[實用新型]用于熔鹽電解精煉的電解裝置

有效

• 申請號: 202223545173.0
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN219239791U
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 宋建勛;孔瑞晶;李少龍;呂澤鵬;楊斌;何季麟
• 申請（專利權）人: 鄭州大學
• 主分類號: C25C7/00
• 分類號: C25C7/00;C25C3/00
• 代理公司: 北京衛智易創專利代理事務所(普通合伙) 16015
• 代理人: 朱春野

本實用新型公開了一種用于熔鹽電解精煉的電解裝置。其包括：電解槽，具有內部容腔；隔離套，豎向設置在電解槽的內部容腔中，電解槽與隔離套之間作為第一工作區，隔離套內部作為第二工作區；第一工作區與第二工作區在隔離套底部相互連通；第一電極，設置在第一工作區中；第二電極，設置在第二工作區中；其中，液態合金設置在電解槽的內部容腔后，液態合金占據相互連通的第一工作區和第二工作區的底部，第一電極和第二電極位于液態合金上方；第一工作區設置有第一熔鹽電解質后，第一電極、液態合金與第一熔鹽電解質形成第一電解體系；第二工作區設置有第二熔鹽電解質后，第二電極、液態合金與第二熔鹽電解質組成第二電解體系。

技術領域

本實用新型屬于電化學冶金技術領域，具體涉及一種用于熔鹽電解精煉的電解裝置。

背景技術

由于熔鹽電解質在高溫下具有高導電率、較寬的電化學窗口等優勢，熔鹽電解技術作為稀有金屬、稀散金屬、難熔金屬、輕金屬、貴金屬等電化學提取、提純分離的方法被廣泛使用。目前，在實施電解或分析電解過程行為時，電解槽的結構設計嚴重制約了電解效率及產物品質。雖然目前也有很多與生產稀有金屬、稀散金屬、難熔金屬、輕金屬、貴金屬等有關的熔鹽電解槽設計實例，但是，仍主要存在以下缺點：在電解過程中，電解效率低，能耗高，產量低下，生產不連續以及功能化單一等。

一些實例中生產稀有金屬的熔鹽電解槽，通過溫度傳感器對熔鹽電解質溶液溫度進行監測，并通過加熱器對熔鹽電解質溶液溫度進行有效控制，以此來提高稀有金屬的制備效率，同時，通過電動伸縮桿來調節極間距離和電極棒與熔鹽電解質溶液的接觸面積，提升電解效率，提高稀有金屬的產量，但是該裝置制作成本與工藝復雜性相對較大，且無法實現連續生產。

一些實例中生產稀有金屬的熔鹽電解槽，熔鹽電解槽的底部為雙室電解槽，熔鹽電解槽的頂部為熔鹽電解質腔體，熔鹽電解質腔體內填充有熔鹽電解質，熔鹽電解槽設置在爐體中心的爐管加熱區內，雙室電解槽包括陰極室和氧化物溶解室，陰極設置在雙室電解槽的陰極室內，陽極設置在熔鹽電解質內且位于陰極的正上方。把氧化物溶質和液態金屬陰極分開放置，雖有效避免了氧化物在液態金屬陰極上的沉積，但是氧化物溶解度會對電解效率產生很大影響，且得到的產物為合金，需進一步進行蒸餾后得到目標金屬，能耗高。

因此，為在同一槽體中實現稀有金屬、稀散金屬、難熔金屬、輕金屬、貴金屬等連續化熔鹽電解提取與精煉雙功能，需要對電解槽結構進行優化設計。

實用新型內容

有鑒于此，一些實施例公開了一種用于熔鹽電解精煉的電解裝置，其包括：

電解槽，具有內部容腔；

隔離套，豎向設置在電解槽的內部容腔中，電解槽與隔離套之間作為第一工作區，隔離套內部作為第二工作區；第一工作區與第二工作區在隔離套底部相互連通；

第一電極，設置在第一工作區中；

第二電極，設置在第二工作區中；

其中，液態合金設置在電解槽的內部容腔后，液態合金占據相互連通的第一工作區和第二工作區的底部，第一電極和第二電極位于液態合金上方；第一工作區設置有第一熔鹽電解質后，第一電極、液態合金與第一熔鹽電解質形成第一電解體系；第二工作區設置有第二熔鹽電解質后，第二電極、液態合金與第二熔鹽電解質組成第二電解體系。

一些實施例公開的用于熔鹽電解精煉的電解裝置，隔離套的底部開設有多個通孔，第一工作區和第二工作區通過多個通孔用于連通。

一些實施例公開的用于熔鹽電解精煉的電解裝置，第一電極包括電極桿和設置在電極桿端部的石墨。

一些實施例公開的用于熔鹽電解精煉的電解裝置，電解槽的內襯為氧化鋁坩堝或石墨坩堝。

一些實施例公開的用于熔鹽電解精煉的電解裝置，電解槽的形狀為圓筒形。

一些實施例公開的用于熔鹽電解精煉的電解裝置，隔離套的形狀為圓筒形。