本发明涉及一种铝电解槽炭质废料再生的方法，具体涉及一种铝电解槽炭质废料再生为生产电石用原料的方法。
背景技术：
目前，我国及世界的电解铝产量发展迅猛。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4369.8万吨，已运行产能达3673.9万吨。随着电解铝产量的增加，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、废保温砖、废保温炉渣的产量也迅速增加，其中仅我国电解铝行业每年产生的废阴极已达25万吨，近年尚有400多万吨的累计堆存量无合适场地填埋，而全世界堆存的废阴极炭块实际量已达千万吨。
铝电解槽炭质废料包括电解铝过程中产生的废阴极炭块和废阳极炭粒等，主要为废阴极炭块。铝电解槽废阴极炭块的主要成分为c，还含有na3alf6、caf2、naf、alf3、α-al2o3等，其中碳含量为50～70%，电解质氟化物为30～50%，氰化物约为0.2%。铝电解过程中没有参与电解并吸收电解液中电解质的阳极炭粒（又称阳极炭渣）的主要成分是以na3alf6为主的钠铝氟化物、α-al2o3和c，其余为电解质氟化物，其中，碳含量为40～60%。
电解铝废阴极炭块属于石墨化程度高的人造材料，众所周知，电解铝阴极是以煅烧的无烟煤、冶金焦、石墨等为骨料，煤沥青等为粘结剂成型焙烧制成，用于含铝电解槽炭质内衬的块类或糊类碳素制品，为石墨化或石墨类碳素材料，具有硬度大、摩擦系数小、不易破碎、极难燃（相对于燃煤）的特点。现代大型铝电解预焙槽的电解温度在950～970℃之间，每生产1吨铝消耗约50kg冰晶石、氟化铝、氟化镁等电解质，由于热作用、化学作用、机械冲蚀作用、电作用、钠和电解质的渗透等引起的熔盐反应、化学反应，铝电解槽中的阴极炭块使用一定时间后会破损，一般运行4～7年后需进行大修，拆除下来的主要是废阴极炭块、废耐火材料、废保温材料等，同时在电解过程中还产生一定量的阳极炭粒。
对于数量较小的废阳极炭粒的处理技术，目前的研究主要集中在采用浮选工艺回收炭和电解质，将废阳极炭粒粉磨至一定粒度，加水调浆后加入捕收剂，使炭与电解质充分分离，从而得到以电解质为主和以炭为主的两种产品。其中的电解质可重新返回到铝电解槽内，炭粉可以用于铝电解自焙阳极制作阳极糊的原料，但处理成本高且二次污染大。
对于铝电解槽废阴极炭块，目前国内外处理废阴极炭块的技术方法达数十种之多，可以概括为湿法、高温水热法、超高温分离法、燃烧分离法、燃料法和安全填埋法等。
（1）湿法：为当前铝电解槽内衬的主要研究方向，基本工序为粉磨、水浸/碱浸/酸洗、浮选、分离、干燥等。国外具有代表性的为m.m.williams推出的用水化法处理废阴极炭块（分离得到粗的炭粒和细颗粒的电解质），及奥地利伦斯霍芬铝厂和美国立斯塔铝厂用碱液溶浸其中的电解质（浸出液用于合成冰晶石，炭用作高温炉搭配用的燃料）。中国铝业股份有限公司、北京矿冶研究总院、中南大学等亦进行了大量的研究和实践，如卢惠民等人用浮选法回收炭和电解质，将废阴极炭块破碎、分级后得到一定粒度的粉末，加水调浆后加入捕收剂，以实现碳与电解质的最大程度的分离，从而得到以电解质为主和以炭为主的两种产品。其中的电解质可重新返回到铝电解槽内，石墨化的炭粉可以返回阴极生产系统。但是，目前湿法分离方法得到的碳粉价值不高，资源化利用效率低，且粉磨等处理电耗高，处理成本高，并存在严重的二次污染。
（2）高温水热法分离方法：最具代表性的为j.e.dentschman和j.s.lobos等用1200℃以上的热水水解法处理废阴极炭块，使氟化物与水汽反应生成浓度25%的氟化氢溶液，再用合成法生产氟化铝，并用石膏收集溶液中的氟离子。但是，该方法投资大、能耗高、处理成本高，且二次污染治理困难。
