CN110791780B - 一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法 - Google Patents

一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，包括以下步骤：(1)配料、(2)混捏成型、(3)一次焙烧、(4)一次浸渍、(5)二次焙烧、(6)二次浸渍和(7)三次焙烧，得到预焙阳极炭块。本发明实现了铝电解废旧阴极炭块的无害化处理和综合利用，解决了环境污染问题并节约石油焦。通过本方法制备出的阳极炭块性能优异，抗氧化性好，电阻率低，有利于铝电解过程节能。

Description

一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法
技术领域
本发明涉及铝电解废旧阴极炭块再利用领域，具体涉及一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法。
背景技术
铝电解阴极由于受熔盐和铝液的侵蚀、冲刷及热应力等作用而变形、隆起、断裂，从而产生废旧阴极炭块。通常情况下，每生产1吨电解铝，会产生10kg左右的废旧阴极炭块，2018年全球电解铝产量6434万吨，产生废旧阴极炭块60万吨以上，数量十分巨大。
铝电解废旧阴极炭块含有炭、氟化铝、氟化钠、氟化钙、冰晶石、氧化铝和氰化物等物质。其中炭含量占50％～70％，且高度石墨化，其余氟化物则是电解质的重要组成，都是可再生利用资源。对废旧阴极炭块进行分离回收不仅有利于电解铝行业的可持续发展，还有可以实现良好的经济效益。
目前利用废旧阴极炭块制备铝电解阳极主要采用先纯化炭块，再制备阳极；或不纯化炭块，直接制备阳极的方法。其中纯化采用的是湿法路径，流程复杂，生产过程中会产生大量废水，不利于环境保护。且受限于纯化效果，纯化后的炭块含有较多氟化物，而氟化物如氟化钠、氟化钙会大大促进预焙阳极和CO2的反应性，加剧阳极掉渣，恶化槽况。而不经纯化的炭块由于含有较多灰分，大量添加必定使阳极灰分超出国标要求，因此只能以添加剂的形式少量添加，限制了废旧阴极炭块的使用效率。
发明内容
针对上述方法存在的不足，本发明的目的在于提供了一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，该方法在制备预焙阳极的同时实现了火法纯化，过程中不产生废水，有利于环境保护，并且该方法纯化效果好，所得预焙阳极纯度高，可以大量处理废旧阴极炭块，实现铝电解废旧阴极的高效率利用。
为了实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案：
一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，包括以下步骤：
(1)配料：将铝电解废旧阴极炭块、电煅无烟煤和粘结剂按照质量比60～90：5～20：5～25进行混合配料得混合料；
(2)混捏成型：将步骤(1)的混合料进行混捏、成型，得到炭块生料；
(3)一次焙烧：非氧化性气氛下，将炭块生料进行一次焙烧得到一次焙烧炭块，一次焙烧具体过程为：室温～300℃升温速率6～13℃/h，300～700℃升温速率0.5～5℃/h，700～1200℃升温速率7～12℃/h，1200～终点焙烧温度升温速率3～8℃/h，终点温度下保温20～50小时，终点温度～700℃冷却速度4～9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1300～2000℃；
(4)一次浸渍：将一次焙烧炭块进行一次浸渍处理，浸渍温度100～300℃，所用浸渍剂为软化点大于75℃的煤沥青，得到一次浸渍炭块；
(5)二次焙烧：非氧化性气氛下，将一次浸渍炭块进行二次焙烧，二次焙烧具体过程为：室温～300℃升温速度6～13℃/h，300～700℃升温速度0.5～7℃/h，700～终点温度升温速度7～12℃/h，终点温度下保温1～10小时，终点温度～700℃冷却速度4～9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为750～1400℃，得到二次焙烧炭块；
(6)二次浸渍：将二次焙烧炭块进行二次浸渍处理，浸渍温度20～250℃，所用浸渍剂为煤焦油、蒽油、酚醛树脂、糠醇树脂、环氧树脂、煤沥青中的至少一种，所述煤沥青软化点低于95℃，得到二次浸渍炭块；
