液和电解质从裂缝漏入电解槽底部，使电解槽无法正常使用。因此，平均每隔5～8 a就需要对铝电解槽进行大修，其过程中清除的阴极内衬材料被称为大修渣(SPL)。SPL是在电解铝过程中积累的，平均每生产1 t铝就产生20～30 kg SPL[3]。

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[4]。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SPL的组分比较复杂[5]，具体见表1。

表1 SPL的化学组成[6]

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[7]。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(1)～(5)[8-9]。

(1)

(2)

(3)

(4)

(5)

2016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1 000元/t[10]，因此对于电解铝生产单位而言处理SPL迫在眉睫。……