2019年我国的铝电解产能达到了3570万吨,按照每吨电解铝产生30千克废旧阴极计算,仅2019年就会产生107.1万吨废旧阴极。因为废旧阴极中氟化钠的含量大于30%,若对其任意堆放,其可溶氟将会对土壤和地下水造成极大的污染,在2016年废旧阴极被列入《国家危险废物名录》,废物代码321-023-48,危险特性为“T”(毒性),随着国家对环境保护的重视,对废旧阴极的资源化处理成为了热点。本研究以废旧阴极中碳与氟化钠的回收为目标,进行了如下研究:(1)将废旧阴极粉碎至粒径小于170目,在时间50min,温度80℃,液固比20:1的条件下进行水洗脱除氟化钠的实验,过滤分离,工艺处理后可以获得碳纯度57.34%的滤饼,滤液蒸发结晶得到纯度为96.42%的氟化钠,回收率为94.50%。(2)对水洗后含碳量为57.34%的滤饼进行碱洗脱硅实验,在实验条件为:时间100min,温度140℃,质量分数50%,液固比5:1下进行实验,可以使脱硅率达到92.76%。过滤分离,获得碳纯度为74.73%的滤饼,碱洗滤液备用。(3)对碱洗后含碳量为74.73%的滤饼进行酸洗除去氢氧化钙的实验,在实验条件为:温度70℃,质量分数15%,时间80min,液固比5:1下进行实验,过滤分离,可以得到纯度为97.27%的碳。将酸洗滤液与碱洗滤液混合即可生成酸洗工艺除去的氢氧化钙,过滤分离,滤液再经过盐酸调节pH=9以获得冰晶石,过滤分离,滤液进行蒸发结晶获得主要物质为氯化钠的盐分。综上所述:此工艺投入废旧阴极10.00g,经过工艺处理后可获得纯度为96.42%的氟化钠4.14g,纯度为97.27%的碳粉3.45g,废液经过处理可以获得副产物,工艺不会造成二次污染,达到了回收碳与氟化钠的目标,所以本研究开发的水洗-碱洗-酸洗工艺为废旧阴极的资源化处理提供了一种方法。