（3）超高温分离方法：国外具有代表性的为alcoa公司开发的“aumset”工艺，在粉碎的废槽衬炭块中添加石灰等熔剂，混和料在aus-melt炉中于温度1300℃下进行热处理，使石灰等与废阴极炭块中的电解质发生反应，得到氟化钙、氟化钠和氟化铝，回收高温烟气中hf气体生成氟化铝，使氟得到固化以重新利用，最终产品为玻璃态熔渣，回收的炭重新用于制造阴极材料。该工艺已进行工业应用，年处理废槽衬可达12000t，但投资大、处理能耗高，处理费用太高。国内亦多有研究，如cn105642649a公开了一种电解铝废阴极的高温处置方法，是将电解铝废阴极碳块破碎至3～15mm，然后，于2600～2800℃超高温真空电炉中焙烧处理，挥发出其中的氟化物、分解其中的氰化物为氮化物，高温烟气采用水雾吸收的方式吸收再经过过滤烘干等处理，得可回用的氟化物，超高温焙烧后的阴极碳素材料经冷却成为固定碳含量达到97%的碳素材料。但该方法明显的存在如下问题：一是电解铝废阴极碳破碎筛分过程中产生含氰化物的有毒粉尘与有毒气体；二是电加热至2600～2800℃其实际的电耗很高，维持真空抽吸的电耗更高，设备的要求及造价亦很高；三是2600～2800℃挥发的氟化物气体采用水雾吸收对设备的要求太高，因为1200℃的水蒸汽足可以将氟化钙等氟化物直接转化为剧毒的强腐蚀性的氟化氢；四是易产生严重的二次污染，且回收的碳素材料中仍含3%或更多的氟化物，回收利用会缩短大修期限而不合算。cn106269787a公开了一种用于处置电解铝废阴极的高温连续式处理方法，教导了一种将电解铝废阴极碳块破碎至不大于3mm的颗粒，与沥青等捏合制成3～100mm的混合物颗粒，然后，将混合物颗粒置于超高温真空电炉内，于不低于2000℃（2300～2600℃）超高温真空电炉中连续式焙烧处理，得高温电锻烟气及电解铝废阴极碳粒，再将高温电锻烟气进行二次燃烧，完全燃烧挥发物烟气中的碳粉、碳末及冰晶石，分解其中的氰化物为氮化物，冷却、除尘、脱硫脱硝后，得回用的氟化物和固定碳含量达到95%的碳素材料。但该方法明显的存在如下问题：一是电解铝废阴极碳破碎筛分过程中产生含氰化物的有毒粉尘与有毒气体；二是电加热至2000～2600℃其实际的电耗很高，维持真空抽吸的电耗更高，设备的要求及造价亦很高；三是二次燃烧后的烟气净化投资高，易产生严重的二次污染；四是2000～2600℃电炉锻烧处理的碳素中仍含大量的氟化物，因为氟化钙的沸点高达2497℃以上，含氟碳素材料回收利用会缩短大修期限而不合算。
（3）燃烧分离方法：是采用专业焚烧炉及流化床炉工艺等，因电解铝废阴极炭不同于燃煤，虽热值一般高达4000～5500kcal/kg，但氧化反应所需活化能高，需达到1500℃高温才能有效氧化燃烧，故燃烧法存在分离工艺方法繁琐、燃尽所需加热时间长、能耗大且难以有效回收其中氟化物的问题，且二次污染问题处理难度亦大。
（4）燃料法：因电解铝废阴极炭块的主要成分为炭，且完全燃烧的理论热值一般达4000kcal/kg以上，高的达5500kcal/kg相当于常用的无烟煤的热值，所以，国内外大量的技术工作者进行了不懈的努力，至今效果极不如人意。国内作为燃料的方法有中国有色金属工业总公司于1988年11月16日组织的山东铝业厂“铝电解槽废阴极炭块回收利用”的鉴定成果。具体方法是：“山东铝厂在氧化铝生产中，把废旧阴极炭块磨细后作为脱硫剂并替代部分无烟煤加入氧化铝熟料窑内，生产氧化铝烧结块。所含的氟化盐在熟料烧成中转化成不溶性氟化钙进入赤泥，赤泥用于水泥生产配料在配制水泥时代替萤石作矿化剂。”但是，该方法粉磨能耗高，烟气中有害气体的排放量增加。为进一步解决废阴极炭块的燃料化利用问题，中国铝业股份有限公司山东分公司研究院杨会宾等在山东铝厂的水泥生产线上进行了深入的研究实践，用热值21mj/kg（5024kcal/kg）的废阴极炭块应用于水泥生产线的工业试验，具体是先将废阴极炭块破碎，按每吨熟料5kg废阴极炭块的最大比例用量（折算为用煤量的约3%以下），在粉磨煤粉时配入煤磨中一起粉磨，试验结论为每吨熟料按5kg废阴极炭块对熟料质量无可见影响（杨会宾等.