CN103911631B - 收集熔盐电解阴极产物的装置及熔盐电解系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种收集熔盐电解阴极产物的装置及熔盐电解系统。所述装置包括阴极产物聚集构件和阴极产物收集容器，阴极产物聚集构件包括设置在阴极下方的向下倾斜的溜槽和设置在该溜槽下端部下方的凹入部；阴极产物收集容器具有收集容器本体和连接件，收集容器本体放置于所述凹入部内以接收阴极产物，连接件的一端与收集容器本体连接。所述系统包括电解槽、阳极、阴极、熔盐和上述收集熔盐电解阴极产物的装置。本发明能够收集熔盐电解制备稀有金属（例如，钛）的阴极产物，有利于改善电解质的稳定性，能够提高阴极电流效率、降低阴极析出物夹盐率。
Description
技术领域
本发明涉及一种熔盐电解设备技术领域，具体来讲，涉及一种收集熔盐电解阴极产物的装置，以及一种包括该收集熔盐电解阴极产物的装置的熔盐电解系统。
背景技术
金属钛作为一种优良金属，目前是世界各国研究的热点，其中熔盐电解提取金属钛被认为是最有希望取代传统克劳尔法的工艺。如可溶复合阳极电解提取金属钛，MER工艺等都具有较好的前景。
这类工艺采用传统的阴极装置得到的阴极产物过程中，易出现阴极产物脱落、收集不到等现象，从而降低生产效率。且传统阴极装置结晶析出的钛外，还含有大量电解质，含量根据电解条件的变化可波动在40%～85%的范围，占了很大的比例，这将严重影响工艺经济性以及电解质的稳定性。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术存在的上述不足中的至少一项。
例如，本发明的目的之一在于提供一种适用于收集熔盐电解制备稀有金属（例如，钛）的阴极产物的装置。
本发明的一方面提供了一种收集熔盐电解阴极产物的装置。所述收集熔盐电解阴极产物的装置包括阴极产物聚集构件和阴极产物收集容器，其中，所述阴极产物聚集构件包括设置在阴极下方的向下倾斜的溜槽和设置在该溜槽下端部下方的凹入部；所述阴极产物收集容器具有收集容器本体和连接件，所述收集容器本体放置于所述凹入部内以接收阴极产物，所述连接件的一端与收集容器本体连接，其另一端延伸至熔盐电解槽外部。
在本发明的收集熔盐电解阴极产物的装置的一个示例性实施例中，所述收集容器本体的底部设置有多个小孔。
在本发明的收集熔盐电解阴极产物的装置的一个示例性实施例中，所述小孔的孔径为20～80um。
在本发明的收集熔盐电解阴极产物的装置的一个示例性实施例中，所述溜槽的倾斜角度为不小于15°。
在本发明的收集熔盐电解阴极产物的装置的一个示例性实施例中，所述溜槽为表面光滑、不导电、满足工艺环境要求的材质。
在本发明的收集熔盐电解阴极产物的装置的一个示例性实施例中，所述收集容器本体和连接件的材质为不锈钢。
在本发明的收集熔盐电解阴极产物的装置的一个示例性实施例中，所述收集熔盐电解阴极产物的装置还包括与阴极杆连接并能够使阴极杆产生震动或摇晃的阴极杆晃动装置。
本发明的另一方面提供了一种熔盐电解系统。所述熔盐电解系统包括电解槽、阳极、阴极、熔盐，并且所述熔盐电解系统还包括如上所述的收集熔盐电解阴极产物的装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果包括：能够适用于收集熔盐电解制备稀有金属（例如，钛）的阴极产物的装置及熔盐电解系统，能够有效地实现对阴极产物的收集，并且有利于改善电解质的稳定性，能够提高阴极电流效率，有效地降低阴极析出物夹盐率，而且能够改善工艺的经济性。
附图说明
通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：
图1示出了本发明的收集熔盐电解阴极产物装置的一个示例性实施例的结构示意图；
图2示出了图1中的阴极产物聚集构件的结构示意图；
图3示出了图1中的阴极产物收集容器的结构示意图。
附图标记说明如下：
1-阴极杆、2-阳极、3-阴极产物聚集构件、3a-溜槽、3b-凹入部、4-阴极产物收集容器、4a-收集容器本体以及4b-连接件。
