[發明專利]稀土電解槽中陽極動作執行方法和陽極自動控制電解槽

在審

• 申請號: 202210919715.1
• 申請日: 2022-08-02
• 公開（公告）號: CN115287708A
• 公開（公告）日: 2022-11-04
• 發明（設計）人: 陳建設;傅大學;李斌川;韓慶;孫樹臣;劉奎仁;涂贛峰
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34;C25C7/00;C25C7/02
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 馬海芳

1.一種稀土電解槽中陽極動作執行方法，其特征在于，在稀土電解過程中，根據陽極消耗，通過全自由度調節陽極的運動方向，形成熔鹽液面極距大、熔鹽內部極距小的梯度極距進行電解；其中，全自由度調節陽極的運動方向，以陽極頂面垂直的對稱軸作為Z軸，以水平面上陽極和陰極連線為X軸，在水平面上以垂直X軸的方向為Y軸；

陽極的動作包括將陽極沿X軸向陰極靠近、陽極沿Z軸向熔鹽內部方向移動、陽極沿Y軸向兩側往復移動、以陽極頂面的中心點為固定點以Z軸為軸心轉動、以陽極頂面的中心點為固定點在YZ平面內擺動、以陽極頂面的中心點為固定點在XZ形成的平面內擺動中的一種動作方式或幾種動作方式的結合。

2.根據權利要求1所述的稀土電解槽中陽極動作執行方法，其特征在于，所述的陽極沿X軸向陰極靠近，是陽極整體向電解槽中心靠近，移動速度和電解過程陽極消耗速度相同，保證極距不變，且不隨陽極的消耗而改變；

所述的陽極沿Z軸向熔鹽內部方向移動，為將陽極向熔鹽內部方向移動，移動速度和陽極消耗速度匹配；

所述的陽極沿Y軸向兩側往復移動，是在與陽極和陰極連線的垂直方向上移動，移動幅度＜陽極頂面在Y軸方向的長度的30％；

所述的以陽極頂面的中心點為固定點以Z軸為軸心轉動，是指周期性勻速轉動，旋轉角度為-30°～30°；其中，0°為陽極和初始未旋轉位置重合；

所述的以陽極頂面的中心點為固定點在YZ平面內擺動，是指周期性勻速在YZ形成的平面上擺動，擺動的軸心為X軸，擺動角度為-30°～30°；其中，0°為陽極初始未擺動位置重合；

所述的以陽極頂面的中心點為固定點在XZ形成的平面內擺動，是指以Z軸向X軸方向可轉動，轉動的軸心為Y軸，轉動至確定角度后電解過程中不在沿此方向運動，其中，轉動角度介于0～45°之間，最終形成熔鹽表面極距大，熔鹽內部極距小；其中，0°為陽極初始未擺動位置重合，即此時為等極距電解。

3.根據權利要求1所述的稀土電解槽中陽極動作執行方法，其特征在于，采用所述的稀土電解槽中陽極動作執行方法，使得陽極自動控制稀土電解槽的電流效率大于80％，陽極的利用率提高15％。

4.一種陽極自動控制稀土電解槽，包括電解槽槽體，陰極和陽極，其特征在于，還包括，用于夾持陽極的導電陽極夾具和用于控制陽極運動的執行機構；

所述的執行機構能夠實現陽極的動作方式，包括將陽極沿X軸向陰極靠近、陽極沿Z軸向熔鹽內部方向移動、陽極沿Y軸向兩側往復移動、以陽極頂面的中心點為固定點以Z軸為軸心轉動、以陽極頂面的中心點為固定點在YZ平面內擺動、以陽極頂面的中心點為固定點在XZ形成的平面內擺動中的一種動作方式或幾種動作方式的結合。

5.根據權利要求4所述的陽極自動控制稀土電解槽，其特征在于，所述的導電陽極夾具為與陽極相連并固定陽極的導電陽極夾具，導電陽極夾具和執行機構連接。

6.根據權利要求4所述的陽極自動控制稀土電解槽，其特征在于，當執行機構為實現陽極的全自由度調節的執行機構時，執行機構包括全向移動底座，在全向移動底座上方連接有Z向升降桿，Z向升降桿上方固定連接有第一電機，第一電機的電機軸和X軸向或Y軸向平行，第一電機的電機軸的輸出端和第二電機固定連接，第二電機的電機軸和Y軸向或X軸向平行，且第一電機的電機軸和第二電機的電機軸垂直；執行機構中，全向移動底座用于實現執行機構帶動導電陽極夾具在X軸和Y軸移動、以及繞Z軸的旋轉；Z向升降桿用于實現執行機構帶動導電陽極夾具在Z軸的移動，第一電機的電機軸和第二電機的電機軸分別用于實現執行機構帶動導電陽極夾具繞X軸的旋轉和繞Y軸的旋轉。

7.根據權利要求6所述的陽極自動控制稀土電解槽，其特征在于，第二電機的電機軸和導電陽極夾具連接，通過執行機構的獨立或結合執行動作，實現陽極的動作執行。

8.根據權利要求6所述的陽極自動控制稀土電解槽，其特征在于，當執行機構為實現陽極的某一種動作方式時，實現其他動作方式的結構部件去除。