(7)三次焙烧：非氧化性气氛下，将二次浸渍炭块进行三次焙烧，三次焙烧具体过程为：室温～300℃升温速度6～13℃/h，300～700℃升温速度0.5～10℃/h，700～终点温度升温速度7～12℃/h，终点温度下保温30～50小时，终点温度～700℃冷却速度4～9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1000～1400℃，得到阳极炭块。
作为优选方案，本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(1)中，铝电解废旧阴极炭块、电煅无烟煤和粘结剂的质量为70～80：5～15：10～20；其中，铝电解废旧阴极炭块粒径分为6～3mm、3～1mm和-0.15mm三个级别，各级别炭块分别占铝电解废旧阴极炭块总质量的百分比为20～30％、15～35％和40～60％；电煅无烟煤粒径为13～6mm；粘结剂选自煤焦油、沥青、蒽油、酚醛树脂、糠醇树脂和环氧树脂中的至少一种。本发明中铝电解阴极炭块强度较低，在配料过程中加入大颗粒电煅无烟煤，是基于电煅无烟煤高强度特性，将其作为大颗粒骨料提高炭块强度。
作为优选方案，本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(2)中，混合料在30～200℃下混捏；成型方式为挤压成型、振动成型或者模压成型。
作为优选方案，本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(3)中，一次焙烧具体过程为：室温～300℃升温速率7～11℃/h；300～700℃升温速率1～3℃/h；700～1200℃升温速率8～10℃/h；1200～终点焙烧温度升温速率4～5℃/h；终点温度下保温30～40小时，终点温度～700℃冷却速率4～9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1500～1900℃。
一次焙烧过程中，在温度区间300～700℃升温较慢，是因为在此温度下粘结剂会热解挥发，升温过快将导致炭块破裂，且粘结剂热解时慢速升温有利于提高结焦率；1200～终点焙烧温度升温速度较慢，是因为在该温度下，灰分会挥发，升温过快将导致应力集中而使炭块破裂；终点温度～700℃冷却速度较慢，避免炭块冷却过快而破裂。而将炭块在终点温度下保温，一是有利于灰分的挥发脱除，二是有利于粘结剂的深度焦化，降低炭块电阻，提高炭块抗氧化性。
作为优选方案，本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(4)中，浸渍温度为150～200℃，一次焙烧炭块质量增重20～40％。本发明中，一次浸渍采用软化点大于75℃的煤沥青作为浸渍剂，是因为其结焦率高可以有效堵塞一次焙烧产生的大孔，提高阳极致密度，提升阳极性能。
作为优选方案，本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(5)中，二次焙烧具体过程为：室温～300℃升温速率7～11℃/h；300～700℃升温速率3～6℃/h；700～终点温度升温速率8～10℃/h；终点温度下保温2～8小时，终点温度～700℃冷却速率4～9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为800～1100℃。
二次焙烧过程中，在温度区间300～700℃升温较慢，是因为在此温度下浸渍剂会热解挥发，升温过快会导致炭块破裂，且浸渍剂热解时慢速升温有利于提高结焦率；终点温度～700℃冷却速度较慢，避免炭块冷却过快而破裂；在终点温度保温可以有效焦化一次浸入的浸渍剂，使其堵塞一次焙烧产生的大孔。
作为优选方案，本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(6)中，浸渍温度为30～150℃，二次焙烧炭块质量增重10～20％。本发明中，二次浸渍采用煤焦油、软化点低于95℃的煤沥青、蒽油、酚醛树脂、糠醇树脂、环氧树脂中的至少一种作为浸渍剂，是因为其粘度低，流动性好，且有一定的结焦率，可以有效渗入并堵塞二次焙烧产生的小孔，提高阳极致密度，提升阳极性能。
