具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图5描述本发明的一种资源化处理铝电解碳电极废料的连续式电热炉及方法。

如图1所示，本实施例提供一种资源化处理铝电解碳电极废料的连续式电热炉，包括：预热分离通道1与电热炉体2；预热分离通道1包括余热预热段101与熔融分离段；余热预热段101的一端用于输入碳电极废料，另一端与熔融分离段的一端连通；熔融分离段的另一端与电热炉体2的进料口连通；其中，余热预热段101用于利用电热炉体2与熔融分离段内烟气的余热对碳电极废料进行预热，以去除所述碳电极废料中的水汽、氰化物及氧气，并排出低温烟气；熔融分离段用于对预热处理后的碳电极废料中的电解质与硅铝混合物进行加热熔融分离，获得石墨化增碳剂产品，并将石墨化增碳剂产品输入至电热炉体2；电热炉体2用于对石墨化增碳剂产品进行高温纯化，得到石墨碎产品。

具体地，本实施例通过设置预热分离通道1，将预热分离通道1与电热炉体2的进料口连通，在进行碳电极废料的资源化处理时，首先，在预热分离通道1的余热预热段101，可利用电热炉体2内烟气的余热，对碳电极废料进行预热脱水、破氰化物及排氧处理，如此，既避免了氰化物污染，又避免易爆燃气体的产生和富集，确保了处理工序的安全；然后，经过余热预热段101处理后的碳电极废料在进入至预热分离通道1的熔融分离段后，可在熔融分离段对碳电极废料中的电解质与硅铝混合物产品进行熔融分离和有效回收，获得石墨化增碳剂产品；接着，可再次通过电热炉体2的高温气固分离作用，对石墨化增碳剂产品进行高温纯化，得到高纯度的石墨碎产品，如此便于对石墨碎产品再次加工，以制备得到人造石墨负极产品。

由上可知，基于余热预热段101、熔融分离段及电热炉体2对铝电解碳电极废料的依次处理，本发明不仅实现了碳的逐步提纯及对分离产物的回收，而且实现了无公害处理，确保了整个处理工序的安全。

与此同时，本发明在碳电极废料入炉前，先对碳电极废料中的电解质与硅铝混合物进行熔融分离，较直接高温气化分离法而言，能耗小、效率高。其中，本实施例所示的硅铝混合物具体为硅铝酸盐、硅氧化物及铝氧化物当中的至少两种构成的混合物，硅铝酸盐可以为本领域公知的硅铝酸钙或硅铝酸钠。

另外，由于在熔融分离段，碳电极废料中的电解质及高熔点物质的熔融液化与分离同时进行，电热炉体2内未被完全分离的电解质又会在高温作用下气化，并随同烟气返回至熔融分离段而被再次分离回收，这不仅确保了对电解质的分离效果，还确保了电热炉不会出现结焦板结或通道被堵塞的隐患。由于烟气的热能在熔融分离段对碳电极废料进行辅助融化的同时，还作用于余热预热段101并用于初始物料的加热，从而本发明基于对预热分离通道1的优化设计，实现了对余热的有效利用，达到了较好的节能效果。

在此应指出的是，为了确保对碳电极废料的资源化处理效果，本实施例所示的输入至余热预热段101的一端的碳电极废料是经过预处理过的。由于碳电极废料包括本领域所公知的废阴极炭块、阳极炭渣或阳极炭渣浮选碳粉。在此，本实施例可将废阴极炭块或阳极炭渣破碎至粒径为0-150mm的炭块，在拣出铝片、除去废铁后，通过原料仓输送至余热预热段101。其中，阳极炭渣在经过碳渣浮选法得到阳极炭渣浮选碳粉时，本实施例也可直接将阳极炭渣浮选碳粉作为原料输送至原料仓，并由原料仓向余热预热段101给料。

与此同时，本实施例所示的利用电热炉体2内烟气的余热对碳电极废料进行加热时，可先以室温至450℃的温度对碳电极废料进行加热，去除碳电极废料中的水汽、氰化物及氧气，再继续将碳电极废料加热至900℃，整个过程可参照如下化学方程式：