废阴极炭块在水泥生产中的应用研究.轻金属,2008年第2期,p59-64.）。杨会宾等利用水泥窑炉内部反应温度高，炭块在流程中停留时间长等条件，使废阴极炭块中的有害物质在高温环境中进行分解置换，并最终固化在水泥熟料中，同时试图用废阴极炭块中的碳作为燃料降低煤的消耗。但是，其仍然存在安全问题、添加量问题和对生产的影响问题，毕竟，废阴极炭不是燃煤，废阴极炭块中的炭极难燃。然而，真正的缺陷不是氟化物导致的耐火材料的侵蚀和烟气中氟超标的问题，因为氟铝酸钙水泥的生产也可确保耐火材料的安全和烟气中氟不超标，毕竟正常的水泥窑预热器系统客观上有实现五级带碱性高浓度粉料交换捕集的预热器；也不是碱含量极高的问题，因为每吨熟料耗煤一般仅0.15～0.18t，少量的阴极炭块中的电解质主要为氟化铝、氟化钙、氟铝酸钠、氟铝酸镁，氟化钠只占少量，用量小时所带氟铝酸钠和氟化钠中的总碱量有限，一般对水泥后期强度的影响有限。因此，山东铝厂至今尚不能将阴极炭正常使用作为替代性燃煤的真正原因是：一则影响煤磨的粉磨效率，二则是低活性的石墨碳严重降低了煤粉的整体燃烧性能，严重的影响了煤粉的正常燃烧效率，不能及时有效燃烧放出热量的碳素落入熟料或裹入粉料中产生强还原，影响了窑系统工况，影响了熟料质量。显然，现有技术尚不能将电解铝废阴极炭块作为有效的替代性燃料。
（5）安全填埋法：由于现有的处理方法存在高能耗、高成本和二次污染等问题，因此，电解铝废阴极炭块的环境污染问题一直没有得到有效解决，致使绝大多数铝电解槽废阴极炭块仍被弃置，目前还是主要采用高成本的安全填埋法。而当前普遍采用的填埋、堆存方法处理电解铝固体废弃物办法，会对环境造成极大危害，即便是完全按危险废物的无害化填埋仍将产生持续性污染，并且造成了大量资源浪费。
另外，电解铝固体废弃物由于含有大量的可溶性的氟化物和少量氰化物（主要为氰化钠和铁氰化钠），属于危险废弃物，须进行妥善处理。而现有技术条件下，电解铝厂普遍采用的填埋、堆存方法处理这些固体废弃物，所含的可溶性氟化物及氰化物会通过风吹、日晒、雨淋的作用转移或挥发进入大气，或随雨水混入江河、渗入地下污染土壤和地下水，对动植物及人体产生很大损害，破坏生态环境，影响农业生态平衡，使农作物减产，其危害将是长期的。对于废阴极炭块中氰化物的处理，处理技术主要有弱酸溶解+聚硫化物转化为硫代氰酸盐和金属硫代物的方法，锰离子+紫外光催化氧化方法、臭氧和次氯酸钠联合氧化方法、高温氯化处理方法、高温氧化方法、生化法处理氰化物技术。但是，现有的这些氰化物处理技术方法繁琐、成本高，且存在二次污染。cn101811695a公开了一种从电解铝废阴极炭块中回收石墨的方法，是采用粉磨、水浸、浮选再酸浸等工序去除其中的氟化物，分离回收其中的碳素材料干燥即得到石墨精粉。但是，该方法工序繁杂、二次污染大，能耗高，回收的石墨精粉杂质含量高。
综上，作为电解铝行业共性的突出问题，有必要尽快突破电解铝固体废弃物无害化产业化技术难题。如何利用电解铝固体废弃物材料的特性实施资源化利用，尤其是安全的、低能耗、低成本资源化利用是一个值得研究解决的技术方法问题。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种安全简单、处理量大，能耗低，成本低，且无二次污染，适宜工业化生产的铝电解槽炭质废料再生为生产电石用原料的方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：一种铝电解槽炭质废料再生为生产电石用原料的方法，包括如下步骤：
（1）预处理：将铝电解槽炭质废料破碎为粒径≤20mm的散粒状物料；
（2）活化碳素与碱铝回收：将步骤（1）所得散粒状物料置于浸取池、搅拌浸取装置或辗压混合浸取装置中，先加入水，再加入烧碱或其溶液、石灰和强氧化活性剂，氧化浸取，过滤分离，得铝碱液和固体滤渣，固体滤渣经水洗，干燥，得含碳素和氟化钙的活化碳渣；