作为优选方案，本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(7)中，三次焙烧具体过程为：室温～300℃升温速率7～11℃/h；300～700℃升温速率5～8℃/h；700～终点温度升温速率8～10℃/h；终点温度下保温35～45小时，终点温度～700℃冷却速率4～9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1100～1300℃。
三次焙烧过程中，在温度区间300～700℃升温较慢，是因为在此温度下浸渍剂会热解挥发，升温过快会导致炭块破裂，且浸渍剂热解时慢速升温有利于提高结焦率；三次焙烧中，在终点温度保温时不仅可以有效焦化二次浸入的浸渍剂，使其堵塞二次焙烧产生的小孔，并且有利于焦化碳微晶的生长，提高炭块质量。
本发明一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，步骤(3)、步骤(5)和步骤(7)中，非氧化性气氛为惰性气氛，例如氩气、氮气等；或还原性气氛，例如一氧化碳、氢气等。
本发明以铝电解废旧阴极炭块和电煅无烟煤为骨料，采用二次浸渍、三次焙烧的方法，同时实现了废旧阴极炭块、电煅无烟的纯化除杂和铝电解预焙阳极的制备。浸渍过程中采用高结焦值的煤沥青作为一次浸渍剂，高渗透性的煤焦油、蒽油等作为二次浸渍剂，大大提高炭块密度和强度。焙烧过程合理设计升温制度，即避免粘结剂、浸渍剂和灰分大量挥发破坏炭块，又提高粘结剂、浸渍剂结焦率，提升炭块性能。铝电解废旧阴极炭块具有较高石墨化度，有利于降低所得炭块电阻率和热膨胀系数，提高密度和抗氧化性；电煅无烟煤具有较高强度，可以提高所得炭块耐压强度和抗折强度，两者互补，制备出的预焙阳极拥有优异性能。
本发明的优势在于：
1、本发明用高度石墨化的废旧阴极炭块制备铝电解预焙阳极，所得阳极电阻率低，抗氧化性好，密度高，强度大，热膨胀小，拥有优异性能。
2、本发明在制备阳极的同时实现了废旧阴极炭块的火法纯化，有效缩短工艺流程，避免湿法过程带来的污染问题。制备出的预焙阳极，废旧阴极炭块质量占比大，阳极纯度高，有效提高废旧阴极炭块的利用效率，避免杂质对预焙阳极质量影响。
3、本发明成功地将铝电解废旧阴极炭块制备成预焙阳极炭块，节约了石油焦这种不可再生资源的利用，实现了铝电解废旧阴极炭块的无害化处理和综合利用，解决了铝电解过程中产生的危险、难以处置废旧阴极炭块所造成的环境污染问题。
具体实施方法
以下实施例按照上述操作方法实施，其中，各实施例及对比例所用铝电解废旧阴极炭块成分相同，固定碳含量72.87％，灰分21.62％，挥发分4.56％，水分0.95％。
实施例1
(1)将原料按照质量比铝电解废旧阴极炭块：电煅无烟煤：沥青等于80：5：15进行配料；其中电煅无烟煤粒径13～6mm，铝电解废旧阴极炭块粒径分为6～3mm、3～1mm、-0.15mm三个级别，各级别炭块分别占铝电解废旧阴极炭块总质量的25％、25％、50％。
(2)将步骤(1)配好的料在170℃下进行混捏，之后经挤压成型，得到炭块生料。
(3)炭块生料在一氧化碳气氛下，按如下升温制度焙烧：室温～300℃升温速度11℃/h，300～700℃升温速度3℃/h，700～1200℃升温速度10℃/h，1200～1900℃升温速度5℃/h，1900℃下保温30小时，1900℃～700℃冷却速度4℃/h，700℃以下自然降温，得到一次焙烧炭块。
(4)对一次焙烧炭块进行一次浸渍处理，所用浸渍剂为软化点为110℃的高温煤沥青，浸渍温度170℃，浸渍后炭块增重30％，得到一次浸渍炭块。
(5)一次浸渍炭块在一氧化碳气氛下进行二次焙烧，焙烧升温制度为：室温～300℃升温速度11℃/h，300～700℃升温速度6℃/h，700～1210℃升温速度10℃/h，1100℃下保温2小时，1100℃～700℃冷却速度4℃/h，700℃以下鼓风降温，得到二次焙烧炭块。
(6)对二次焙烧炭块进行二次浸渍，浸渍剂为软化点为70℃的低温煤沥青，浸渍温度150℃，浸渍后炭块增重20％，得到二次浸渍炭块。
(7)二次浸渍炭块在一氧化碳气氛下进行三次焙烧，焙烧升温制度为：室温～300℃升温速度11℃/h，300～700℃升温速度8℃/h，700～1300℃升温速度10℃/h，1300℃下保温35小时，1300℃～700℃冷却速度5℃/h，700℃以下自然降温，得到阳极炭块。
所得阳极炭块表观密度1.59g/cm3，真密度2.05g/cm3，耐压强度38.0MPa，CO2反应性92.0％，抗折强度8.5MPa，室温电阻率33μΩ.m，热膨胀系数4.0×10-6/K，灰分含量0.3％。
实施例2
