CN110016694A - 多室电解铝生产装置 - Google Patents

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    • C25ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
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    • C25C3/00Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts
    • C25C3/06Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of melts of aluminium
    • C25C3/08Cell construction, e.g. bottoms, walls, cathodes

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Abstract

本发明涉及电解铝技术领域,提供了一种多室电解铝生产装置,包括电解槽,所述电解槽内设有电解质、电解阳极总成和电解阴极总成,所述电解阳极总成和电解阴极总成水平相对设置,所述电解阳极总成和所述电解阴极总成均浸没在所述电解质内。通过将电解阳极总成和电解阴极总成水平相对的浸设在电解质内,杜绝了氟化氢气体与电解极接触,延长电极的使用寿命;增加了电解阳极总成和电解阴极总成与电解质的反应面积,提高生产效率和产品质量;结构简单,占地面积小,耗能低,大幅度提高产能。

Description

多室电解铝生产装置
技术领域
本发明涉及电解铝技术领域,特别是涉及一种多室电解铝生产装置。
背景技术
生产电解铝过程中,电解温度为690℃-720℃,溶剂氟化盐会与原料氧化铝中残余的水分(1%-3%)发生化学反应,产生氟化氢气体,氟化氢气体主要聚积在电解质液面与槽盖之间的空间中。
由于金属材料在690℃-720℃的温度下,在氟化氢气体中耐腐蚀性极差,即氟化氢能快速与金属材料发生化学反应,生产金属氟化物,极大程度上缩短了电解极的使用寿命,而且产生金属氟化物会污染电解质液和电解铝的产品质量。
发明内容
本发明实施例提供一种多室电解铝生产装置,以解决现有电解生产过程中电解极易腐蚀,降低生产效率和质量的问题。
本发明实施例提供一种多室电解铝生产装置,包括电解槽,所述电解槽内设有电解质、电解阳极总成和电解阴极总成,所述电解阳极总成和电解阴极总成水平相对设置,所述电解阳极总成和所述电解阴极总成均浸没在所述电解质内。
其中,所述电解阳极总成包括阳极母线和多块惰性阳极,每块所述惰性阳极均与所述阳极母线连接,所述阳极母线水平设置在所述电解槽的水平周向的第一内侧壁上,相邻两块所述惰性阳极之间的间距相同,所述惰性阳极浸没在所述电解质内。
其中,所述电解阴极总成包括阴极母线和多块惰性阴极,每块所述惰性阴极均与所述阴极母线连接,所述阴极母线水平设置在所述电解槽的与所述第一内侧壁相对的第二内侧壁上,相邻两块所述惰性阴极之间的间距相同,所述惰性阴极浸没在所述电解质内。
其中,多块所述惰性阳极与多块所述惰性阴极交插间隔均匀设置,所有的所述惰性阳极与所有的所述惰性阴极之间的极距均相同,相邻两块所述惰性阳极与所述惰性阴极之间形成电解反应区。
其中,还包括多个第一定位夹,所述第一定位夹与所述惰性阴极一一对应,所述第一定位夹设有与所述惰性阴极的端部卡夹适配的阴极定位槽。
其中,还包括多个第二定位夹,所述第二定位夹与所述惰性阳极一一对应,所述第二定位夹设有与所述惰性阳极的端部卡夹适配的阳极定位槽。
其中,所述电解槽包括外槽体和内槽体,所述内槽体嵌套在所述外槽体内,所述内槽体与所述外槽体之间填充保温层。
其中,所述内槽体的水平周向内侧壁和底侧壁均设有防渗层。
其中,所述电解槽的底侧壁上设有储铝槽,所述储铝槽开设排铝孔。
其中,所述电解槽的顶侧设有盖体,所述盖体设有与所述电解槽内侧连通的下料孔、氧气回收孔和抽铝孔。
本发明实施例提供的一种多室电解铝生产装置,通过将电解阳极总成和电解阴极总成水平相对的浸没在电解质内,杜绝了氟化氢气体与电解极接触,延长电极的使用寿命;增加了电解阳极总成和电解阴极总成与电解质的反应面积,提高生产效率和产品质量;结构简单,占地面积小,耗能低,大幅度提高产能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例多室电解铝生产装置的俯视图;
