中國鋁工業(yè)在世界上已占據(jù)舉足輕重的地位，令全世界矚目和關(guān)注。盡管電解鋁具有很多優(yōu)越的性能和用途，但在其生產(chǎn)過程中除排放出大量的溫室氣體外，還排放出對環(huán)境有害的固體廢棄物——廢槽襯。鋁電解廢內(nèi)襯包括碳素材料和耐火材料兩大類，碳素材料主要是邊部炭塊與陰極炭塊。耐火材料主要以耐火磚、防滲料、保溫材料為主。為了鋁工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，對其固體廢棄物進(jìn)行無害化處理和綜合利用已成為世界各國環(huán)保部門和各大鋁業(yè)公司普遍關(guān)注的科學(xué)問題，尤其是廢陰極炭塊的處理回收。廢陰極炭塊中含有可溶的氟化物和氰化物，可以污染地表水和地下水，并且釋放出有害的氣體，污染大氣，對動植物生長有較大危害，使動物骨骼／植物組織 變黑、壞死，影響農(nóng)業(yè)生態(tài)平衡，使農(nóng)作物減產(chǎn)。我國《危險廢棄物的鑒別標(biāo)準(zhǔn)——浸出毒性 鑒別》（GB5085–2007）規(guī)定浸出液含氟濃度在50mg/L以上即為危險廢棄物。按此標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評價電解槽廢舊槽內(nèi)襯屬于危險廢棄物必須進(jìn)行無害化處理。
廢陰極炭塊中，電解質(zhì)組分的潛在價值超過碳組分的潛在價值。在回收成本相近 的前提下，應(yīng)該優(yōu)先回收電解質(zhì)組分。廢陰極炭塊的碳組分的潛在價值很難被以“碳素”利用的形式回收，若以燃料的形式體現(xiàn)碳組分的潛在價值，而不回收其中的氟鹽，那么就沒有 抓住其主要經(jīng)濟(jì)價值。每外排1噸廢陰極炭塊，相當(dāng)于丟棄電解質(zhì)約300公斤，丟棄陰極碳約 630公斤，同時有約l50公斤有害氟化物和2公斤氰化物，威脅著生態(tài)環(huán)境。鋁電解廢陰極炭 塊是鋁電解生產(chǎn)過程中不可避免的固體廢物，年產(chǎn)10萬噸鋁，就要產(chǎn)出約1300噸廢陰極炭 （包括側(cè)部炭）。可以考慮一同處理。
關(guān)于廢槽襯炭塊無害化和資源化的研究，國內(nèi)外已有較多報道。概括起來，對廢槽 襯炭塊處理的主要方法有兩類：一類是濕法，即在水溶液中脫氟，并回收氟化鹽。采用酸浸、 堿浸或鹽浸等水溶液對廢槽襯炭塊進(jìn)行處理的方法，先把氟化鹽從廢槽襯炭塊中浸出到水 溶液中，再進(jìn)一步從水溶液中回收氟化鹽或進(jìn)行無害化處理。另一類是火法，即用氧化焙 燒、還原焙燒和真空焙燒等高溫作業(yè)進(jìn)行處理，使得廢陰極炭塊中的氟化鹽以揮發(fā)，再吸收 來回收，實現(xiàn)廢陰極炭塊與氟鹽的回收利用。
濕式處理方法已有很多報道：例如美國鋁業(yè)公司(Alcoa)開發(fā)了回收廢槽襯的方 法。其專利US 4889695詳細(xì)公開了該方法，具體操作是將廢槽襯破碎至100目以下，用堿液 浸出生成富含氟化物的堿液和含碳的固體殘渣；過濾，回收濾餅細(xì)磨、加入酸解槽進(jìn)行浸 出，使耐火材料成分溶解進(jìn)入溶液，分離出不溶的碳。專利CN201210511681 .9一種電解槽大 修槽渣廢陰極炭塊的回收利用方法，包括下述步驟：a、對電解槽大修槽渣進(jìn)行分選，選出其 中的廢陰極炭塊；b、對廢陰極炭塊進(jìn)行水浸，得到浸泡散開的粉料和塊料，將其中的塊料選 出，選出的塊料通過破碎，再次水浸，再次選出其中的塊料干燥后作為制作陰極炭塊的骨料 ，剩余的 粉料進(jìn)行磨粉處理 ，再浮選 ，得到碳粉。這類濕式處理方法中，不產(chǎn)生粉塵，廢槽襯炭塊處理后能滿足生產(chǎn)基本要求，但流程較復(fù) 雜，處理成本相對較高，最主要是沒有結(jié)合鋁電解廠的實際。
干式處理方法，就是在較高溫度下處理，即火法。專利US 6498282中描述：美國能 源部(US . DOE)開發(fā)了在石墨電弧爐中處理廢槽襯的方法。該法將廢槽襯破碎、加入鐵氧化 物制成團(tuán)塊料；將團(tuán)塊料在電弧爐中熔煉，氧化分解廢槽襯、還原鐵氧化物，得到金屬鐵和 不含氟、氰的殘渣；含氟化物、CO和CO2的氣體先進(jìn)入后燃燒器除去CO，再通過凈化器回收氟 化鈉、H F后排空。干式處理方法要產(chǎn)生一定量的粉塵， 廢槽襯炭塊處理后炭塊石墨化程度提高，不僅能滿足生產(chǎn)基本要求，還進(jìn)一步提升產(chǎn)品的 質(zhì)量。具有直接能耗低、效率高、流程短等優(yōu)點，處理成本與其它方法相比較低。火法處理把 廢槽襯炭塊中的氟化鹽含量降至0 .01%以下，且不產(chǎn)生氰化氫氣體的二次污染和安全問題。
所有這些方法都與鋁電解廠的實際相差甚遠(yuǎn)。鋁電解廠屬于火法，其廠區(qū)沒有工 業(yè)污水（含有害水溶離子的水）產(chǎn)出，也沒有工業(yè)污水處理工序（除去有害水溶離子）。干式 處理方法，有一些結(jié)合炭素生產(chǎn)的發(fā)明，但要對廢陰極炭處理，需要增加很多設(shè)備與額外的 能量消耗，沒有利用鋁電解產(chǎn)出煙氣攜帶的熱。廢陰極炭屬于危險廢棄物，國家規(guī)定要有運(yùn) 輸與處理資質(zhì)的企業(yè)才能從鋁電解廠取出廢陰極炭，否則只能在原廠區(qū)無害化。