CN107130267A - 熔盐电解法生产金属或合金的装置 - Google Patents

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张志宏
陈国华
刘玉宝
于兵
赵二雄
陈宇昕
苗旭晨
曹钰
李坤
杨胜岭
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Ruike Rare Earth Metallurgy and Functional Materials National Engineering Research Center Co Ltd
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Baotou Rare Earth Research Institute
Ruike Rare Earth Metallurgy and Functional Materials National Engineering Research Center Co Ltd
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Abstract

本发明公开了一种熔盐电解法生产金属或合金的装置，包括感应加热电源、炉体、感应加热器、阴极棒、电极升降器、熔盐电解整流器、接收器；感应加热器通过电缆连接感应加热电源，阴极棒通过电缆连接熔盐电解整流器，电极升降器通过电缆连接动力电源；炉体包括耐火材料层、外壳、电解槽；电解槽位于外壳内部，耐火材料层位于电解槽和外壳之间，接收器放置在电解槽内；感应加热器布置在耐火材料层外侧，感应加热电源给感应加热器提供交流电；电解槽通过电缆连接熔盐电解整流器，熔盐电解整流器给电解槽和阴极棒提供直流电；电极升降器用于升降阴极棒，阴极棒位于接收器上方。本发明具有造价低、加热速度快、效率高等优点。