图2为本发明实施例多室电解铝生产装置的左视图;
图3为本发明实施例多室电解铝生产装置电解槽的俯视图;
图4为本发明实施例多室电解铝生产装置电解阳极总成的俯视图;
图5为本发明实施例多室电解铝生产装置电解阴极总成的俯视图;
图6为本发明实施例多室电解铝生产装置盖体的结构示意图。
图中,1:外槽体;2:内槽体;3:保温层;4:防渗层;5:阳极母线;6:阴极母线;7:惰性阳极;8:惰性阴极;9:第一定位夹;10:第二定位夹;11:正极接线孔;12:负极接线孔;13:电解质;14:储铝槽;15:绝缘防腐耐火层;16:盖体;17:下料孔;18:氧气回收孔;19:排铝孔;20:抽铝孔。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,在本发明的描述中,除非另有说明,“多个”、“多根”、“多组”的含义是两个或两个以上,“若干个”、“若干根”、“若干组”的含义是一个或一个以上。
如图1和图2所示,本发明实施例提供一种多室电解铝生产装置,包括电解槽,电解槽内设有电解质13、电解阳极总成和电解阴极总成,电解阳极总成和电解阴极总成水平相对设置,电解阳极总成和电解阴极总成均浸没在电解质13内。
本发明实施例提供的一种多室电解铝生产装置,通过将电解阳极总成和电解阴极总成水平相对的浸没在电解质内,杜绝了氟化氢气体与电解极接触,延长电极的使用寿命;增加了电解阳极总成和电解阴极总成与电解质的反应面积,提高生产效率和产品质量;结构简单,占地面积小,耗能低,大幅度提高产能。
进一步的,如图3所示,电解槽包括外槽体1和内槽体2,均采用钢材质。内槽体2嵌套在外槽体1内,内槽体2与外槽体1之间填充保温层3,防止电解槽内的热量外传。保温层3选用的材料为氧化铝粉或密度小于5g/m3的粉料。
其中,内槽体2的水平周向内侧壁和底侧壁均设有防渗层4,用以防止电解质13的外渗。防渗层4选用的材料为绝缘、防腐、耐火材料。
在一个例子中,防渗层4的内侧还铺设有绝缘防腐耐火层15,以提高电解槽生产过程中的安全性。
其中,电解槽的底侧壁上设有储铝槽14,用以存储电解过程中生成的铝。
进一步的,如图4所示,电解阳极总成包括阳极母线5和多块惰性阳极7,相邻两块惰性阳极7之间的距离相同,多块惰性阳极7分别与阳极母线5连接,优选焊接,保证连接强度。阳极母线5水平设置在电解槽的水平周向的第一内侧壁上,惰性阳极7浸设在电解质13内。具体的,多块惰性阳极7沿阳极母线5的长度方向相同间隔均匀设置,由阳极母线5同步提供电流,多块惰性阳极7均完全浸没在电解质13溶液内。
其中,阳极母线5的端部设有正极接线孔11,用以与电源的正极连接,以提供电流。
进一步的,如图5所示,电解阴极总成包括阴极母线6和多块惰性阴极8,相邻两块惰性阴极8之间的间距相同,惰性阴极8与阴极母线6连接,优选焊接,保证连接强度。阴极母线6水平设置在电解槽的与第一内侧壁相对的第二内侧壁上,惰性阴极8浸设在电解质13内。具体的,多块惰性阴极8沿阴极母线6的长度方向相同间隔均匀设置,由阴极母线6同步提供电流,多块惰性阴极8均完全浸没在电解质13溶液内。
其中,阴极母线6的端部设有负极接线孔12,用以与电源的阴极连接,以提供电流。
进一步的,选用惰性阳极7和惰性阴极8,保证电解生产过程中不会产生一氧化碳、二氧化碳等温室气体,提高了装置的环保能力。多块惰性阳极7与多块惰性阴极8以相同极距交插间隔均匀设置,如图1所示,惰性阳极7与惰性阴极8相间设置,相邻两块惰性阳极7与惰性阴极8之间形成电解反应区。可以理解的,惰性阳极7与惰性阴极8均为板状结构,采用竖直放置,即沿电解槽的高度方向设置,使产生的铝容易掉落至储铝槽14内。由于惰性阳极7与惰性阴极8的两个面均可放电,所以相邻两块惰性阳极7与中间的惰性阴极8即可形成两个电解反应区,与现有技术相比,提高了电解效率,提高了产能,还可缩小装置的体积,降低耗电,节约成本。
同时,惰性阳极7与惰性阴极8均浸没在电解质13内,杜绝氟化氢与惰性阳极7和惰性阴极8的接触,防止腐蚀现象的发生,提高惰性阳极7与惰性阴极8的使用寿命。
其中,还包括多个第一定位夹9,第一定位夹9与惰性阴极8一一对应,第一定位夹9设有与惰性阴极8的端部卡夹适配的阴极定位槽。
其中,还包括多个第二定位夹10,第二定位夹10与惰性阳极7一一对应,第二定位夹10设有与惰性阳极7的端部卡夹适配的阳极定位槽。