（3）电石原料加工：将步骤（2）所得含碳素和萤石的活化碳渣置于辗混机中，加入碳氢类粘结剂，或还加入生石灰，辗混、成型为5～18mm的颗粒料，得生产电石用原料。
优选地，步骤（1）中，所述铝电解槽炭质废料的主要成分为废阴极炭块和/或废阳极炭粒，其中，无机质含量20～50%、碳含量50～80%，各组分总质量百分含量≤100%；其中，无机质中，铝含量为1～14%，碱含量为5～20%，氰化物含量＜2.5%。
优选地，步骤（1）中，所述破碎的破碎方式为挤压式或冲击式破碎。由于铝电解槽炭质废料具有硬度大、摩擦系数小、不易破碎粉磨的特点，且铝电解槽炭质废料中的炭质材料和其它成分存在着明显界面的特征，采用节能的挤压式或冲击式破碎方式将铝电解槽炭质废料破碎为粒径小于20mm的物料，能耗极低，处理能力强。
优选地，步骤（1）中，在破碎的同时，雾化喷洒相当于铝电解槽炭质废料质量0.5～6.0%（更优选3～5%）的去毒剂溶液。通过在破碎的同时雾化喷洒去毒剂溶液，在抑尘的同时可以渗入破碎的粒状物料孔隙裂缝中消解氰化物的毒性，再通过催化氧化器负压抽取破碎系统的除尘废气，可对含氰气体实现催化氧化分解。
优选地，所述去毒剂为高铁酸盐去毒剂、重铬酸盐去毒剂、重铬酸酐去毒剂、硫代硫酸盐去毒剂、高氯酸盐去毒剂、氢氧化物去毒剂、次氯酸盐去毒剂或二氧化氯等中的一种或几种；所述高铁酸盐去毒剂为高铁酸钾、高铁酸锂或高铁酸钠等中的一种或几种，所述重铬酸盐去毒剂为重铬酸钾、重铬酸钠或重铬酸钴等中的一种或几种，所述硫代硫酸盐去毒剂为硫代硫酸钠和/或硫代硫酸钾等，所述高氯酸盐为高氯酸锂和/或高氯酸钴等，所述氢氧化物为氢氧化钴、氢氧化铁或氢氧化钾等中的一种或几种，所述次氯酸盐为次氯酸钠和/或次氯酸钙等。去毒剂溶液为所述去毒剂配制的溶液。
更进一步优选地，所述去毒剂为zc-xj1型去毒剂溶液（即高铁酸盐去毒剂和次氯酸盐去毒剂以质量比1:1配制的饱和溶液）。
优选地，所述去毒剂溶液为先将次氯酸钠加入相当于其质量2倍的水稀释，再将高铁酸钾和氢氧化钾按1:1的质量比溶于次氯酸钠溶液中形成的饱和溶液。
优选地，步骤（2）中，所述水的用量为散粒状物料质量的1～10倍（更优选2～8倍），所述烧碱或其溶液、石灰、强氧化活性剂与散粒状物料的质量比为3～30:1～30:0.5～5.0:100（更优选5～20:5～20:2.5～4.5:100）。加入的烧碱可用于溶解脱除炭质废料散粒状物料中的固体氧化铝等；加入的石灰可用于苛化脱除固体物料中的碱，并将氟化物转化为氟化钙。所述石灰为熟石灰（即ca(oh)2）和/或生石灰。
优选地，步骤（2）中，所述烧碱为氢氧化钠或氧化铝生产中循环利用的碱或本步骤铝碱液提铝后回收的碱。步骤（2）所得的铝碱液，可回收用于提铝和浓碱，所得的碱可回用于本步骤。
优选地，步骤（2）中，所述强氧化活化剂是指可破坏或活化石墨的网状炭结构，提高碳素材料活性，能有效促进炭素和氧化钙反应能力、并能高效氧化氰化物消解毒性的物质，为氯磺酸强氧化活化剂、高铁酸盐强氧化活化剂、重铬酸盐强氧化活化剂、重铬酸酐强氧化活化剂、高氯酸盐强氧化活化剂、氯酸盐强氧化活化剂、次氯酸盐强氧化活化剂、钒酸盐强氧化活化剂或高锰酸盐强氧化活化剂等中的一种或几种；所述高铁酸盐强氧化活化剂为高铁酸钙、高铁酸钾、高铁酸锂或高铁酸钠等中的一种或几种，所述重铬酸盐强氧化活化剂为重铬酸钙、重铬酸钾、重铬酸钠、重铬酸钴或重铬酸铵等中的一种或几种，所述高氯酸盐强氧化活化剂为高氯酸钙、高氯酸钴、高氯酸锂、高氯酸钠或高氯酸钾等中的一种或几种，所述氯酸盐强氧化活化剂为氯酸钙、氯酸钠或氯酸钾等中的一种或几种，所述次氯酸盐强氧化活化剂为次氯酸钠和/或次氯酸钙等，所述钒酸盐强氧化活化剂为偏钒酸钠和/或偏钒酸锂等，所述高锰酸盐强氧化活化剂为高锰酸钾和/或高锰酸钙等。
