固體廢棄物的資源化、減量化、無害化處置已成為這些年的研究熱點(diǎn)。其中，廢棄陰極碳是鋁電解產(chǎn)生的固體廢棄物， 廢棄陰極碳由氟化碳，氧化鋁，冰晶石，硅鋁酸鹽和微量qing化物（0.2 wt％-1 wt％）組成。較高的碳質(zhì)材料使得SCC具有較高的回收價質(zhì)，而未經(jīng)處理的qing化物和氟化物對環(huán)境和生態(tài)的影響十分嚴(yán)重。目前，廢棄陰極碳常規(guī)的處理方法可分為水處理、真空蒸餾工藝和熱處理工藝等。水處理主要在溶液環(huán)境中從廢棄陰極碳中提取氟化物。傳統(tǒng)的熱處理處理主要是在高溫下燃燒碳化物，其間氟化物轉(zhuǎn)化為煙氣，qing化物也分解。水冶金處理過程產(chǎn)生大量有害氣體，如HF，容易造成設(shè)備嚴(yán)重腐蝕。經(jīng)過處理的廢棄陰極碳仍然含有高可溶性氟化物含量（仍被視為危險物質(zhì)）。同時采用熱處理和真空蒸餾法的能耗高、周期長。因此，亟需尋找一種既高效又環(huán)保的廢棄陰極碳處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢棄陰極碳的綠色和清潔回收利用，這將有助于最大限度地發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)價值，避免危險固體廢物對環(huán)境造成的威脅。

為克服現(xiàn)有的SCC凈化工藝的高能耗、長周期、利用率低等缺陷，中國礦業(yè)大學(xué)朱榮濤團(tuán)隊利用文天精策儀器科技（蘇州）有限公司創(chuàng)制的焦耳熱閃蒸系統(tǒng)報告了一種簡便和快速的廢棄陰極炭處理策略，利用該技術(shù)高效去除了廢陰極碳塊中的氟化物和其它有毒物質(zhì)，并研究了閃蒸參數(shù)對廢棄陰極炭處理效果的影響。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，廢棄陰極炭中有害雜質(zhì)元素*分解逸出，可獲得95%以上的固定碳含量。進(jìn)一步，將閃蒸處理過的陰極炭作為超級電容器的電極材料，超級電容器表現(xiàn)出較高的比電容。本工作提出的廢棄陰極碳低成本、快速修復(fù)的焦耳熱閃蒸工藝和裝置，為固體廢物的清潔回收和高價值利用提供了有效的方法和途徑。相關(guān)成果以中國礦業(yè)大學(xué)為第一單位，發(fā)表在國際期刊《Journal of Environmental Science and Health》上。（Pengfei Huang, Rongtao Zhu, Xinxi Zhang & Wenjun Zhang (2022): A milliseconds flash joule heating method for the regeneration of spent cathode carbon, Journal of Environmental Science and Health, Part A, DOI: 10.1080/10934529.2021.2022422）

圖1 焦耳熱閃蒸技術(shù)處理廢棄陰極炭示意圖

圖2 焦耳熱閃蒸工藝參數(shù)

圖3 不同閃蒸電壓和閃蒸遍數(shù)下廢棄陰極炭的X射線衍射圖

圖4 不同閃蒸電壓下焦耳熱閃蒸處理后的廢棄陰極炭的拉曼光譜