4NaCN+5O₂＝2Na₂O+4CO₂+2N₂；

C+H₂O＝CO+H₂；

AlN+H₂O＝Al₂O₃+NH₃；

2C+O₂＝2CO；

2CO+O₂＝2CO₂；

2H₂+O₂＝2H₂O；

4NH₃+7O₂＝4NO₂+6H₂O；

N₂+O2＝N_xO_y+NO；

其中，x取值为1或2，y取值为1、2、3、4或5。

由此可见，本实施例实现了对电热炉体2内烟气的余热的有效利用，由于烟气的排放方向与碳电极废料的输送方向相反，可确保烟气与碳电极废料充分地进行热交换，而热交换之后的低温烟气便于输送至烟尘处理系统进行收尘处理。与此同时，可消除直接高温法对碳电极废料进行处理时出现产生氮氧化物的危害，并杜绝了CO、H₂、NH₃等易爆燃气体的产生和富集，消除了爆燃、喷灰的安全隐患。

进一步地，由于碳电极废料中掺杂的电解质、硅铝混合物的熔点不相同，为了实现对这些物质的分离回收，本实施例所示的熔融分离段包括：第一分离段102与第二分离段103；第一分离段102的一端与余热预热段101的另一端连通，第一分离段102的另一端与第二分离段103的一端连通；第二分离段103的另一端与电热炉体2的进料口连通；第一分离段102的熔融温度为900-1600℃，第二分离段103的熔融温度为1600-2100℃；电热炉体2内的加热温度为2100-3000℃。

在此，由于碳电极废料中主要掺杂有氟化盐及钠基电解质，这些电解质在900-1600℃会呈熔融状态，而碳电极废料掺杂的铝、硅、铁等杂质的熔点在1600-2100℃，本实施例可设置第一分离段102的熔融温度为900-1600℃，在该熔融温度下，氟化盐及钠基电解质会在第一分离段102内转变成流动性极佳的液体，以便先实现对氟化盐及钠基电解质的分离回收，并分离留存普通焦炭产品或普通增碳剂产品。

相应地，本实施例设置第二分离段103的熔融温度为1600-2100℃，在该熔融温度下，经过第一分离段102分离留存的产品中的铝、硅、铁等杂质会在第二分离段103内转变成流动性极佳的液体，从而便再次实现对铝、硅、铁等杂质的分离回收。

由于在经过第二分离段103的液化分离处理后，可获得固定碳含量相对较高的石墨化增碳剂，但石墨化增碳剂中仍然存在不易融化的高熔点杂质，并且石墨化增碳剂的表面往往还粘附有未被熔融分离段分离处理的电解质和杂质，本实施例设置电热炉体2内的加热温度为2100-3000℃，可使得石墨化增碳剂中的杂质于2100-3000℃气化溢出，热气上行、其热能用于对高熔点物质的熔融液化，同时上行的气体在熔融分离段转变成液体被渗透分离回收，同时避免结焦板结堵塞，电热炉体2在对石墨化增碳剂进行上述纯化处理后，可得到高纯度的石墨碎产品。

如图2所示，本实施例所示的第一分离段102与第二分离段103结构相同，均包括从内往外依次设置的渗透型石墨加热管11、导流腔12、熔融液导流管13、保温隔热层14及磁场发生装置15；其中，渗透型石墨加热管11用于供其管体内碳电极废料的加热熔融分离并使熔融液渗透至导流腔12内；第一分离段102及第二分离段103均相对于水平面呈倾斜设置，第一分离段102的下端及第二分离段103的下端均设有熔融液收集口18，第一分离段102的熔融液收集口18与第一分离段102的导流腔12连通，第二分离段103的熔融液收集口18与第二分离段103的导流腔12连通。

具体地，本实施例利用磁场发生装置15产生磁场，以在渗透型石墨加热管11内产生涡流，由于渗透型石墨加热管11的电阻率较小，从而产生的涡流较强，渗透型石墨加热管11会相应地产生较大的发热量，以便实现对渗透型石墨加热管11内的碳电极废料的加热。本实施例所示的渗透型石墨加热管11可理解为密布有多个渗透微孔的石墨管，渗透型石墨加热管11只允许其内腔的熔融液从渗透微孔流入至导流腔12内，熔融液可在熔融液导流管13的引导下从熔融液收集口18收集至熔融液收集模具内。其中，熔融液收集模具优选为冷却式收集模具。

