[發明專利]金屬電解設備及陽極結構

在審

• 申請號: 202111288928.0
• 申請日: 2021-11-02
• 公開（公告）號: CN113802152A
• 公開（公告）日: 2021-12-17
• 發明（設計）人: 王蘇;劉強;鄒崴;周復
• 申請（專利權）人: 天齊鋰業股份有限公司
• 主分類號: C25C7/00
• 分類號: C25C7/00;C25C7/02
• 代理公司: 成都希盛知識產權代理有限公司 51226
• 代理人: 張錫軍

本發明提供了一種金屬電解設備及陽極結構，包括電解槽和陽極結構，所述電解槽內設置有陰極，所述陽極結構包括陽極和陽極極耳，所述陽極位于電解槽內部且套在陽極極耳外壁，陽極極耳的一端穿過電解槽并位于電解槽之外。由于陽極套設在陽極極耳外壁，陽極與陽極極耳之間具有較大的接觸面積，電解時電流穩定，不會產生波動，保證電解效率，減小了電阻，陽極與陽極極耳的連接處不容易發熱，不存在連接件變形的問題，從而提高了陽極結構的使用壽命；由于整個陽極全部位于電解槽內部，所有的陽極材料都能夠參與電解，不存在陽極浪費的情況，使用壽命更長。

技術領域

本發明涉及電解設備領域，尤其是一種金屬電解設備及陽極結構。

背景技術

目前，工業上電解制備金屬常用的方法是熔鹽電解法，比如電解制備金屬鎂、鈉、鈣和鋰等，都是在高溫下電解氯化物混合熔鹽制備各種金屬。因此，在電解過程中，最關鍵設備就是電解槽，電解槽的安裝、運行參數和使用壽命等都與電解成本息息相關。電解槽通常由內外槽體、槽蓋、陰極、陽極、電源和氣體吸收裝置等組成，其各部件對電解槽運行和使用壽命都會產生影響，尤其是石墨陽極。

通常根據石墨陽極安裝方式將電解槽分為兩種，一種是上插式電解槽，一種是下插式電解槽。上插式電解槽是將石墨陽極固定在電解槽槽蓋上，陽極上端通過連接件(如螺栓、榫接和鎖扣等)與電極相連，陽極中下段插入到電解槽內部與陰極板相對；下插式電解槽是將石墨陽極固定在電解槽底部，陽極最低端露出一段通過連接件(如螺栓、榫接和鎖扣等)與電極相連，陽極中上段在電解槽內部與陰極板相對。

上插式電解槽和下插式電解槽都存在一些問題，暫時都沒有有效解決方法。例如一.陽極通過連接件(如螺栓、榫接和鎖扣等)與電極相連，連接位置接觸面積小，電解時電流不穩定，易產生波動，影響電解效率。二.連接位置接觸面積小，電阻較大，連接部位容易發熱，導致連接件變形，影響使用壽命。三.兩種石墨陽極都會有一段石墨參與組裝固定，不與陰極板相對，只提供電流而不參與電解，造成陽極石墨浪費。四.上插式陽極石墨上端與空氣接觸，高溫時易被氧化腐蝕，影響使用壽命。五.下插式石墨陽極裝配工藝要求嚴格，安裝成本高，石墨更換不方便，槽體報廢率較高。專利CN202808964U提出一種電解石墨陽極，石墨體的上端設有凹槽，凹槽內澆鑄巴氏合金體，巴氏合金體與鋁柱接頭相連。專利CN206368201U公布一種電解石墨陽極的夾具及其電解槽，該夾具包括用于夾緊石墨陽極的夾具本體和用于鎖緊夾具本體的緊固裝置。上述兩種專利通過改變陽極連接方式，能一定程度改善電解槽的缺點，但不是有效的解決途徑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種金屬電解設備及陽極結構，提高電流穩定性，同時提高陽極的使用壽命。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：金屬電解設備，包括電解槽和陽極結構，所述電解槽內設置有陰極，所述陽極結構包括陽極和陽極極耳，所述陽極位于電解槽內部且套在陽極極耳外壁，陽極極耳的一端穿過電解槽并位于電解槽之外。

進一步地，所述陰極呈環形，所述陽極位于陰極內部。

進一步地，所述陽極極耳豎直安裝在電解槽的頂蓋上。

進一步地，所述陽極設置有中心孔，所述中心孔具有錐形段，所述錐形段上端的直徑小于錐形段下端的直徑，所述陽極極耳設置有與錐形段相配合的防脫段，所述防脫段上端的直徑小于下端的直徑，所述陽極極耳的下部位于中心孔內，且防脫段位于錐形段內。

進一步地，所述中心孔為中心通孔，所述中心通孔的下端孔口填充有陽極堵。

進一步地，所述中心孔為上端開口的中心盲孔，所述陽極壓制成型于陽極極耳下部的外壁。

進一步地，所述陽極極耳位于陽極之外的部分涂覆有防腐蝕層。

用于上述金屬電解設備的陽極結構，包括陽極和陽極極耳，所述陽極套在陽極極耳外壁，陽極極耳的一端伸至陽極之外。