[實用新型]底部陰極導流式稀土電解槽

無效

• 申請號: 201020189389.6
• 申請日: 2010-04-30
• 公開（公告）號: CN201722432U
• 公開（公告）日: 2011-01-26
• 發明（設計）人: 伍永福;劉中興;李保衛;武文斐;趙增武;馮化超
• 申請（專利權）人: 內蒙古科技大學
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34
• 代理公司: 包頭市專利事務所 15101
• 代理人: 莊英菊

技術領域

本實用新型涉及冶金領域的電解槽，特別是一種底部陰極導流式稀土電解槽，適用于稀土電解槽的改造和開發。

背景技術

稀土金屬是稀土功能材料的主要原料之一，作為我國的戰略資源，其需求量越來越大。隨著生產規模的擴大，槽型結構的改正越來越受到業內的關注。

目前，以氧化物為原料，以氟化物為熔鹽體系的稀土金屬電解是制取稀土金屬的重要方法，由于高溫氟化物熔鹽的腐蝕性極強，給氟化物熔鹽體系氧化物電解的研究帶來較大的困難，電解槽槽型在大型化過程主要有兩個發展方向，一在電極配置方式上仍然沿用20世紀80年代設計的敞開式上插陰陽極模式，如中國專利CN2372329Y、CN2632099Y、CN2464744Y、CN02240881.9及CN200820138112.3，目前電流效率在80％左右，電流強度在20KA左右，這種結構放大過程中由于其布線結構復雜的問題上部敞口較大，槽體無保溫措施，熱量損失嚴重，生產過程明顯受環境溫度和換熱條件變化的影響，嚴重制約了其進一步放大可能。二是底部陰極采用電解過程的液態金屬作為陰極結構，如中國專利CN101368282A和CN200952043Y，他們采用底部陰極的布線方式，解決了上插式結構的布線問題，但是由于該結構的電解金屬一直處于電解區域內，這樣電解后稀土金屬極易被二次氧化，另外該槽型結構對于稀土金屬電解過程中陰極電流密度遠大于陽極電流密度的現象及其大型化后磁場對金屬液的流動是否象鋁電解槽一樣影響很大甚至造成電解是否能進行下去，還有待實踐檢驗。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，能量消耗少，電流效率高，產量大，維護容易并適用于我國國內目前投入生產使用的稀土電解槽外圍槽體的形狀改造，該電解槽槽型結構改變后，電場流場分布更加合理，電流效率明顯提高；同時該發明還可采用全封閉的結構，可以有效的解決電解過程尾氣排放的收集和有效的解決敞口電解槽熱量損失嚴重的問題，達到了節能，高產，環保的底部陰極導流式稀土電解槽。

技術解決方案：本實用新型陽極的正下方放置陰極，陽極底部為圓弧形凹面，陰極頂部為圓弧形凸面，陽極的圓弧形凹面與陰極的圓弧形凸面相對應，陰極并列設置，相連接處形成導流槽，陰極與石墨坩堝之間設有高溫絕緣層，陰極下面放置有陰極導電排。

陽極底部及陰極頂部與水平面成8-25度，向收集器方向傾斜。

石墨坩堝為方形型槽。

石墨坩堝為上大下小的梯形槽。

石墨坩堝外圍添加碳粉層。

在碳粉層和保溫層之間添加一層絕緣層。

為了使本實用新型能夠有效的解決電解過程尾氣排放、收集并有效的解決敞口電解槽熱量損失嚴重的問題，在石墨坩堝2上設有防護蓋的全封閉結構，可以達到了節能，高產，環保的目的。

本實用新型設計了新型的陰陽極結構，滿足了由于稀土金屬都比較活潑需要電解過程陰極高電流密度，陽極低電流密度的要求；采用導流式陰極結構降低了電解金屬液滴在電解區域停留時間，能有效的減少金屬二次氧化，提高金屬收得率；采用底部陰極布置方式能有效的利用現在鋁電解槽成熟的布線方式和技術，有利于本實用新型槽型的推廣和大型化。

附圖說明：

圖1為本實用新型電解槽結構及電極布置俯視圖；

圖2為圖1的A-A剖面圖；

圖3為圖1的B-B剖面圖。

具體實施方式