与此同时，本实施例所示的熔融液导流管13优选为高密实度非发热碳管或无机耐火防腐浇筑管，所述非发热碳管优选为被无机耐火绝缘材料封填断口的高密度断环碳管，所述断环碳管的断口朝上，所述熔融液导流管13的低处端设有熔融液收集槽，所述熔融液收集槽的侧底部设有自密封熔融液排出管，所述自密封熔融液排出管的出口部位设有冷却式收集模具。

本实施例所示的保温隔热层14具体可包括从内往外依次设置的炭质保温隔热层、无机耐火保温层及无机耐火浇筑管，其中，炭质保温隔热层具体可以由硬碳毡、软碳毡、炭质热捣糊、炭质冷捣糊和绝缘炭黑当中的至少一种制成。本实施例所示的磁场发生装置15沿保温隔热层14的周向排布，并在磁场发生装置15的外侧设有密封钢壳套16，其中，磁场发生装置15由铜线圈与磁轭组成，磁轭套设于线圈与密封钢壳套16之间，密封钢壳套16固定设于支架上。

如图2所示，为了便于利用重力作用实现对碳电极废料中杂物的熔融分离，本实施例设置第一分离段102相对于水平面形成第一倾角，第二分离段103相对于水平面形成第二倾角，第一倾角与第二倾角均为锐角，第一倾角小于第二倾角；第一分离段102的一端还设有旋转支承结构17；旋转支承结构17与渗透型石墨加热管11同轴连接；旋转支承结构17还用于与旋转驱动机构连接。在此，本实施例设置旋转支承结构17便于驱动第一分离段102内的渗透型石墨加热管11转动，以便第一分离段102在维持相对较小的倾角的情况下，还能有效地实现对碳电极废料中杂物的熔融分离，并达到较好的分离效果。

在此应指出的是，本实施例可在渗透型石墨加热管11与旋转支承结构17的轴孔之间设置隔热层，其中，隔热层具体包括从内往外依次设置的碳毡隔热层、热捣糊隔热层、无机耐火保温隔热层和隔氧密封保温层。

与此同时，本实施例不限于将第一分离段102内的渗透型石墨加热管11通过旋转支承结构17与旋转驱动机构连接，本实施例也可将第二分离段103内的渗透型石墨加热管11通过旋转支承结构与旋转驱动机构连接。

另外，为了便于余热预热段101的物料在自重的作用下输送至熔融分离段，本实施例可设置余热预热段101相对于水平面的倾斜角度为0.5°-1.5°，其中，余热预热段101相对于水平面的倾斜角度优选为0.5°、1.1°或1.5°；为了便于回转操作的实施和熔融液的熔融分离，本实施例所示的第一分离段102相对于水平面的第一倾角为4°-8°，其中，第一倾角优选为4°、5.7°或8°；本实施例所示的第二分离段103相对于水平面的第二倾角为45°-86°，其中，第二倾角优选为45°、60°或86°。

在此应指出的是，本实施例也可设置第一分离段102相对于水平面的第一倾角与余热预热段101相对于水平面的倾斜角度相等。

进一步地，本实施例所示的第二分离段103设有多个，电热炉体2的炉顶24设有多个进料口；多个第二分离段103的一端共同与第一分离段102的另一端连通；多个第二分离段103的另一端与多个进料口一一对应地连通。

如图1所示，本实施例具体设有两个第二分离段103，本实施例在电热炉体2的炉顶24相应地设有两个进料口，两个进料口分布于炉顶24的中心的相对侧。本实施例对第二分离段103的数量及进料口的位置进行优化布置，可确保电热炉体2的进料效率，并确保进料(石墨化增碳剂)在电热炉体2内均匀分布，以便提高对进料的气固分离效果。

如图1所示，本实施例所示的电热炉体2包括炉膛21与电加热装置22；炉膛21包括从上往下依次设置的气化分离区211、保温区212及多级冷却区213；熔融分离段获得的石墨化增碳剂用于输入至气化分离区211，电加热装置22用于对气化分离区211内的石墨化增碳剂进行加热；电热炉体2为竖式连续电阻加热炉。