更进一步优选地，所述强氧化活化剂为zc-yo7型强氧化活化剂（即重铬酸盐强氧化活化剂和次氯酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物）、zc-yo5型强氧化活化剂（即高铁酸盐强氧化活化剂和高氯酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物）、zc-yo8型强氧化活化剂（即高氯酸盐强氧化活化剂和高锰酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物）、zc-yo11型强氧化活化剂（即重铬酸盐强氧化活化剂和高氯酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物）。
优选地，步骤（2）中，所述强氧化活化剂为高铁酸钾、重铬酸钠、高氯酸钴、偏钒酸锂、次氯酸钙按摩尔比3:1:2:1:2的比例混合制成的氧化活化剂。
优选地，步骤（2）中，所述氧化浸取的温度为常温～300℃（更优选20～200℃），时间为0.1～8.0h（更优选0.5～3.0h）。氧化浸取过程中，通过溶解、置换、氧化反应，可脱除固体物料中固化的铝、碱，并氧化活化碳素且氧化分解氰化物。
步骤（2）中，当反应装置为浸取池时，将烧碱或其溶液、石灰和强氧化活性剂加入水中搅成悬浮液后，再加入浸取池中；当反应装置为搅拌浸取装置时，加入水后，在搅拌混合过程中，加入烧碱或其溶液、石灰和强氧化活性剂；当反应装置是辗压混合浸取装置时，加入水后，在碾压混合过程中，加入烧碱或其溶液、石灰和强氧化活性剂。
优选地，步骤（2）中，所述干燥至含水率≤5%。
优选地，步骤（2）中，水洗后的水洗液可回收作为浸取用水。
优选地，步骤（3）中，所述含碳素和萤石的活化碳渣与碳氢类粘结剂、生石灰的质量比为：100:5～40:0～160（更优选100:15～38:50～150）。
优选地，步骤（3）中，所述碳氢类粘结剂为煤沥青、石油沥青或树脂等中的一种或几种。
步骤（3）中，通过辗混、成型为5～18mm的颗粒料，可进一步提高碳素和氧化钙的直接反应效率，从而有效提高电石炉的生产能力。
本发明方法所得生产电石用原料即节能熔剂型碳素原料或节能熔剂型电石原料，可按正常的电石生产工艺控制方法用于电石生产中。
本发明方法的技术思路如下：针对铝电解槽炭质废料的主要成分为碳、氟、铝、碱四大成分，而铝冶金工业需要铝、碱原料，化工基础原料电石的生产需要碳素、石灰及氟化钙熔剂原料，因此，可对铝电解槽炭质废料实施资源化利用。由于电石（cac2）生产的基本原料为碳素原料（c）和生石灰（cao），通常情况下，为了降低电耗、稳固熔池、降低碳化钙熔体/共熔体粘度以增加流动性或生产得到高产优质的电石，并使电炉能在高炉温下运行，常需用萤石（caf2）作熔池熔剂，本发明方法将脱铝碱分离净化的含碳素和氟化钙为主的固体组分作为电石生产的碳素原料或节能熔剂型碳素原料本身就是对铝电解槽炭质废料资源化利用方式的突破和创新。
本发明方法的技术原理如下：先将铝电解槽炭质废料破碎，同步施以碱浸、石灰苛化和强氧化剂氧化。在强氧化性条件下，将炭质废料中的na3alf6、alf3、naf等转化为caf2为主而脱除固体物中固态的碱，将al2o3等含铝矿物转化为水溶性偏铝酸钠而脱除固体物中固化的铝，铝、碱成分进入溶液中，同时，强氧化剂氧化分解其中的氰化物去除物料的毒性，并对铝电解槽炭质废料中的部分石墨或石墨化倾向严重而反应活性较差的碳素材料，实施强氧化活化，以破坏或活化石墨的网状炭结构，提高碳素材料活性，以获得活性碳素原料，强氧化剂最终在活化碳素结构中完全消耗；最后以简单的过滤分离获得铝、碱液，及含碳素和氟化钙为主的固体滤渣两大组分，铝碱液可回收用于铝业生产。
本发明方法的有益效果如下：
（1）本发明方法所得生产电石用原料的碳含量高，铝、碱杂质含量较低，铝、碱的脱除回收率分别高达93.7%、94.6%，为铝业生产开发了一种铝碱原料，利于资源循环和降本增效；