(1)将原料按照质量比铝电解废旧阴极炭块：电煅无烟煤：煤焦油：沥青等于75：5：2：8进行配料；其中电煅无烟煤粒径13～6mm，铝电解废旧阴极炭块粒径分为6～3mm、3～1mm、-0.15mm三个级别，各级别炭块分别占铝电解废旧阴极炭块总质量的25％、35％、40％。
(2)将步骤(1)配好的料在120℃下进行混捏，之后经模压成型，得到炭块生料。
(3)炭块生料在氦气气氛下按如下升温制度焙烧：室温～300℃升温速度9℃/h，300～700℃升温速度2℃/h，700～1200℃升温速度9℃/h，1200～1700℃升温速度4℃/h，1700℃下保温35小时，1700℃～700℃冷却速度6℃/h，700℃以下自然降温，此为一次焙烧。
(4)对一次焙烧炭块进行一次浸渍处理，所用浸渍剂为软化点为120℃的改性煤沥青，浸渍温度200℃，浸渍后炭块增重40％，得到一次浸渍炭块。
(5)一次浸渍炭块在氦气气氛下进行二次焙烧，焙烧升温制度为：室温～300℃升温速度9℃/h，300～700℃升温速度4℃/h，700～1100℃升温速度9℃/h，1100℃下保温6小时，1100℃～700℃冷却速度6℃/h，700℃以下鼓风降温，得到二次焙烧炭块。
(6)对二次焙烧炭块进行二次浸渍，浸渍剂为煤焦油和煤沥青的混合物，质量比煤焦油：煤沥青等于1:9，煤沥青软化点80℃，浸渍温度130℃，浸渍后炭块增重17％，得到二次浸渍炭块。
(7)二次浸渍炭块在氦气气氛下进行三次焙烧，焙烧升温制度为：室温～300℃升温速度9℃/h，300～700℃升温速度6℃/h，700～1200℃升温速度9℃/h，1200℃下保温40小时，1200℃～700℃冷却速度7℃/h，700℃以下自然降温，得到阳极炭块。
所得阳极炭块表观密度1.58g/cm3，真密度2.06g/cm3，耐压强度37.5MPa，CO2反应性93.0％，抗折强度8.34MPa，室温电阻率32μΩ.m，热膨胀系数3.9×10-6/K，灰分含量0.3％。
实施例3
(1)将原料按照质量比铝电解废旧阴极炭块：电煅无烟煤：酚醛树脂等于70：10：20进行配料；其中电煅无烟煤粒径13～6mm，铝电解废旧阴极炭块粒径分为6～3mm、3～1mm、-0.15mm三个级别，各级别炭块分别占铝电解废旧阴极炭块总质量的30％、15％、55％。
(2)将步骤(1)配好的料在30℃下进行混捏，之后经振动成型，得到炭块生料。
(3)炭块生料在氢气气氛下按如下升温制度焙烧：室温～300℃升温速度7℃/h，300～700℃升温速度1℃/h，700～1200℃升温速度8℃/h，1200～1500℃升温速度4℃/h，1500℃下保温40小时，1500℃～700℃冷却速度9℃/h，700℃以下自然降温，此为一次焙烧。
(4)对一次焙烧炭块进行一次浸渍处理，所用浸渍剂为软化点90℃的中温煤沥青，浸渍温度150℃，浸渍后炭块增重20％，得到一次浸渍炭块。
(5)一次浸渍炭块在氮气气氛下进行二次焙烧，焙烧升温制度为：室温～300℃升温速度7℃/h，300～700℃升温速度3℃/h，700～800℃升温速度8℃/h，800℃下保温8小时，800℃～700℃冷却速度9℃/h，700℃以下鼓风降温，得到二次焙烧炭块。
(6)对二次焙烧炭块进行二次浸渍，浸渍剂为糠醇树脂，浸渍温度30℃，浸渍后炭块增重18％，得到二次浸渍炭块。
(7)二次浸渍炭块在氮气气氛下进行三次焙烧，焙烧升温制度为：室温～300℃升温速度7℃/h，300～700℃升温速度5℃/h，700～1100℃升温速度8℃/h，1100℃下保温45小时，1100℃～700℃冷却速度8℃/h，700℃以下自然降温，得到阳极炭块。
所得阳极炭块表观密度1.57g/cm3，真密度2.04g/cm3，耐压强度37.0MPa，CO2反应性91.0％，抗折强度8.3MPa，室温电阻率34μΩ.m，热膨胀系数4.1×10-6/K，灰分含量0.4％。
对比例1
和实施例1相比，去掉一次浸渍、二次焙烧、二次浸渍和三次焙烧步骤，直接以一次焙烧炭块为产品，所得炭块理化指标为：表观密度1.38g/cm3，真密度1.89g/cm3，耐压强度28.0MPa，CO2反应性65.0％，抗折强度5MPa，室温电阻率123μΩ.m，热膨胀系数4.1×10-6/K，灰分含量0.4％。
若不进行浸渍和再次焙烧处理，一次焙烧所造成的空隙会大大降低炭块强度和抗氧化性能，提高电阻率，恶化炭块质量。
对比例2