具体地，本实施例所示的气化分离区211的加热温度为2100-3000℃，可使得石墨化增碳剂中的杂质于2100-3000℃气化溢出。气化分离区211的上端口朝向电热炉体2的炉顶24，气化分离区211的下端口与保温区212的上端口连通，保温区212的下端口与多级冷却区213的上端口连通，多级冷却区213的下端口为电热炉体2的排料口。

与此同时，本实施例所示的多级冷却区213包括从上往下依次连通的高温缓冷区、中高温缓冷区及中温冷却区。其中，本实施例所示的高温缓冷区、中高温缓冷区及中温冷却区可一一对应地设置水冷换热器，通过调节各个冷却区的水冷换热器的冷却水的流量，可实时对各个冷却区的缓冷温度进行调节。

本实施例所示的电热炉体2的炉壁25及进料口对应的壳壁均包括从内往外依次设置的硬质碳层、炭质热捣糊或冷捣糊层、绝缘炭黑层、无机耐火层、无机保温层及钢壳密封层。

如图1所示，本实施例所示的电热炉体2还设置有排料装置23；排料装置23包括排料仓231与卸料仓232，排料仓231设于卸料仓232的上方；排料仓231的进料端与电热炉体2的排料口连通，排料仓231的出料端与卸料仓232的进料端连通；其中，排料口设有排料阀26；排料仓231内配设有旋转刮料机构233及冷却托盘234，冷却托盘234用于承接排料口输出的排料，旋转刮料机构233用于将冷却托盘234上的排料刮入至排料仓231内；卸料仓232的进料端与出料端均设有闭气阀235。

具体地，本实施例所示的排料阀26优选为冷却式隔氧棒阀。本实施例所示的旋转刮料机构233包括旋转驱动电机、环形齿轮及刮刀，环形齿轮转动安装于排料仓231内，环形齿轮的齿面伸出排料仓231外；旋转驱动电机通过齿轮传动机构与环形齿轮构成动力耦合连接。环形齿轮与刮刀的刀柄连接，刮刀的刀口与冷却托盘234的盘面贴合，并靠近冷却托盘234的周边设置。其中，本实施例所示的冷却托盘234具体为冷却圆盘。

在实际工作中，电热炉体2内的石墨碎产品在经过多级冷却后，从其排料口排出，石墨碎产品再通过环形齿轮的中心孔排放至冷却托盘234上，并在冷却托盘234上逐渐堆积，在此过程中，旋转驱动电机通过环形齿轮驱动刮刀环绕着冷却托盘234做360°旋转，以将冷却托盘234上盛放的石墨碎产品逐渐刮扫至排料仓231内。

在此应指出的是，本实施例可具体在卸料仓232的出料端的下侧设置输送装备，将输送装备的末端与产品仓连通，在产品仓的出料端设置电动阀门，并将产品仓的出料端与计量包装设备连通。

如图1所示，本实施例所示的电加热装置22包括石墨正极221与石墨负极222；石墨正极221设于电热炉体2的炉顶24，石墨正极221的一端伸入至炉膛21内，另一端用于与电源的正极电性连接；石墨负极222的一端设于气化分离区211与保温区212之间，石墨负极222的另一端伸出电热炉体2外，并用于与电源的负极电性连接。

具体地，本实施例所示的电热炉体2的炉顶24设有炉盖，炉盖包括从上往下依次同轴设置的隔氧密封钢盖、无机耐火浇筑炉盖及炭质炉盖。本实施例所示的炉盖的中心用于插装电加热装置22的石墨正极221。本实施例在石墨正电极伸出炉盖部分的外侧壁上套设有冷却水套；本实施例所示的石墨正电极与隔氧密封钢盖之间设有无机耐火绝缘层；石墨正电极与无机耐火浇筑炉盖之间设有隔氧密封层。

