[發明專利]一種制備金屬鑄錠的裝置及方法

在審

• 申請號: 201711286415.X
• 申請日: 2017-12-07
• 公開（公告）號: CN107761132A
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發明（設計）人: 李權;龐全世;王世棟;火焱;吳志堅
• 申請（專利權）人: 中國科學院青海鹽湖研究所
• 主分類號: C25C3/00
• 分類號: C25C3/00;C25C7/00;B22D7/00
• 代理公司: 深圳市銘粵知識產權代理有限公司44304
• 代理人: 孫偉峰

技術領域

本發明涉及冶金領域，具體涉及一種制備金屬鑄錠的裝置及方法。

背景技術

工業上生產堿金屬和堿土金屬一般采用熔鹽電解法。以金屬鋰為例，將無水氯化鋰置于電解槽中，以無水氯化鉀作為助劑，在高溫狀態下熔融電解制取金屬鋰。液態金屬鋰在陰極析出，聚集在熔融鹽表面上，再用金屬漏勺將金屬鋰從電解槽中舀出，倒入變壓器油中冷卻、鑄錠。這種手動出鋰工藝工作環境差，生產效率低，不能大規模生產，而舀出的金屬鋰夾帶電解質多，并在舀出過程中容易被污染，降低了金屬的純度。雖然針對上述問題目前已有一些制備金屬鑄錠的裝置。但是在實際使用過程中，發現現有的制備金屬鑄錠的裝置仍存在效率低、自動化程度不高的缺陷，例如當在液體鋰通過導出管流至金屬貯存罐的過程中，液體鋰會部分貼附于導出管的內壁上，長時間會堵塞導出管，影響液體鋰的流通，降低了生產效率。

發明內容

為克服現有技術的不足，本發明提供一種制備金屬鑄錠的裝置及方法，以在現有金屬鑄錠裝置的基礎上進一步提高鑄錠裝置的生產效率。

為了實現上述的目的，本發明采用了如下的技術方案：

本發明提供了一種制備金屬鑄錠的裝置，包括電解槽、分別插入所述電解槽中的陽極和陰極、設于所述陽極和所述陰極之間的隔膜、設于所述陰極和所述隔膜間上端的用于收集所述陰極產生的液態金屬的金屬收集罩、用于對液態金屬進行貯存的金屬貯存罐及用于對液態金屬進行鑄錠的工作箱，所述金屬貯存罐的一端設有用于入料的導管，所述金屬貯存罐的另一端為出料端并插入所述工作箱，所述導管插入所述電解槽并與所述金屬收集罩連通，所述金屬貯存罐內設有伸入所述導管的刮刀，所述刮刀用于疏通所述導管內堵塞的液態金屬。

進一步地，所述刮刀伸出金屬貯存罐頂部，并相對于導管可旋轉。

進一步地，所述電解槽的上部和/或側部和/或底部開槽孔，使所述陽極和所述陰極通過所述槽孔從所述電解槽的上部和/或側部和/或底部插入。

進一步地，所述電解槽上端設有電解槽蓋，所述導管穿過所述電解槽蓋并插入所述電解槽與所述金屬收集罩連通并固定；所述陽極上端設有氣體收集罩，所述電解槽蓋頂部設有排氣管，所述氣體收集罩通過所述排氣管固定在所述電解槽蓋上。

進一步地，所述工作箱包括設于所述金屬貯存罐出料端下方的第一工作箱和設于所述第一工作箱側部并與第一工作箱連通的第二工作箱，所述金屬貯存罐出料端插入所述第一工作箱并與第一工作箱連通，所述第一工作箱底部設有用于容置金屬以形成鑄錠的鑄模，所述第二工作箱用于存放鑄錠，所述第二工作箱背離所述第一工作箱的一側設有用于取出鑄錠的出料口。

進一步地，所述工作箱背離所述電解槽的一側分別設有操作孔和視窗。

進一步地，所述金屬貯存罐插入所述第一工作箱的一端設有控制閥，所述控制閥置于所述工作箱內。

進一步地，還包括內置有冷卻水的夾套，所述夾套適配緊貼所述工作箱外壁以降低所述工作箱的溫度。

進一步地，所述夾套為L型，并分別緊貼于所述工作箱的底部外壁及所述工作箱與所述電解槽相對一側的外壁，所述夾套的底部間隔設有進水口和出水口。

本發明還提供了一種制備金屬鑄錠的方法，采用上述的制備金屬鑄錠的裝置，控制所述金屬貯存罐的溫度為190～300℃，控制所述工作箱的溫度為20～80℃且濕度不大于2％。

本發明提出的一種制備金屬鑄錠的裝置及方法具有以下優點：

(1)所述電解槽、金屬貯存罐及鑄錠的工作箱依次連接，陰極析出的液態金屬自動流入貯存罐并經工作箱直接鑄錠，實現了金屬鑄錠的自動化生產，同時貯存罐內的刮刀方便對導管進行及時疏通，保證了液態金屬的自然流出，進一步提高了生產效率；

(2)控制貯存罐出料端的控制閥設置于工作箱內部，使得操作人員可以在工作箱內直接操作控制閥和工作箱內的鑄模，避免了由于分開操作而引起的失誤；

(3)設于工作箱外壁的冷卻夾套能夠及時對工作箱進行降溫，從而使得工作箱內的鑄錠及時冷卻并取出，同時配合雙箱體，可進一步加快生產速度，提高生產率；

(4)由于電解槽可以從多方位進行開槽，使得陰陽極可以從電解槽的不同方位插入，降低了電解裝置的安裝環境，更利于規模化生產。

附圖說明

圖1為本發明一種制備金屬鑄錠的裝置的結構示意圖；

圖2為本發明一種制備金屬鑄錠的裝置中電解槽的陰陽極及收集罩示意圖；

圖3為本發明一種制備金屬鑄錠的裝置中工作箱的側視示意圖；