和实施例1相比，去掉二次浸渍和三次焙烧步骤，所得炭块理化指标为：表观密度1.55g/cm3，真密度2.03g/cm3，耐压强度31.0MPa，CO2反应性71.0％，抗折强度6MPa，室温电阻率89μΩ.m，热膨胀系数4.9×10-6/K，灰分含量0.40％。
若不进行二次浸渍处理，二次焙烧后留下的微孔会大大降低炭块强度和抗氧化性能，提高电阻率，恶化炭块质量。
对比例3
和实施例1相比，去掉一次浸渍和二次焙烧步骤，所得炭块理化指标为：表观密度1.45g/cm3，真密度1.98g/cm3，耐压强度29.0MPa，CO2反应性67.0％，抗折强度7MPa，室温电阻率79μΩ.m，热膨胀系数5.0×10-6/K，灰分含量0.35％。
若只用低结焦值的浸渍剂进行一次浸渍，则焙烧后仍会留下大量空隙，大大降低炭块强度和抗氧化性能，提高电阻率，恶化炭块质量。
对比例4
和实施例1相比，一次焙烧过程中，将350～700℃升温速度改为13℃/h，1200～2000℃升温速度改为10℃/h，2000℃～800℃冷却速度改为15℃/h，所得炭块表面有明显裂纹，产品不合格。
在粘结剂热解挥发、灰分挥发阶段快速升温，高温阶段快速降温，会导致应力集中而使炭块破裂，得不到合格产品。
对比例5
和实施例1相比，去掉一次焙烧，所得炭块理化指标为：表观密度1.54g/cm3，真密度2.03g/cm3，耐压强度31.0MPa，CO2反应性71.0％，抗折强度7MPa，室温电阻率105μΩ.m，热膨胀系数4.9×10-6/K，灰分含量5％。
若不进行高温一次焙烧，炭块中的灰分不能挥发除去，会导致电阻率大大升高，并且杂质含量过高会降低铝液质量。
对比例6
和实施例1相比，用铝电解废旧阴极炭块代替电煅无烟煤，所得炭块理化指标为：表观密度1.59g/cm3，真密度2.05g/cm3，耐压强度28.0MPa，CO2反应性90.0％，抗折强度6MPa，室温电阻率35μΩ.m，热膨胀系数3.5×10-6/K，灰分含量0.35％。
若没有高强度的电煅无烟煤作为骨料，所得炭块强度将达不到铝电解用预焙阳极标准(YS/T285—2012)。
对比例7
和实施例1相比，一次浸渍和二次浸渍都用软化点为110℃的高温煤沥青作为浸渍剂，所得炭块理化指标为：表观密度1.50g/cm3，真密度2.05g/cm3，耐压强度30.0MPa，CO2反应性85.0％，抗折强度6MPa，室温电阻率60μΩ.m，热膨胀系数5.0×10-6/K，灰分含量0.32％。
若将高温煤沥青作为一、二次浸渍剂，由于高温煤沥青不能有效渗入二次焙烧留下的小孔，使所得炭块空隙过高，影响整体质量。
对比例8
和实施例1相比，将一次浸渍和二次浸渍所用浸渍剂互换，所得炭块理化指标为：表观密度1.51g/cm3，真密度2.04g/cm3，耐压强度31.0MPa，CO2反应性80.0％，抗折强度7MPa，室温电阻率65μΩ.m，热膨胀系数5.0×10-6/K，灰分含量0.33％。
若将高结焦率的浸渍剂用于二次浸渍，低结焦率的浸渍剂用于一次浸渍，会使得炭块整体密度偏低，影响整体质量。
对比例9
和实施例1相比，一次浸渍和二次浸渍都用软化点为70℃的低温煤沥青作为浸渍剂，所得炭块理化指标为：表观密度1.45g/cm3，真密度2.04g/cm3，耐压强度28.0MPa，CO2反应性80.0％，抗折强度6MPa，室温电阻率75μΩ.m，热膨胀系数5.5×10-6/K，灰分含量0.31％。
若将低温煤沥青作为一、二次浸渍剂，由于结焦率不够，会使得炭块整体密度偏低，空隙过高，影响整体质量。
以上所述仅是本发明的部分优选实施方式，用当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出改进和润饰，这些改进和润饰也应该视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）配料：将铝电解废旧阴极炭块、电煅无烟煤和粘结剂按照质量比60~90：5~20：5~25进行混合配料得混合料；
（2）混捏成型：将步骤（1）的混合料进行混捏、成型，得到炭块生料；
（3）一次焙烧：非氧化性气氛下，将炭块生料进行一次焙烧得到一次焙烧炭块，一次焙烧具体过程为：室温~300℃升温速率6~13℃/h，300~700℃升温速率0.5~5℃/h，700~1200℃升温速率7~12℃/h，1200~终点焙烧温度升温速率3~8℃/h，终点温度下保温20~50小时，终点温度~700℃冷却速度4~9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1300~2000℃；
