[發明專利]一種生產高純鋁的方法與裝置

在審

• 申請號: 202010897532.5
• 申請日: 2020-08-31
• 公開（公告）號: CN111850607A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 盧惠民;劉宗仁;盧小溪
• 申請（專利權）人: 北京歐菲金太科技有限責任公司
• 主分類號: C25C3/08
• 分類號: C25C3/08;C25C3/18;C25C3/24
• 代理公司: 北京睿智保誠專利代理事務所(普通合伙) 11732
• 代理人: 周新楣

本發明公開了一種生產高純鋁的裝置，包括殼體，殼體內鋪設有電解槽內襯，電解槽內襯安裝有隔離導電板，隔離導電板將電解槽分為上電解槽和下電解槽，上電解槽安裝有陰極導體，下電解槽安裝有陽極導體，隔離導電板上安裝有出鋁管，出鋁管連通上電解槽和下電解槽，出鋁管上端面凸出于所述隔離導電板，電解槽內襯開設有下料口，下料口分別與上電解槽和下電解槽的底部連通。本發明采用氟化物體系，無有害氣體和廢渣排放；節能效果好，與傳統三層液法相比能夠節能40％的能源；無需清理電極、鑄造電極、熔化鋁電極，減少80％的勞動強度；電解質消耗率低；采用一般普通原鋁作為原料，其生產成本低；占地面積小。

技術領域

本發明涉及高純鋁制備技術領域，具體為一種生產高純鋁的方法與裝置。

背景技術

目前，我國生產99.99％-99.999％這個級別高純鋁有兩種方法，一是傳統的三層液電解法，二是偏析法。

在我國現有三層液電解法生產該級別高純鋁，都是采用原蘇聯20世紀50年代的氟氯化物電解質體系，噸耗不低于13000kWh,最大缺點是環境污染，以氯化物為主的BaCl₂，含2個結晶水，該氯化物吸水性極強，與其他電解質接觸產生化學反應，產出氯化氫氣體，不斷向外排出，造成環境污染，更為嚴重的是由于吸水后必須造渣，還促使槽內結成爐幫，需要按時清理大量廢渣，與此同時，目前使用的固體鋁陰極底部，同樣造渣，減小了導電面積，影響電流通過，容易出現打火現象，需要停電清理，撈渣，三個月局部更換電極一次，該操作在高溫下進行，環境惡劣，并且在清除廢渣時，槽溫下降，給生產帶來極大不穩定性，還容易因操作不當，使高純鋁變成廢鋁，操作時鎂含量成倍增加，使得高純鋁的質量不斷下降。

利用偏析法生產高純鋁，其能耗低，噸鋁為5000kWh，環境良好，沒有有害氣體放出，幾乎沒有廢渣，從整體上比傳統三層液法低25％左右。但利用偏析法生產的高純鋁質量遠不如三層液法生產的純度高，且必須使用純度為99.93％以上純鋁為原料，在原料生產時必須使用特殊方法或經過預處理的氧化鋁為原料進行生產，使用專用的電解槽及出鋁設備，增加了生產高純鋁的原料成本；且工藝流程及設備本身也相當復雜，設備昂貴，很難掌握。

發明內容

本發明的目的在于提供一種生產高純鋁的方法與裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種生產高純鋁的裝置，包括殼體，殼體內鋪設有電解槽內襯，電解槽內襯安裝有隔離導電板，隔離導電板將電解槽分為上電解槽和下電解槽，上電解槽安裝有陰極導體，下電解槽安裝有陽極導體，隔離導電板上安裝有出鋁管，所述出鋁管連通所述上電解槽和所述下電解槽，所述出鋁管上端面凸出于所述隔離導電板，所述電解槽內襯開設有下料口，所述下料口分別與所述上電解槽和所述下電解槽的底部連通。

優選的，所述殼體和所述電解槽內襯之間鋪設有保溫層。

優選的，所述陰極導體依次貫穿殼體、保溫層和電解槽內襯，插裝在上電解槽，所述陽極導體依次貫穿殼體、保溫層和電解槽內襯，插裝在下電解槽。

優選的，所述出鋁管設有多個。

更優選的，所述電解槽內襯頂端設有保溫蓋板。

一種生產高純鋁的方法，包括以下步驟：

S1：在下電解槽中注入陽極母液，使陽極母液達到35～40cm厚度；

S2：注入液態電解質直至其接觸隔離導電板下表面；

S3：繼續在下料口中注入陽極母液，陽極母液進入上電解槽，直至陽極母液液面與所述出鋁口的上端面平齊；

S4：在上電解槽中注入液態電解質，至液態電解質接觸陰極導體；

S5:連接電源開始電解；