具体实施方式
在下文中，将参照附图来详细说明本发明的收集熔盐电解阴极产物装置及熔盐电解系统。
图1示出了本发明的收集熔盐电解阴极产物装置的一个示例性实施例的结构示意图；图2示出了图1中的阴极产物聚集构件的结构示意图；图3示出了图1中的阴极产物收集容器的结构示意图。
如图1至3所示，在本发明的一个示例性实施例中，熔盐电解系统包括电解槽、阳极2、阴极、熔盐以及收集熔盐电解阴极产物的装置。例如，阴极（也可称为阴极杆1）可以为实心圆柱碳钢棒，电解时阴极沉积物在其上析出。
其中，收集熔盐电解阴极产物的装置包括阴极产物聚集构件3和阴极产物收集容器4。
阴极产物聚集构件3包括设置在阴极下方的向下倾斜的溜槽3a和设置在该溜槽3a的下端部下方的凹入部3b。通过溜槽3a能够将下落的阴极产物聚集到凹入部3b。优选地，溜槽可以为半圆形，其长度方向的倾斜角度不小于15°，这样能够获得更好的阴极产物聚集效果。溜槽可以为表面光滑、不导电、满足工艺环境要求的材质，例如，可以为刚玉材质。
阴极产物收集容器4具有收集容器本体4a和连接件4b。收集容器本体4a放置于凹入部3b内以接收通过溜槽3a汇聚至凹入部3b的阴极产物，连接件4b的一端（例如，图3中的下端）与收集容器本体4a连接，其另一端（例如，图3中的上端）延伸至熔盐电解槽外部。收集容器本体4a和连接件4b的材质可以为不锈钢、刚玉等。优选地，收集容器本体4a的尺寸能够与凹入部3b相匹配，以保证阴极产物全部流入收集容器本体4a中。
如图3所示，收集容器本体的底部设置有多个小孔。从而能够使熔盐液体流出收集容器本体4a，而阴极产物留在收集容器本体4a中。优选地，这些小孔的孔径可以为20～80um。
另外，在本发明的另一个示例性实施例中，收集熔盐电解阴极产物的装置还可以包括与阴极杆连接并能够使阴极杆产生震动或摇晃的连接杆晃动装置。通过阴极杆晃动装置能够产生使阴极杆上产物脱离的外力，从而有利于提高阴极产物的收集效率和反应效率。
综上所述，本发明提供了一种能够适用于收集熔盐电解制备稀有金属（例如，钛）的阴极产物的装置及熔盐电解系统，能够有效地实现对阴极产物的收集，并且有利于改善电解质的稳定性，能够提高阴极电流效率，有效地降低阴极析出物夹盐率，而且能够改善工艺的经济性。
尽管上面已经结合附图和示例性实施例描述了本发明，但是本领域普通技术人员应该清楚，在不脱离权利要求的精神和范围的情况下，可以对上述实施例进行各种修改。
Claims (8)
1.一种收集熔盐电解阴极产物的装置，其特征在于，所述收集熔盐电解阴极产物的装置包括阴极产物聚集构件和阴极产物收集容器，其中，所述阴极产物聚集构件包括设置在阴极下方的向下倾斜的溜槽和设置在该溜槽下端部下方的凹入部；所述阴极产物收集容器具有收集容器本体和连接件，所述收集容器本体放置于所述凹入部内以接收阴极产物，所述连接件的一端与收集容器本体连接，其另一端延伸至熔盐电解槽外部。
2.根据权利要求1所述的收集熔盐电解阴极产物的装置，其特征在于，所述收集容器本体的底部设置有多个小孔。
3.根据权利要求2所述的收集熔盐电解阴极产物的装置，其特征在于，所述小孔的孔径为20～80微米。
4.根据权利要求1所述的收集熔盐电解阴极产物的装置，其特征在于，所述溜槽的倾斜角度为不小于15°。
5.根据权利要求1所述的收集熔盐电解阴极产物的装置，其特征在于，所述溜槽的材质为表面光滑、不导电、满足工艺环境要求的材质。
6.根据权利要求1所述的收集熔盐电解阴极产物的装置，其特征在于，所述收集容器本体和连接件的材质为不锈钢。
7.根据权利要求1所述的收集熔盐电解阴极产物的装置，其特征在于，所述收集熔盐电解阴极产物的装置还包括与阴极杆连接并能够使阴极杆产生震动或摇晃的阴极杆晃动装置。
8.一种熔盐电解系统，所述熔盐电解系统包括电解槽、阳极、阴极、熔盐，其特征在于，所述熔盐电解系统还包括如权利要求1至7中任意一项所述的收集熔盐电解阴极产物的装置。
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