（2）将本发明方法所得生产电石用原料按正常的电石生产工艺控制方法用于电石生产中，在替代25～35%的块粒状碳素原料的条件下，可取消用萤石和副石灰的调炉操作，熔池稳定，出料顺畅，即碳化钙共熔体粘度降低，产量提高高达16.8%，吨电石的平均电耗下降高达10.7%，电石产气量平均提高高达8.6%，即电石中碳化钙含量增加，品位提高，且无氰化物检出，为电石生产开发了一种有效的替代性碳素原料和熔池熔剂氟化钙来源，利于电石生产企业的节能降耗；
（3）本发明方法安全简单、处理量大，能耗低，成本低，且无二次污染，适宜工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
本发明实施例所使用的原料或化学试剂，如无特殊说明，均通过常规商业途径获得。
实施例1
本发明实施例所使用的铝电解槽炭质废料取自某铝厂库内堆存的块状炭质废料，检测混合样无机质含量32.67%（其中，铝含量为2.43%，碱含量为11.98%，氰化物含量0.17%）、碳含量67.16%；本实施例所使用的强氧化活化剂为zc-yo7型强氧化活化剂（即重铬酸盐强氧化活化剂和次氯酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物）购于湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司。
（1）预处理：将1t铝电解槽炭质废料冲击式破碎为粒径≤12mm的散粒状物料；
（2）活化碳素与碱铝回收：将步骤（1）所得1t散粒状物料置于辗压混合浸取装置中，先加入4t水，辗压混合过程中，再加入95kg氢氧化钠、127kg氢氧化钙和38kgzc-yo7型强氧化活性剂，在20℃下，加热浸取80min，过滤分离，得铝碱液和固体滤渣，固体滤渣经水洗，干燥至含水率为1%，得992kg含碳素和氟化钙的活化碳渣；
（3）电石原料加工：将步骤（2）所得992kg含碳素和萤石的活化碳渣置于辗混机中，加入234kg煤沥青，辗混、成型为10mm的颗粒料，得生产电石用原料。
经检测，本实施例所得生产电石用原料的碳含量为69.63%，铝含量为0.31%，碱含量为0.81%，铝、碱的脱除回收率分别为84.3%、91.7%。
将本实施例所得粒径10mm的颗粒状生产电石用原料交由某电石厂生产技术处，按正常的电石生产工艺控制方法用于电石生产中。
该厂生产技术处反馈：使用该粒径10mm的颗粒状生产电石用原料以碳含量计，替代25%的块粒状碳素原料，可取消用萤石和副石灰的调炉操作，熔池稳定，出料顺畅，即碳化钙共熔体粘度降低，产量提高8.4%，吨电石的平均电耗下降7.9%，电石产气量平均提高6.8%，即电石中碳化钙含量增加，品位提高，且无氰化物检出。
将本实施例步骤（2）所得铝碱液回收用于提铝和浓碱，浓碱可回用于步骤（2）；所述水洗后的水洗液回收作为浸取用水。
实施例2
本发明实施例所使用的铝电解槽炭质废料取自某铝厂库内堆存的块状炭质废料，检测混合样无机质含量30.68%（其中，铝含量为2.41%，碱含量为9.87%，氰化物含量0.16%）、碳含量69.16%；本实施例所使用的强氧化活化剂为高铁酸钾、重铬酸钠、高氯酸钴、偏钒酸锂、次氯酸钙按摩尔比3:1:2:1:2的比例混合制成的氧化活化剂。
（1）预处理：将1t铝电解槽炭质废料冲击式破碎为粒径≤10mm的散粒状物料；
（2）活化碳素与碱铝回收：将步骤（1）所得1t散粒状物料置于搅拌浸取装置中，先加入5t水，搅拌混合过程中，再加入117kg质量浓度40%的氢氧化钠溶液、93kg氢氧化钙和43kg强氧化活化剂，在70℃下，加热浸取120min，过滤分离，得铝碱液和固体滤渣，固体滤渣经水洗，干燥至含水率为1.5%，得990.8kg含碳素和氟化钙的活化碳渣；
（3）电石原料加工：将步骤（2）所得990.8kg含碳素和萤石的活化碳渣置于辗混机中，加入162kg煤沥青，辗混、成型为10mm的颗粒料，得生产电石用原料。