Description

熔盐电解法生产金属或合金的装置
技术领域
本发明涉及一种熔盐电解技术，具体说，涉及一种熔盐电解法生产金属或合金的装置。
背景技术
目前，熔盐电解制备金属或合金的装置普遍采用电解槽，加热方法主要有内加热和外加热两种方法。内加热也就是依靠自身电解产生的热量维持平衡，千安级以上的电解装置属于此种；外加热国内普遍采用电阻炉外加热提供热量，主要应用于千安级以下小型电解装置。
电解过程中由于工艺条件波动会造成温度波动大，调节需要很长时间，有时需要重新启炉，极为繁琐。电阻炉加热的加热速度慢，效率低，而且加热丝或加热棒长期处于氟盐环境下，寿命有限，给科研生产带来了很多的不便。
发明内容
本发明所解决的技术问题是提供一种熔盐电解法生产金属或合金的装置，具有造价低、加热速度快、效率高等优点。
技术方案如下：
一种熔盐电解法生产金属或合金的装置，包括感应加热电源、炉体、感应加热器、阴极棒、电极升降器、熔盐电解整流器、接收器；感应加热器通过电缆连接感应加热电源，阴极棒通过电缆连接熔盐电解整流器，电极升降器通过电缆连接动力电源；炉体包括耐火材料层、外壳、电解槽；电解槽位于外壳内部，耐火材料层位于电解槽和外壳之间，接收器放置在电解槽内；感应加热器布置在耐火材料层外侧，感应加热电源给感应加热器提供交流电；电解槽通过电缆连接熔盐电解整流器，熔盐电解整流器给电解槽和阴极棒提供直流电；电极升降器用于升降阴极棒，阴极棒位于接收器上方。
进一步：还包括阳极棒，阳极棒通过电缆连接熔盐电解整流器，熔盐电解整流器给阳极棒和阴极棒提供直流电，电极升降器用于升降阴极棒和阳极棒。
进一步：感应加热电源给感应加热器提供工频、中频或高频的交流电源。
进一步：电极升降器采用机械控制或电动控制方式升降阳极棒和阴极棒。
进一步：感应加热器为铜质空心感应线圈，内通冷却循环水。
进一步：当物料熔融后，电极升降器用于放下阳极棒和阴极棒；电解完成后，电极升降器用于升起阳极棒和阴极棒。
与现有技术相比，本发明技术效果包括：
本发明可以从金属氯化物或氧化物直接生产金属或合金，具有加热速度快、造价低、效率高等优点。
附图说明
图1是本发明中熔盐电解法生产金属或合金的装置的结构示意图。
具体实施方式
下面参考示例实施方式对本发明技术方案作详细说明。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明更全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。
如图1所示，是本发明中熔盐电解法生产金属或合金的装置的结构示意图。
熔盐电解法生产金属或合金的装置，包括：感应加热电源1、炉体2、感应加热器3、阳极棒4、阴极棒5、电极升降器、熔盐电解整流器、接收器。感应加热器3通过电缆连接感应加热电源1，阳极棒4、阴极棒5通过电缆连接熔盐电解整流器，电极升降器通过电缆连接动力电源。
感应加热电源1用于给感应加热器3提供电源，感应加热电源1可以给感应加热器3提供工频、中频或高频的交流电源。
炉体2包括：耐火材料层21、外壳、电解槽22；电解槽22位于外壳内部，耐火材料层21位于电解槽22和外壳之间。接收器放置在电解槽22内，电解槽22作为阳极时通过电缆连接熔盐电解整流器。
感应加热器3布置在耐火材料层21外侧，感应加热器3为铜质空心感应线圈，内通冷却循环水。通过感应加热电源1给感应加热器3提供工频、中频或高频交流电，感应电解槽22内物料，使其产生涡流，达到加热的目的。
熔盐电解整流器给阳极棒4、阴极棒5提供直流电，阳极棒4、阴极棒5对熔融的物料进行电解，生产金属。
电极升降器，当物料熔融后，用于放下阳极棒4、阴极棒5；电解完成后升起阳极棒4、阴极棒5。电极升降器可以采用机械控制或电动控制方式升降阳极棒4、阴极棒5。阴极棒5插入电解槽22后位于接收器的上方。
本发明以感应电流辅助加热的方式熔融物料，熔盐电解提取各类金属及其合金的生产，是使用感应交流电与电解直流共用条件下提取金属及其合金。
实施例一
感应加热电源1为IGBT配电柜，电解槽22的材质为石墨，电解槽22内正中处放置钼坩埚作为接收器，阳极棒4选用石墨阳极，阴极棒5选用钼阴极，耐火材料层21选用硅酸铝保温棉。在电解槽22内放入氟化镨钕和氟化锂混合物，启动感应加热电源1加热，待电解质完全熔化后，在电解槽22内放入石墨阳极，插入钼阴极到接收器内，给钼阴极、石墨阳极通入直流电，加入氧化镨钕开始电解，电解完毕后，将金属从接收器内取出。
实施例二
感应加热电源1为IGBT配电柜，电解槽22的材质为石墨，电解槽22内正中处放置钼坩埚作为接收器；阴极棒5选用钼阴极，阳极棒4选用石墨阳极，耐火材料层21选用镁砂。在电解槽22内放入氯化镧和氯化钠混合物，启动电源加热，待电解质完全熔化后，在接收器内插入钼阴极，放入石墨阳极，通入直流电，开始加入氯化镧进行电解，电解完毕后，将金属从接收器内取出。
实施例三
感应加热电源1为IGBT配电柜，电解槽22的材质为石墨，电解槽22内正中处放置钼坩埚作为接收器，阴极棒5选用钼阴极，接收器上方插钼阴极；电解槽22兼做阳极，耐火材料为氧化铝。在石墨埚内放入氟化钕和氟化锂电解质，启动电源加热，待电解质完全熔化后，放入钼阴极5到接收器内，通入直流电，加入氧化钕电解，当电解完毕后，将金属从接收器内取出。
实施例四
感应加热电源1为IGBT配电柜，电解槽22的材质为铬镍合金，电解槽22内正中处放置钼坩埚作为接收器，阴极棒5选用铌阴极，阳极棒4选用石墨阳极，耐火材料为镁砂。在槽体内放入K2NbF7-KF-KCl，启动电源加热，待电解质完全熔化后，在电解槽22内放入石墨阳极，放入铌阴极，加入氧化铌进行电解，当电解完毕后，将吸附在阴极上金属取出。
本发明所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种熔盐电解法生产金属或合金的装置，其特征在于：包括感应加热电源、炉体、感应加热器、阴极棒、电极升降器、熔盐电解整流器、接收器；感应加热器通过电缆连接感应加热电源，阴极棒通过电缆连接熔盐电解整流器，电极升降器通过电缆连接动力电源；炉体包括耐火材料层、外壳、电解槽；电解槽位于外壳内部，耐火材料层位于电解槽和外壳之间，接收器放置在电解槽内；感应加热器布置在耐火材料层外侧，感应加热电源给感应加热器提供交流电；电解槽通过电缆连接熔盐电解整流器，熔盐电解整流器给电解槽和阴极棒提供直流电；电极升降器用于升降阴极棒，阴极棒位于接收器上方。
2.如权利要求1所述熔盐电解法生产金属或合金的装置，其特征在于：还包括阳极棒，阳极棒通过电缆连接熔盐电解整流器，熔盐电解整流器给阳极棒和阴极棒提供直流电，电极升降器用于升降阴极棒和阳极棒。
3.如权利要求1或者2所述熔盐电解法生产金属或合金的装置，其特征在于：感应加热电源给感应加热器提供工频、中频或高频的交流电源。
4.如权利要求2所述熔盐电解法生产金属或合金的装置，其特征在于：电极升降器采用机械控制或电动控制方式升降阳极棒和阴极棒。
5.如权利要求1或者2所述熔盐电解法生产金属或合金的装置，其特征在于：感应加热器为铜质空心感应线圈，内通冷却循环水。
6.如权利要求2所述熔盐电解法生产金属或合金的装置，其特征在于：当物料熔融后，电极升降器用于放下阳极棒和阴极棒；电解完成后，电极升降器用于升起阳极棒和阴极棒。
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