如图1与图3所示，本实施例所示的石墨负极222包括第一负极单元与第二负极单元；第一负极单元设有两个，并呈对称布置；第一负极单元包括弧形段2221与引出段2222，引出段2222的一端与弧形段2221的一端连接，引出段2222的另一端延伸出电热炉体2的炉壁25；两个第一负极单元的弧形段2221拼合呈圆环结构，圆环结构设于气化分离区211与保温区212之间；引出段2222伸出炉壁25的部分沿引出段2222的延伸方向依次设有水汽蒸发段201、隔水段202、淋水冷却段203及转接段204，转接段204用于与导电铜排连接；第二负极单元包括至少一层石墨环，石墨环与圆环结构同轴连接；石墨环为一体式结构或分体式拼接结构。

具体地，本实施例可具体设置第一负极单元的引出段2222沿着电热炉体2的径向延伸，两个第一负极单元的引出段2222相平行，并呈间隔设置。

本实施例所示的引出段2222与电热炉体2的炉壁25之间设有隔氧防水绝缘密封环，以防止外界的水汽沿着引出段2222进入至电热炉体2内。

本实施例所示的转接段204设有导电铜排，导电铜排用于与电源的负极电性连接。本实施例所示的淋水冷却段203用于与淋水喷头对应，通过向淋水冷却段203喷淋低温的冷却水(自来水)，可以对淋水冷却段203降温，防止淋水冷却段203因温度过高导致导电电阻增大。本实施例所示的隔水段202设有隔水环，隔水环用于止挡淋水冷却段203上喷淋的冷却水流向水汽蒸发段201，由于水汽蒸发段201靠近电热炉体2设置，从而水汽蒸发段201具有较高的温度，可利用水汽蒸发段201对从淋水冷却段203喷溅或引流过来的水进行蒸发，同时利用蒸发吸热，对引出段2222伸出电热炉体2的部分进行降温。

如图5所示，本实施例所示的电热炉还配设有破碎机构、给料机构及烟尘处理系统，其中，破碎机构、给料机构及烟尘处理系统在图1中均未具体示意出。

在此，本实施例所示的破碎机构用于对碳电极废料进行破碎处理，并将破碎处理后的碳电极废料输送至给料机构，给料机构用于将破碎处理后的碳电极废料输送至余热预热段101的一端；烟尘处理系统设有第一收尘口与第二收尘口；第一收尘口用于收集破碎机构在进行破碎作业时产生的石墨粉尘；第二收尘口用于收集从余热预热段101的一端排放的烟气；烟尘处理系统经过收尘得到的烟尘输送至给料机构。

具体地，本实施例所示的破碎机构优选为颚式破碎机，给料机构优选为提升机。因而，颚式破碎机对碳电极废料进行破碎处理，并在对破碎处理后的碳电极废料进行拣铝除铁处理后，处理后的碳电极废料输送至提升机，并由提升机将其给送至电热炉的原料仓，并由原料仓向预热分离通道1的余热预热段101给料。

与此同时，本实施例所示的烟尘处理系统包括低温烟气沉降室与袋式除尘器。本实施例所示的低温烟气沉降室的烟气入口与第二收尘口连通，低温烟气沉降室的烟气出口及第一收尘口分别与袋式除尘器的进气口连通，袋式除尘器的出气口通过引风机与烟囱连通。同时，袋式除尘器的出尘口与提升机连通，以将经过收尘得到的烟尘输送至提升机。

进一步地，本实施例所示的低温烟气沉降室的顶部设有两套并联的可燃气体防爆燃安全处理装置，每次运行1套，对烟气中极低浓度的CO和H₂进行收集、燃烧、排空；低温烟气沉降室的烟气出口高于其烟气入口。与此同时，低温烟气沉降室的烟气入口高于电热炉的烟气出口(进料口)。

本实施例所示的上述两套可燃气体防爆燃安全处理装置的进气口和出气口分别设有自动阀门，自动关闭出气口的排气阀、开启进气口的进气阀，对CO和H₂进行收集；关闭进气口的进气阀、开启出气口的排气阀，对CO和H2进行燃烧、排空。

如图4至图5所示，本实施例还提供一种采用如上所述的资源化处理铝电解碳电极废料的连续式电热炉对铝电解碳电极废料进行资源化处理的方法，包括如下实施步骤：

S1，将预设粒度的碳电极废料送入至余热预热段，先以室温至450℃的温度对碳电极废料进行预热，去除碳电极废料中的水汽、氰化物及氧气，再继续利用余热预热段的余热，将碳电极废料预热至900℃；