（4）一次浸渍：将一次焙烧炭块进行一次浸渍处理，浸渍温度100~300℃，所用浸渍剂为软化点大于75℃的煤沥青，得到一次浸渍炭块；
（5）二次焙烧：非氧化性气氛下，将一次浸渍炭块进行二次焙烧，二次焙烧具体过程为：室温~300℃升温速度6~13℃/h，300~700℃升温速度0.5~7℃/h，700~终点温度升温速度7~12℃/h，终点温度下保温1~10小时，终点温度~700℃冷却速度4~9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为750~1400℃，得到二次焙烧炭块；
（6）二次浸渍：将二次焙烧炭块进行二次浸渍处理，浸渍温度20~250℃，所用浸渍剂为煤焦油、蒽油、酚醛树脂、糠醇树脂、环氧树脂、煤沥青中的至少一种，所述煤沥青软化点低于95℃，得到二次浸渍炭块；
（7）三次焙烧：非氧化性气氛下，将二次浸渍炭块进行三次焙烧，三次焙烧具体过程为：室温~300℃升温速度6~13℃/h，300~700℃升温速度0.5~10℃/h，700~终点温度升温速度7~12℃/h，终点温度下保温30~50小时，终点温度~700℃冷却速度4~9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1000~1400℃，得到阳极炭块。
2.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（1）中，铝电解废旧阴极炭块、电煅无烟煤和粘结剂的质量为70~80：5~15：10~20；其中，铝电解废旧阴极炭块粒径分为6~3mm、3~1mm和小于0.15mm三个级别，各级别炭块分别占铝电解废旧阴极炭块总质量的百分比为20~30%、15~35%和40~60%；电煅无烟煤粒径为13~6mm；粘结剂选自煤焦油、沥青、蒽油、酚醛树脂、糠醇树脂和环氧树脂中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（2）中，混合料在30~200℃下混捏；成型方式为挤压成型、振动成型或者模压成型。
4.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（3）中，一次焙烧具体过程为：室温~300℃升温速率7~11℃/h；300~700℃升温速率1~3℃/h；700~1200℃升温速率8~10℃/h；1200~终点焙烧温度升温速率4~5℃/h；终点温度下保温30~40小时，终点温度~700℃冷却速率4~9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1500~1900℃。
5.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（4）中，浸渍温度为150~200℃，一次焙烧炭块质量增重20~40%。
6.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（5）中，二次焙烧具体过程为：室温~300℃升温速率7~11℃/h；300~700℃升温速率3~6℃/h；700~终点温度升温速率8~10℃/h；终点温度下保温2~8小时，终点温度~700℃冷却速率4~9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为800~1100℃。
7.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（6）中，浸渍温度为30~150℃，二次焙烧炭块质量增重10~20%。
8.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（7）中，三次焙烧具体过程为：室温~300℃升温速率7~11℃/h；300~700℃升温速率5~8℃/h；700~终点温度升温速率8~10℃/h；终点温度下保温35~45小时，终点温度~700℃冷却速率4~9℃/h，700℃以下自然降温或强制降温，所述终点温度为1100~1300℃。
9.根据权利要求1所述的一种利用铝电解废旧阴极炭块制备预焙阳极的方法，其特征在于：步骤（3）、步骤（5）和步骤（7）中，非氧化性气氛为惰性气氛或还原性气氛。
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