可以理解的,如图1所示,第一定位夹9安装相邻两块惰性阳极7之间,第一定位夹9的尺寸与相邻两块惰性阳极7的间距相同,第一定位夹9通过与阳极母线5连接实现固定在电解槽的第一内侧壁上,通过在第一定位夹9上设置阴极定位槽,实现对惰性阴极8的固定,同时,保证惰性阴极8与相邻两块惰性阳极7之间的极距保持相同,使相邻两块惰性阴极8和惰性阳极7之间的电流更均匀。第二定位夹10与阴极母线6连接,实现与电解槽的第二内侧壁上的固定,通过在第二定位夹10上设置阳极定位槽,保证惰性阳极7的一端与阳极母线5连接,另一端卡固在阳极定位槽内,实现定位固定效果,同时保证每相邻的惰性阳极7与惰性阴极8之间的极距均相同。
第一定位夹9和第二定位夹10均选用绝缘防腐耐火材质,以减小电流损耗。
进一步的,如图6所示,电解槽的顶侧设有盖体16,用以防止电解质13的挥发和热量的损耗。盖体16设有与电解槽内侧连通的下料孔17、氧气回收孔18和抽铝孔20,实现连续生产,提高产能。在一个例子中,盖体16上不设置抽铝孔20,在储铝槽14上设置排铝孔19,以方便对电解产生的铝排出电解槽。
需要说明的,本发明实施方式仅以应用于电解铝为例进行阐述,但本发明装置应用并不局限于点解铝的生产,同时可以应用于其他金属或非金属的材料,也在本发明的保护范围之内。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下,即可以理解并实施。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种多室电解铝生产装置,其特征在于,包括电解槽,所述电解槽内设有电解质、电解阳极总成和电解阴极总成,所述电解阳极总成和电解阴极总成水平相对设置,所述电解阳极总成和所述电解阴极总成均浸没在所述电解质内。
2.根据权利要求1所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,所述电解阳极总成包括阳极母线和多块惰性阳极,每块所述惰性阳极均与所述阳极母线连接,所述阳极母线水平设置在所述电解槽的水平周向的第一内侧壁上,相邻两块所述惰性阳极之间的间距相同,所述惰性阳极浸没在所述电解质内。
3.根据权利要求2所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,所述电解阴极总成包括阴极母线和多块惰性阴极,每块所述惰性阴极均与所述阴极母线连接,所述阴极母线水平设置在所述电解槽的与所述第一内侧壁相对的第二内侧壁上,相邻两块所述惰性阴极之间的间距相同,所述惰性阴极浸没在所述电解质内。
4.根据权利要求3所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,多块所述惰性阳极与多块所述惰性阴极交插间隔均匀设置,所有的所述惰性阳极与所有的所述惰性阴极之间的极距均相同,相邻两块所述惰性阳极与所述惰性阴极之间形成电解反应区。
5.根据权利要求4所述多室电解铝生产装置,其特征在于,还包括多个第一定位夹,所述第一定位夹与所述惰性阴极一一对应,所述第一定位夹设有与所述惰性阴极的端部卡夹适配的阴极定位槽。
6.根据权利要求5所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,还包括多个第二定位夹,所述第二定位夹与所述惰性阳极一一对应,所述第二定位夹设有与所述惰性阳极的端部卡夹适配的阳极定位槽。
7.根据权利要求1所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,所述电解槽包括外槽体和内槽体,所述内槽体嵌套在所述外槽体内,所述内槽体与所述外槽体之间填充保温层。
8.根据权利要求7所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,所述内槽体的水平周向内侧壁和底侧壁均设有防渗层。
9.根据权利要求1-8任一项所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,所述电解槽的底侧壁上设有储铝槽,所述储铝槽开设排铝孔。
10.根据权利要求1-8任一项所述的多室电解铝生产装置,其特征在于,所述电解槽的顶侧设有盖体,所述盖体设有与所述电解槽内侧连通的下料孔、氧气回收孔和抽铝孔。
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