S2，将经过余热预热段处理后的碳电极废料依次送入至熔融分离段的第一分离段与第二分离段，控制第一分离段的熔融温度为900-1600℃，在第一分离段分离回收氟化盐及钠基电解质，第一分离段分离留存的固定碳含量为83％-90％的普通焦炭或普通增碳剂由第二分离段继续处理，控制第二分离段的熔融温度为1600-2100℃，在第二分离段分离回收硅铝混合物产品，第二分离段分离留存的固定碳含量为90％-95％的石墨化增碳剂产品进入电热炉体；

S3，控制电热炉体的气化分离区以2100-3000℃的温度对石墨化增碳剂产品进行纯化处理，电热炉体对纯化处理后的石墨化增碳剂产品进行多级冷却处理后，输出固定碳含量大于99％的石墨碎产品；

S4，对固定碳含量大于99％的石墨碎产品依次进行破碎、粉磨、除磁、整形、纯化、包覆及碳化处理，制得石墨负极产品。

在此应指出的是，第一分离段的熔融温度具体可以为900℃、1000℃、1200℃、1500℃及1600℃，第二分离段的熔融温度具体可以为1600℃、1800℃、2000℃及2100℃，气化分离区的气化分离温度具体可以为2100℃、2300℃、2500℃、2900℃及3000℃，在此不做具体限定。

与此同时，对于上述工艺过程中分离得到的氟化盐、钠基电解质及硅铝混合物，可以进一步对氟化盐、钠基电解质及硅铝混合物依次进行水淬、研磨、水浸及过滤处理。其中，过滤所得一次滤渣进行造粒、余热烘干，用作炼钢造渣剂，所得一次滤液用氧化钙苛化，过滤所得二次滤渣(氟化钙、碳酸钙)并入一次滤渣，进行造粒、余热烘干，用作炼钢的造渣剂，过滤所得二次滤液直接用作湿法氧化铝生产的液体碱。

下面，结合三个实施例对本发明所示的对铝电解碳电极废料进行资源化处理的方法进行如下具体说明。

实施例1：

本实施例所选的碳电极废料为废阴极炭块，并采用如下处理工艺。

(1)将废阴极炭块用颚式破碎机破碎到粒径为0-150mm的炭块，通过拣选机或人工拣出夹杂的铝片，通过除铁器去除夹杂的废铁，然后采用提升机将处理后的废阴极炭块输送至电热炉顶部的原料仓，并由原料仓向预热分离通道的余热预热段给料。

(2)在余热预热段，在室温至450℃的温度下，烘干废阴极炭块当中的水汽，防止水与炽热的碳反应生成水煤气，其反应方程式为C+H₂O＝CO+H₂；消解微量氰化物4NaCN+5O₂＝2Na₂O+4CO₂+2N₂；热膨胀赶出O₂；消除碳不完全燃烧生成的一氧化碳2C+O₂＝2CO；然后，利用电热炉排出烟气的余热将废阴极炭块继续预热至约900℃。

(3)经过余热预热段预热处理后的废阴极炭块在自重的作用下，自动下行进入熔融分离段的第一分离段，在第一分离段，氟化盐及钠基电解质于900-1600℃被熔融成流动性极佳的液态穿过渗透型石墨加热管被渗透分离，流入导流腔，并在熔融液导流管的导流下，经第一分离段的熔融液收集口入模冷却铸成白色电解质盐锭产品，或冷却制成白色电解质颗粒产品，或依次进行水淬、研磨、水浸及过滤处理。其中，过滤所得一次滤渣进行造粒、余热烘干，用作炼钢造渣剂，所得一次滤液用氧化钙苛化，过滤所得二次滤渣(氟化钙、碳酸钙)并入一次滤渣，进行造粒、余热烘干，用作炼钢的造渣剂，过滤所得二次滤液直接用作湿法氧化铝生产的液体碱；第一分离段产生的热气上行回收用于对余热预热段的废阴极炭块进行预热；第一分离段的炭块下行进入熔融分离段的第二分离段；废阴极炭块中75％以上的电解质被液化分离、获得固定碳含量为83-90％的普通焦炭产品或普通增碳剂产品。

