[發明專利]高性能鋁材料制備用連續電極電解槽

無效

• 申請號: 201210005857.3
• 申請日: 2012-01-10
• 公開（公告）號: CN102560541A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 黨建平;李志華
• 申請（專利權）人: 山西關鋁股份有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C25C3/12
• 代理公司: 太原科衛專利事務所(普通合伙) 14100
• 代理人: 朱源

技術領域

本發明涉及高性能鋁材料制備裝置，具體為一種高性能鋁材料制備用連續電極電解槽。

背景技術

隨著國內外能源、航空、航天、軍工、交通、電子、家電、計算機等產業快速發展，有力地帶動了太陽能電池用鋁材、大飛機用鋁材、軍工用鋁材、電子箔、精鋁絲、高檔燈飾用鋁箔、高檔化妝用鋁箔等產品的需求。這些產品的市場前景廣闊，經濟效益明顯，但對鋁的特性要求更高，特別是在鋁的純度（不小于99.91%）、耐腐蝕性、光反射性、加工性能等方面。

但近年來這些產品所涉及的原材料工業并沒有隨之發展，目前國內外鋁電解槽用氧化鋁直接生產出來的原鋁純度普遍在99.6—99.85%之間，無法滿足上述產品對原材料的特種功能要求，而采用三層液電解法或偏析法是以含鋁量在99.70%—99.90%之間的鋁為原材料，經第二次電解或多次偏析生產出高純度的精鋁（不小于99.95%），以滿足上述產品要求，但存在工藝復雜、均需純度較高的原鋁為原材料，且能耗高，在原鋁基礎上噸鋁產品增加能耗3000-16000度電；成本也高，在原鋁基礎上噸鋁產品成本增加6000-12000元，造成經濟效益不佳的結果。

發明內容

本發明為了解決現有鋁電解槽生產出來的鋁材料無法滿足高性能要求而采用三層液電解法或偏析法存在工藝復雜、能耗高且成本較高的問題，提供了一種高性能鋁材料制備用連續電極電解槽。

本發明是采用如下技術方案實現的：高性能鋁材料制備用連續電極電解槽，包括連續電極裝置、陰極裝置及位于連續電極裝置上方的金屬平臺，連續電極裝置的數量為一個或多個，單個連續電極裝置是由四周側壁包有鋁箔或鋁板的電極本體和電極箱體組成，電極箱體的上部設有套在電極本體四周的套狀金屬框架，金屬框架外側壁設有承重緊固圈，承重緊固圈下側四周固定有承重鉤連接件，電極箱體的下部設有若干上下排列的密封罩板框架，密封罩板框架是由緊貼電極本體四周側壁的若干密封罩板連接而成，密封罩板上開有若干導電棒孔，導電棒孔內插有一端位于密封罩板外側、另一端插入電極本體內的導電棒，導電棒和導電棒孔之間設有與兩者緊密接觸且插入電極本體內的密封套，最下層的導電棒與承重鉤連接件之間設有與兩者連接的承重鉤，連續電極裝置之間或金屬框架與電極本體之間設有與金屬框架固定的套狀填料框架，或者打殼下料排氣機構，或者填料框架和位于填料框架內部或外部的打殼下料排氣機構，填料框架內充填有填料，金屬平臺的底部和內側面之間設有相互連通的排氣口。打殼下料排氣機構是本領域技術人員容易實現的。

使用時，直流電通過進電母線，從連續電極裝置四周向電極本體供電，通過計算機控制打殼下料排氣機構作業，產生的電解廢氣經打殼下料排氣機構排出收集后，進入凈化系統處理后排放到大氣中；電極本體產生的廢氣通過電極本體上部的金屬平臺內側的排氣口，進入排氣系統，凈化處理后排放到大氣中。隨著電極本體的消耗，最下層密封罩板框架接近電解質液面，先將密封罩板中的導電棒拔出，然后將最下層的密封罩板全部取出，再將電極箱體上部的金屬框架向上拉起一定高度，調整所有承重鉤，使新的最下一層導電棒同時均勻受力，最后在頂層密封罩板上方的電極本體四周重新安裝一層密封罩板框架，并在最上層密封罩板的導電棒孔內釘上若干帶有密封套的導電棒，隨著生產連續進行，循環進行上述操作即可，該結構設計一次電解直接生產出含鋁量在99.91%以上的高性能鋁材料，克服了現有鋁電解槽生產出來的鋁材料無法滿足高性能要求而采用三層液電解法或偏析法存在工藝復雜、能耗高且成本較高的問題。

打殼下料排氣機構包括打殼筒，打殼筒內穿有打擊桿，打擊桿的下端設有打擊頭，打擊桿與打殼筒上端之間設有耐高溫絕緣密封件，打殼筒的外側設有由隔離板制成的給料排氣空腔，給料排氣空腔是由通過分隔板隔開的給料空腔和排氣空腔構成的，給料空腔和排氣空腔與打殼筒下側相通，且給料空腔與排氣空腔上分別設有給料孔和排氣孔。

使用時，通過計算機控制打殼氣缸動作，帶動打擊桿和打擊頭往復運動，打開或擴大下料口，隨后定容下料器動作，定容下料器中原材料通過給料孔進入給料空腔，隨后經下料口進入電解質中溶解，下料口排出的電解廢氣通過排氣通道進入排氣空腔，經排氣孔進入凈化系統處理后排放到大氣中。

承重緊固圈上連接有緊固板，緊固板上開有若干與密封罩板對應的連接孔，連接孔內穿有緊固螺栓，通過緊固螺栓壓緊密封罩板，阻止電極本體外鼓的發生。

電極本體內插有若干各種形狀的鋁板或鋁箔，鋁板或鋁箔內充填有填料，有利于在電極本體中形成排氣通道，有利于電解廢氣順暢的排出，擴大電解槽容量，提高電流效率，降低能耗。