经检测，本实施例所得生产电石用原料的碳含量为72.04%，铝含量为0.32%，碱含量为0.71%，铝、碱的脱除回收率分别为84.6%、91.7%。
将本实施例所得粒径10mm的颗粒状生产电石用原料交由某电石厂生产技术处，按正常的电石生产工艺控制方法用于电石生产中。
该厂生产技术处反馈：使用该粒径10mm的颗粒状生产电石用原料以碳含量计，替代30%的块粒状碳素原料，可取消用萤石和副石灰的调炉操作，熔池稳定，出料顺畅，即碳化钙共熔体粘度降低，产量提高9.3%，吨电石的平均电耗下降8.7%，电石产气量平均提高8%，即电石中碳化钙含量增加，品位提高，且无氰化物检出。
将本实施例步骤（2）所得铝碱液回收用于提铝和浓碱，浓碱可回用于步骤（2）；所述水洗后的水洗液回收作为浸取用水。
实施例3
本发明实施例所使用的铝电解槽炭质废料取自某铝厂库内堆存的块状炭质废料，检测混合样无机质含量40.59%（其中，铝含量为4.93%，碱含量为13.76%，氰化物含量0.14%）、碳含量59.27%；本实施例所使用的生石灰选用电石厂筛下的粉状石灰（氧化钙质量含量为91.6%）；本实施例所使用的强氧化活化剂为zc-yo5型强氧化活化剂（即高铁酸盐强氧化活化剂和高氯酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物），本实施例所使用的去毒剂溶液为zc-xj1型去毒剂溶液（即高铁酸盐去毒剂和次氯酸盐去毒剂以质量比1:1配制的饱和溶液），均购于湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司。
（1）预处理：将1t铝电解槽炭质废料冲击式破碎为粒径≤5mm的散粒状物料；在破碎的同时，雾化喷洒45kg的去毒剂溶液；
（2）活化碳素与碱铝回收：将步骤（1）所得1t散粒状物料置于搅拌浸取装置中，先加入5t水，搅拌混合过程中，再加入105kg氢氧化钠、157kg氢氧化钙和28kgzc-yo5型强氧化活性剂，在150℃下，加热浸取45min，过滤分离，得铝碱液和固体滤渣，固体滤渣经水洗，干燥至含水率为1.5%，得969kg含碳素和氟化钙的活化碳渣；
（3）电石原料加工：将步骤（2）所得969kg含碳素和萤石的活化碳渣置于辗混机中，加入353kg煤沥青和918kg生石灰，辗混、成型为12mm的颗粒料，得生产电石用原料。
经检测，本实施例所得生产电石用原料的碳含量为40.1%，铝含量为0.14%，碱含量为0.35%，铝、碱的脱除回收率分别为93.7%、94.6%。
将本实施例所得粒径12mm的颗粒状生产电石用原料交由某电石厂生产技术处，按正常的电石生产工艺控制方法用于电石生产中。
该厂生产技术处反馈：使用该粒径12mm的颗粒状生产电石用原料同时取代35%的块粒状碳和生石灰原料，可取消用萤石和副石灰的调炉操作，熔池稳定，出料顺畅，即碳化钙共熔体粘度降低，产量提高16.8%，吨电石的平均电耗下降10.7%，电石产气量平均提高8.6%，即电石中碳化钙含量增加，品位提高，显示活化碳渣加足够化学反应当量的生石灰辗混成型的颗粒料，可大幅增加碳素和氧化钙反应生成碳化钙的速度，进而大幅提高电石炉的产量，且无氰化物检出。
将本实施例步骤（2）所得铝碱液回收用于提铝和浓碱，浓碱可回用于步骤（2）；所述水洗后的水洗液回收作为浸取用水。
实施例4
本发明实施例所使用的铝电解槽炭质废料取自某铝厂库内堆存的块状炭质废料，检测混合样无机质含量36.55%（其中，铝含量为2.39%，碱含量为10.98%，氰化物含量0.19%）、碳含量63.26%；本实施例所使用的生石灰选用电石厂筛下的粉状石灰（氧化钙质量含量为91.6%）；本实施例所使用的强氧化活化剂为zc-yo8型强氧化活化剂（即高氯酸盐强氧化活化剂和高锰酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物）购于湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司。