(4)在第二分离段，废阴极炭块中以硅、铝为主的混合物，于1600-2100℃熔融成流动性极佳的液态被渗透型石墨加热管渗透分离，经第二分离段的熔融液收集口入模冷却获得以硅、铝为主的混合物产品；粘附在炭块表面的未被分离的氟化盐电解质被气化、上行，热能回用于对第一分离段中低熔点电解质的熔融液化，同时，在电热炉体中被气化的氟化盐电解质在第二分离段转变成液体，被渗透分离回收；废阴极炭块中的电解质及硅铝混合物累计90％以上被液化分离，获得固定碳含量为90-95％的石墨化增碳剂，该石墨化增碳剂在自重的作用下下行至电热炉体的气化分离区。

(5)在气化分离区，粘附在炭块表面为主的含氟化盐的混合物，于2100-3000℃气化溢出，热气上行、其热能用于对第一分离段的低熔点电解质的熔融液化和第二分离段的高熔点物质的熔融液化，上行的气体在第一分离段与第二分离段转变成液体被分离收集回收，避免结焦堵塞，同时炭块被纯化。

与此同时，被纯化的炭块在电热炉体内继续下行，依次经过保温区、多级冷却区后，由冷却托盘承接下行料，并由旋转刮料机构控制冷却托盘上下行料的排放，并按300kg/h的排放流量控制炭块排入排料仓内，再经卸料仓隔氧排料，最后输送到产品仓，在经化验、计量、包装后入库，获得固定碳含量为99.91％、石墨化度为99.5的高品质石墨碎产品。

固定碳含量99.91％的石墨碎依次经过破碎机破碎、粉磨机粉磨、整形、强磁机除磁、酸处理纯化、沥青或树脂包覆、然后经碳化炉碳化，制得高性能人造石墨负极材料。

本实施例1得到的人造石墨负极材料与现有的人造石墨负极材料的性能对比指标如下表1所示。

表1：人造石墨负极材料关键性能对比

在此应指出的是，本实施例1可将拣出的铝片于660℃至800℃熔炼并铸成铝锭产品，将回收的废铁熔炼成铁块产品，并将废旧编织袋和吨袋清理干净后，用造粒机制成塑料颗粒产品。

实施例2：

本实施例所选的碳电极废料为阳极炭渣浮选碳粉，并采用如下处理工艺。

(1)将阳极炭渣浮选碳粉输送至电热炉顶部的原料仓，原料仓内的阳极炭渣浮选碳粉经过计量后，输送至余热预热段。在余热预热段，在室温至450℃的温度下，烘干阳极炭渣浮选碳粉当中的水汽，防止水与炽热的碳反应生成水煤气，其反应方程式为C+H₂O＝CO+H₂；消解微量氰化物4NaCN+5O₂＝2Na₂O+4CO₂+2N₂；热膨胀赶出O₂；消除碳不完全燃烧生成的一氧化碳2C+O₂＝2CO；然后，利用电热炉排出烟气的余热将阳极炭渣浮选碳粉继续预热至约900℃。

(2)预热脱水排氧后的阳极炭渣浮选碳粉，下行进入熔融分离段的第一分离段，氟化盐电解质于900-1600℃熔融成流动性极佳的液态穿过渗透型石墨加热管被渗透分离，流入导流腔，并在熔融液导流管的导流下，经第一分离段的熔融液收集口收集、制成颗粒、用作炼钢造渣剂或回用于铝电解生产工艺；第一分离段的碳粉下行进入熔融分离段的第二分离段；阳极炭渣浮选碳粉中75％以上的电解质被液化分离、获得固定碳含量为83-90％的普通增碳剂产品。

(3)在第一分离段熔融渗透分离后的固定碳含量为83-90％的碳粉下行进入第二分离段后，碳粉中含硅铝的氟化盐混合物，于1600℃-2100℃熔融成流动性极佳的液态穿过第二分离段的渗透型石墨加热管被分离，并经第二分离段的熔融液收集口收集入模冷却制成含硅铝的氟化盐混合物产品；粘附在阳极炭渣浮选碳粉表面的未被分离的氟化盐电解质被气化、上行，热能回用于对第一分离段电解质的熔融液化，同时氟化盐电解质被气化的气体转变成液体被渗透分离回收；阳极炭渣浮选碳粉中的氟化盐和含硅铝氟化盐混合物累计95％以上被液化分离、获得固定碳含量为90-95％的石墨化增碳剂产品。

