刘艳， 胡广艳， 孙伟， 张烨， 王丽

中南大学 资源加工与生物工程学院，湖南 长沙 410083

目前，我国及世界的电解铝产业发展迅猛。据统计，至2016年12月底，我国电解铝的铝冶炼企业已建成产能达4 369.8万t，已运行产能达3 673.9万t。随着电解铝产业的发展，电解过程中产生的固体废弃物，如废阴极炭块、废阳极炭粒、废耐火砖、废保温炉渣的产量也迅速增加。统计显示，每生产1 t原铝，约外排5～15 kg炭渣，2020年全球原铝产量54 186万t，外排炭渣约542万t[1-2]。其中仅我国电解铝行业每年产生的废阴极已达25万t，近年尚有400多万t的累计堆存量无合适场地填埋。

随着铝电解产能的不断扩大，炭阳极的需求量不断增大，炭阳极质量逐渐下降。在铝电解过程中，由于发生选择性氧化，未燃烧的骨料颗粒进入电解质溶液中形成炭渣，一般情况下，炭渣会在电解质表面燃烧掉，但在过量的情况下，需要人工及时打捞，以减少炭渣对电解的不利影响。过量的炭渣会增大电解质电阻，降低电解槽效率，增加电能损耗。当电解质溶液表面漂浮大量炭渣时，炭渣与炭阳极和炭阴极形成电流通路，造成电解质压降增大，电流损失增加，槽温升高，产生热槽。因此，铝电解槽中炭质固体废弃物的安全处置和资源化回收利用已成为电解铝行业亟待解决的问题之一。

1 铝电解槽炭质废料来源及危害性

铝电解生产中，普遍使用大型预焙阳极电解槽，其底部阴极使用炭质石墨材料。在电解生产中铝电解槽炭渣的产生是不可避免的。……