[發明專利]氣冷陰極、熔鹽電解裝置及電解方法

有效

• 申請號: 201510081679.6
• 申請日: 2015-02-15
• 公開（公告）號: CN104611732B
• 公開（公告）日: 2017-03-22
• 發明（設計）人: 馬尚潤;鄭權;朱福興;穆天柱;鄧斌;何安西;程曉哲;陳兵
• 申請（專利權）人: 攀鋼集團攀枝花鋼鐵研究院有限公司
• 主分類號: C25C7/02
• 分類號: C25C7/02;C25C7/06;C25C7/00;C25C3/08
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙)51124
• 代理人: 許澤偉

1.氣冷陰極，其特征在于：包括陰極連桿(1)和設置在陰極連桿(1)下端的陰極板(2)；所述陰極連桿(1)的內部設有氣體通道(11)，氣體通道(11)穿出陰極連桿(1)上端的開口為氣體入口(12)；所述陰極板(2)的內部設有冷卻通道(21)，冷卻通道(21)穿出陰極板(2)上端的開口為氣體出口(22)；所述氣體通道(11)與冷卻通道(21)連通。

2.如權利要求1所述的氣冷陰極，其特征在于：所述氣體通道(11)與冷卻通道(21)的最下端連通。

3.如權利要求1或2所述的氣冷陰極，其特征在于：所述冷卻通道(21)是以其與氣體通道(11)連通處為迷宮入口，并以氣體出口(22)為迷宮出口的迷宮式通道。

4.如權利要求3所述的氣冷陰極，其特征在于：所述迷宮式通道為“回”字形迷宮通道。

5.如權利要求1或2所述的氣冷陰極，其特征在于：所述冷卻通道(21)為多個“S”形通道彼此首尾相連組成的蜿蜒通道。

6.如權利要求1、2或4所述的氣冷陰極，其特征在于：所述陰極板(2)的各處壁厚均相等。

7.熔鹽電解裝置，包括反應爐(3)、陽極(4)和電解質(5)；其特征在于：還包括冷氣供應裝置和如權利要求1至6中任一項所述的氣冷陰極；所述氣冷陰極通過陰極連桿(1)設置在反應爐(3)上；陰極板(2)部份沒入電解質(5)中，且氣體出口(22)位于電解質(5)的外側；所述冷氣供應裝置與氣體入口(12)相連。

8.如權利要求7所述的熔鹽電解裝置，其特征在于：還包括電解氣體導管(6)、尾氣導管(7)和加熱裝置(8)；所述電解氣體導管(6)設置在反應爐(3)上，且下端沒入設置在電解質(5)中；所述陽極(4)設置在電解氣體導管(6)的內部，陽極(4)的下端沒入設置在電解質(5)中且未超出電解氣體導管(6)的下端；所述電解氣體導管(6)上設有電解氣體出口(61)，所述電解氣體出口(61)位于反應爐(3)的外側；所述尾氣導管(7)設置在反應爐(3)上，并使反應爐(3)的內部與外界空氣連通；所述加熱裝置(8)設置在反應爐(3)上用于加熱電解質(5)。

9.電解方法，其特征在于：采用權利要求7或8所述的熔鹽電解裝置進行電解，包括下列步驟：

步驟一、加熱電解質(5)并將其溫度控制在X±10℃；

步驟二、在電解質(5)的溫度為(X+5)℃～(X+10)℃時，對陽極(4)和氣冷陰極通電進行電解；

步驟三、電解0.5小時～1小時后，由冷氣供應裝置向氣冷陰極的氣體通道(11)中通入惰性氣體，通過惰性氣體將電解質(5)的溫度控制在(X-10)℃～(X-5)℃；

步驟四、繼續電解0.5小時～1小時后斷電、停止電解，得到固相金屬產物；

其中，X為金屬產物的熔點溫度；陰極板(2)沒入電解質(5)中的深度不超過陰極板(2)高度的四分之三。

10.如權利要求9所述的電解方法，其特征在于：所述陰極板(2)沒入電解質(5)中的深度為陰極板(2)高度的三分之二；所述惰性氣體為氬氣；從冷氣供應裝置中輸出的惰性氣體的流量為10m³/h～20m³/h。