（1）预处理：将1t铝电解槽炭质废料冲击式破碎为粒径≤15mm的散粒状物料；
（2）活化碳素与碱铝回收：将步骤（1）所得1t散粒状物料置于辗压混合浸取装置中，先加入4t水，辗压混合过程中，再加入103kg氢氧化钠、114kg生石灰和35kgzc-yo8型强氧化活性剂，在80℃下，加热浸取80min，过滤分离，得铝碱液和固体滤渣，固体滤渣经水洗，干燥至含水率为1%，得976kg含碳素和氟化钙的活化碳渣；
（3）电石原料加工：将步骤（2）所得976kg含碳素和萤石的活化碳渣置于辗混机中，加入155.2kg煤沥青，辗混、成型为12mm的颗粒料，得生产电石用原料。
经检测，本实施例所得生产电石用原料的碳含量为66.8%，铝含量为0.31%，碱含量为0.69%，铝、碱的脱除回收率分别为85.3%、92.8%。
将本实施例所得粒径12mm的颗粒状生产电石用原料交由某电石厂生产技术处，按正常的电石生产工艺控制方法用于电石生产中。
该厂生产技术处反馈：使用该粒径12mm的颗粒状生产电石用原料以碳含量计，替代25%的块粒状碳素原料，可取消用萤石和副石灰的调炉操作，熔池稳定，出料顺畅，即碳化钙共熔体粘度降低，产量提高9.5%，吨电石的平均电耗下降8.1%，电石产气量平均提高5.8%，即电石中碳化钙含量增加，品位提高，且无氰化物检出。
将本实施例步骤（2）所得铝碱液回收用于提铝和浓碱，浓碱可回用于步骤（2）；所述水洗后的水洗液回收作为浸取用水。
实施例5
本发明实施例所使用的铝电解槽炭质废料取自某铝厂库内堆存的块状炭质废料，检测混合样无机质含量28.81%（其中，铝含量为2.42%，碱含量为10.31%，氰化物含量0.13%）、碳含量71.06%；本实施例所使用的生石灰选用电石厂筛下的粉状石灰（氧化钙质量含量为91.6%）；本实施例所使用的强氧化活化剂为zc-yo11型强氧化活化剂（即重铬酸盐强氧化活化剂和高氯酸盐强氧化活化剂以质量比1:1的混合物），购于湖南省小尹无忌环境能源科技开发有限公司；本实施例所使用的去毒剂溶液为先将次氯酸钠加入相当于其质量2倍的水稀释，再将高铁酸钾和氢氧化钾按1:1的质量比溶于次氯酸钠溶液中形成的饱和溶液。
（1）预处理：将1t铝电解槽炭质废料挤压式破碎为粒径≤5mm的散粒状物料；在破碎的同时，雾化喷洒50kg的去毒剂溶液；
（2）活化碳素与碱铝回收：将步骤（1）所得1t散粒状物料置于浸取池中，将56kg氢氧化钠、84kg生石灰和40kgzc-yo11型强氧化活性剂加入7t水中搅成悬浮液，再加入浸取池中，在20℃下，加热浸取80min，过滤分离，得铝碱液和固体滤渣，固体滤渣经水洗，干燥至含水率为1%，得987kg含碳素和氟化钙的活化碳渣；
（3）电石原料加工：将步骤（2）所得987kg含碳素和萤石的活化碳渣置于辗混机中，加入170kg石油沥青，辗混、成型为10mm的颗粒料，得生产电石用原料。
经检测，本实施例所得生产电石用原料的碳含量为72.83%，铝含量为0.29%，碱含量为0.76%，铝、碱的脱除回收率分别为86.1%、91.47%。
将本实施例所得粒径10mm的颗粒状生产电石用原料交由某电石厂生产技术处，按正常的电石生产工艺控制方法用于电石生产中。
该厂生产技术处反馈：使用该粒径10mm的颗粒状生产电石用原料以碳含量计替代25%的碳素原料，可取消用萤石和副石灰的调炉操作，熔池稳定，出料顺畅，即碳化钙共熔体粘度降低，产量提高7.6%，吨电石的平均电耗下降7.1%，电石产气量平均提高4.5%，即电石中碳化钙含量增加，品位提高，且无氰化物检出。
将本实施例步骤（2）所得铝碱液回收用于提铝和浓碱，浓碱可回用于步骤（2）；所述水洗后的水洗液回收作为浸取用水。