(4)经第二分离段熔融渗透分离后的碳粉，下行进入电热炉体的气化分离区，薄薄粘附在碳粉表面的电解质和杂质，于2100-2900℃气化溢出，热气上行、其热能用于对第一分离段或第二分离段高熔点物质的熔融液化，同时上行的气体转变成液体被快速渗透分离回收，避免结焦堵塞，碳粉被纯化。

与此同时，碳粉被纯化后继续下行，依次经过保温区、多级冷却区后，由冷却托盘承接下行料，并由旋转刮料机构控制冷却托盘上下行料的排放，并按300kg/h的排放流量控制炭块排入排料仓内，再经卸料仓隔氧排料，最后输送到产品仓，在经化验、计量、包装后入库，获得固定碳含量为99.5％的高品质石墨碎产品。

实施例3：

本实施例所选的碳电极废料为阳极炭渣，并采用如下处理工艺。

(1)将阳极炭渣用颚式破碎机破碎到粒径为0-100mm的炭块，在通过拣铝片除铁处理后，采用提升机将处理后的炭块输送至电热炉顶部的原料仓，并由原料仓向预热分离通道的余热预热段给料。

(2)在余热预热段，在室温至450℃的温度下，烘干阳极炭渣当中的水汽，防止水与炽热的碳反应生成水煤气，其反应方程式为C+H₂O＝CO+H₂；消解微量氰化物4NaCN+5O₂＝2Na₂O+4CO₂+2N₂；热膨胀赶出O₂；消除碳不完全燃烧生成的一氧化碳2C+O₂＝2CO；然后，利用电热炉排出烟气的余热将阳极炭渣继续预热至约900℃。

(3)预热脱水排氧后的阳极炭渣，下行进入熔融分离段的第一分离段，氟化盐电解质于900-1600℃熔融成流动性极佳的液态穿过渗透型石墨加热管被渗透分离，流入导流腔，并在熔融液导流管的导流下，经第一分离段的熔融液收集口收集、制成颗粒、用作炼钢造渣剂或回用于铝电解生产工艺；第一分离段的碳粉下行进入熔融分离段的第二分离段；阳极炭渣中85％以上的电解质被液化分离、获得固定碳含量为85-90％的普通增碳剂产品。

(4)在第一分离段熔融渗透分离后的固定碳含量为85-90％的阳极炭渣下行进入第二分离段后，碳粉中含硅铝的氟化盐混合物，于1600℃-2100℃熔融成流动性极佳的液态穿过第二分离段的渗透型石墨加热管被分离，并经第二分离段的熔融液收集口收集入模冷却制成含硅铝的氟化盐混合物产品；粘附在阳极炭渣表面的未被分离的氟化盐电解质被气化、上行，热能回用于对第一分离段电解质的熔融液化，同时氟化盐电解质被气化的气体转变成液体被渗透分离回收；阳极炭渣中的氟化盐和含硅铝氟化盐混合物累计95％以上被液化分离、获得固定碳含量为90-95％的石墨化增碳剂产品。

(5)经第二分离段熔融渗透分离后的阳极炭渣，下行进入电热炉体的气化分离区，薄薄粘附在阳极炭渣表面的电解质和杂质，于2100-2900℃气化溢出，热气上行、其热能用于对第一分离段或第二分离段高熔点物质的熔融液化，同时上行的气体转变成液体被快速渗透分离回收，避免结焦堵塞，碳粉被纯化。

与此同时，碳粉被纯化后继续下行，依次经过保温区、多级冷却区后，由冷却托盘承接下行料，并由旋转刮料机构控制冷却托盘上下行料的排放，并按300kg/h的排放流量控制炭粉排入排料仓内，再经卸料仓隔氧排料，最后输送到产品仓，在经化验、计量、包装后入库，获得固定碳含量为99.6％的高品质石墨粉产品。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。