近日，明升体育材料与建筑工程学院姚桢副教授、刘卫教授团队在分离纯化领域中1区TOP期刊Separation and Purification Technology（IF = 8.6）在线发表了题为“An efficient and clean treatment of spent carbon cathode via fluorination roasting: Deep separation strategy for insoluble aluminosilicates”的研究论文。
废旧阴极炭块作为铝电解行业持续产生且不可避免的危险固体废弃物，其显著的浸出毒性（F-、CN-）极易造成严重的生态环境污染，同时，废旧阴极炭块富含50 - 70 wt%的优质石墨资源，具有可观的循环利用价值。但由于废旧阴极炭块中所含难溶性铝硅酸盐与石墨稳定共存，难以通过常规技术手段实现石墨资源的高效回收。因此，本研究选取低熔点氟化铵构建低温熔盐焙烧体系，采用分子动力学模拟结合原位表征探索了低温熔盐焙烧过程中难溶性铝硅酸盐的深度分离机理，通过低温熔盐焙烧、水浸和酸浸工序的耦合搭配，实现了高纯石墨（99.52 wt%）的有效回收，成功利用再生石墨制备了性能合格的铝用炭阳极，并通过废气、水浸液、酸浸液的综合利用实现了反应试剂的再生利用。在此基础上，建立了高效和清洁的废旧阴极炭块处置策略，为铝电解行业的绿色可持续发展提供了技术支撑。
氟化铵与难溶性铝硅酸盐的相互作用机制
难溶铝硅酸盐的深度分离机理
再生石墨循环制备铝用炭阳极的使用性能
废旧阴极炭块的高效清洁处置策略
该论文第一作者为材料与建筑工程学姚桢副教授，通讯作者为刘卫教授和中南大学仲奇凡副教授。该研究得到云南省科技计划项目（黔科合基础-ZK[2022]一般321，黔科合支撑[2023]一般212），云南省教育厅高校科技创新团队（黔教技[2023]057号），云南省教育厅滚动支持省属高校科研平台团队项目（黔教技[2022]012号）的联合资助。
论文链接：http://doi.org/10.1016/j.seppur.2024.126546
