[實用新型]新型熔鹽電解電流調整系統

有效

• 申請號: 202220889327.9
• 申請日: 2022-04-18
• 公開（公告）號: CN217077820U
• 公開（公告）日: 2022-07-29
• 發明（設計）人: 王薪鵬;林化成;吳英;王志遠;顏波
• 申請（專利權）人: 山東南稀金石新材料有限公司
• 主分類號: C25C3/34
• 分類號: C25C3/34;C25C7/02;C25C7/06
• 代理公司: 北京淮海知識產權代理事務所(普通合伙) 32205
• 代理人: 華德明

本實用新型提供了一種新型熔鹽電解電流調整系統，包括電解電流調整裝置、陽極電流監測裝置和陰極升降裝置；電解電流調整裝置包括圓盤固定裝置、陰極調整軸、限位圓盤；圓盤固定裝置的上端面設置有陰極調整上軌道，下端面設置有陰極調整下軌道；陰極調整軸活動設置在圓盤固定裝置上；陰極調整軸的底端連接有陰極棒；陽極電流監測裝置活動設置在陽極卡具上；本設計通過電流監測裝置實時監測每塊石墨陽極片電流，為實時掌握熔鹽反應狀態提供數據支撐；針對每塊陽極，對應一個陰極棒，可根據陽極所監測的電流大小，通過調整對應的陰極棒位置，實時調整極距，提高熔鹽中電流、溫度分布的均勻性，從而提高電流效率，避免陽極效應的發生。

技術領域

本實用新型涉及熔鹽電解技術領域，具體為一種新型熔鹽電解電流調整系統。

背景技術

稀土熔鹽電解法是生產稀土金屬及其合金的主要生產工藝，電解槽坩堝(爐膽)由石墨材料制成，作為該工藝的關鍵設備，其結構直接影響稀土金屬產品質量、工作效率和生產成本。利用熔鹽電解法生產稀土金屬多采用氟化物電解體系，所采用的電解槽槽型為敞口式，電解時坩堝中間插入陰極棒，坩堝周邊掛裝石墨陽極片，由此形成電極產生電場，熔煉溫度在1000℃以上。氧化稀土加入石墨坩堝后，高溫和熔鹽助溶使氧化稀土溶解，析出的稀土金屬離子由電場作用趨向陰極，析出的氧則與坩堝內石墨材料(碳)產生反應，形成氣體揮發。

一般情況下，稀土熔鹽電解生產所用石墨坩堝均為規則圓柱體結構，實際生產中，以陰極棒為中心軸對稱分布不少于2組陽極片，陽極片一端固定于卡具上，通過調整卡具位置將陽極片沿石墨坩堝內壁環向排列懸掛于電解液中。陰極棒下部正對位置放置有一外形為規則圓柱體的金屬接收器，反應生成的金屬液滴在陰極棒上富集，金屬液滴達到一定重量后自陰極棒底端下落至金屬接收器中。

在稀土熔鹽電解反應中，陰極直接固定在升降架銅排上，通過升降架帶動陰極進入電解槽中進行電解反應，如專利公開號CN203222626U公開的一種稀土金屬電解爐固定式陰極升降架及專利公開號CN204825074U公開的一種物聯網式稀土金屬電解爐陰極升降裝置。

目前，熔鹽電解中陰極升降架基本結構為單側受力，陰極懸空置于電解槽液面上方，這樣的弊端是，單點、一側受力，調節緩慢，上升過程中陰極容易晃動的安全隱患，且無法控制陰極插入熔鹽中的深度，長時間以后，承載陰極一側難免發生傾斜，無法使陰極保持與液面垂直，導致極距出現差異，而熔鹽電解液中電流的平穩、電解體系的正常運行均是靠極距來調整，極距過大或過小，對電解反應效率均有較大影響，在實際操作中，為使陰極垂直于液面，操作員需要反復調整升降架，這也直接增加了工作量。

石墨陽極片在電解過程中，往往隨著反應的進行而消耗變薄，因陽極片耗消速度不同，導致薄厚不一，極距也產生差異，常規按每8小時更換一個陽極片，新更換的陽極片因未消耗其厚度大于老陽極片，極距也相對更小，陰極與陽極之間的距離過小，首先容易引起陽極效應，氟化稀土參與電解；其次熔鹽運動加劇，其攜帶陰極析出的稀土金屬與陽極析出的氧氣發生二次反應，降低了電流效率。陰極與陽極之間的距離過大，會增大電解槽中熔鹽的溫度梯度，加劇熔鹽的溫度分布的不均勻性，造成局部溫度過高或過低，從而對電解生產造成一些不良的影響。這就導致電解槽的陽極與陰極極距必須穩定、一致、且選擇合理的范圍，過大過小都不利于電解生產。

實用新型內容

針對上述存在的技術不足，本實用新型的目的是提供一種新型熔鹽電解電流調整系統，實時監測每塊石墨陽極片電流，同時，針對每塊陽極，對應一個陰極棒，可根據所監測的電流大小，通過調整對應的陰極棒位置，實時調整極距，提高熔鹽中電流、溫度分布的均勻性，從而提高電流效率，避免陽極效應的發生。

為實現上述目的，本實用新型采用如下技術方案：

一種新型熔鹽電解電流調整系統，橫跨設置在電解槽坩堝的上方，電解槽坩堝上設置有臺板，臺板上設置有用于固定陽極片的陽極卡具，包括電解電流調整裝置、陽極電流監測裝置和陰極升降裝置；