[發明專利]具保溫結構的鋁電解槽

有效

• 申請號: 201210542060.7
• 申請日: 2012-12-14
• 公開（公告）號: CN102978660A
• 公開（公告）日: 2013-03-20
• 發明（設計）人: 王旭東;和清霖;曹國法;袁志強;朱振國;馮曉強
• 申請（專利權）人: 鄭州經緯科技實業有限公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C04B35/66;C04B35/10
• 代理公司: 鄭州大通專利商標代理有限公司 41111
• 代理人: 樊羿

技術領域

本發明涉及有色冶金的熔鹽電解技術領域，具體涉及一種具保溫結構的鋁電解槽。

背景技術

霍爾一埃魯特冰晶石熔鹽電解煉鋁法自1888年誕生以來，一直是工業上大規模煉鋁的唯一方法，但是電能利用率不足50%，是當前該生產技術的重大缺陷。現階段，供電系統的損耗一般占電耗的5％左右，供給分解氧化鋁等必需的能量（即理論能耗，理論能耗是必須的），約占全部能耗的44.7％；熱損失能耗約占50.3％。而電耗一般占噸鋁成本的30～40％。所以，未來鋁電解要節能降耗、降低噸鋁成本，必須從減少熱損失著手。槽上部陽極炭塊和殼面熱損失占總熱損失的35％左右（其中陽極上部熱損失約25%，殼面熱損失約10%），因此，減少槽上部陽極炭塊和殼面的熱損失對節能降耗十分重要。

目前，槽上部的保溫方式均為鋪設厚厚的一層散狀氧化鋁及電解質粉末，厚度由電解槽的熱平衡狀態決定。一般情況下，電解槽工作電壓越低，槽上部保溫物料越厚。近幾年，隨著低電壓電解技術的發展，電解槽上部保溫物料的厚度越來越厚，個別企業甚至達到了20cm以上，雖然實現了保溫的目的，但是由于保溫料厚度的增加，也帶來一系列的新問題：首先,換極工作量增大，致使換極效率降低；其次，換極過程中，大量物料進入電解槽，影響電解槽的穩定工作，同時造成槽低沉淀增多；再次，容易引起鋼爪發紅、融化等。

因此，如何尋找一種新型的保溫方式：既能實現減少熱損失的目的，同時又不增加工作量、影響電解槽穩定工作、避免因為保溫料過厚引起的其它負面作用就顯得十分有必要。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種能減少熱損失、明顯的提高保溫效果且運營維護簡單、環保節能的具保溫結構的鋁電解槽。

設計一種具保溫結構的鋁電解槽，包括盛有電解質的槽體、陽極炭塊，在所述槽體上方至少安裝有一層能同時匹配的遮蓋槽體上口沿、電解質和陽極炭塊的密封保溫板。

所述保溫板密度小、強度大、保溫效果極佳、耐高溫、不污染鋁液、可以長期循環使用，主要成分為氧化鋁：含量為60～99%；其它成分及含量為：?SiO₂含量0.5～40%、CaO含量0.1～0.5%、MgO含量0.1～0.5%；該保溫板是由上述材料按比例混合，添加粘結劑后，經制漿（漿液濃度：300～600g?/L）、成型、烘干等步驟制成，其密度為0.05～2.0×10³Kg/m³，導熱系數0.003～0.03W/(m·℃)；粘結劑可以采用鋁酸鈉溶液、雙氧水或水溶性膠水（聚醋酸乙烯和/或聚醋酸乙烯與水按1：3～6的體積比所形成的膠體溶液）中的任意一種或幾種，添加量為前述物料總質量的1～2倍。

在所述陽極炭塊的上表面及四周側面還設置有耐高溫的防氧化涂層。

所述防氧化涂層為氧化鋁復合涂層；該復合涂層是由氧化鋁粉、水溶性膠水按1:2～3的質量比所配制成的混合涂料噴涂在陽極炭塊表面后凝固而成的涂料層。

所述水溶性膠水是由聚醋酸乙烯和/或聚醋酸乙烯與水按1：3～6的體積比所形成的膠體溶液。

所述防氧化涂層的厚度為0.8～1.2mm。

所述密封保溫板與槽體上口沿之間的經由軟體保溫材料覆蓋、捆扎緊固或膠泥粘合進行密封。

本發明具有積極有益的效果：

與現有技術比較，本發明通過更改保溫材料和保溫形式，可以明顯的提高保溫效果、減少熱損失，實驗證明：與現有粉狀氧化鋁保溫效果相比，本發明異型保溫材料板在相同的溫度條件下導熱系數是其1/10～1/15。這在對電解槽進行熱平衡維護時，就可以減小覆蓋大量粉狀物料的繁重工作，進行降低電壓、維持電解槽的穩定工作。因此，本發明可以有效的較小電解槽上部熱損失、降低槽工作電壓、降低噸鋁電耗，是實現低電壓電解技術的一種可行方案。同時本發明可有效的解決現有技術覆蓋的物料飛揚、煙氣量大的問題，并大幅度的提高換極工作效率，避免現有技術換極過程中造成的電解槽工作不穩定等問題，也有利于減少氟化氫氣體的排放。

附圖說明

圖1為一種具保溫結構的鋁電解槽的結構示意圖。

圖中，1為陽極炭塊，2為異型密封保溫板,3為電解質，4為鋁水，5為陰極炭塊及保溫層。

具體實施方式

以下結合具體實施例進一步闡述本發明。下述實施例中所用各種原材料，如無特別說明，均為市售；所涉及的步驟或方法如無特別說明，均為常規步驟或方法。