CN201305637Y - 稀土电解槽 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种稀土电解槽，特别适用于6KA，10KA稀土电解槽的改造和开发，属于电解技术领域。特点是：放置于石墨坩埚上的阳极为圆环状，阳极环壁上设有至少两个通槽，阴极置于圆环状阳极的中心处，石墨坩埚底部设有接收器。本实用新型实现了电极极间距可调，在电极配置上结构紧凑，可实现稀土金属电解时需要的6KA和10KA的工作电流要求，实现电解过程的工业化和大型化。本实用新型有利于减少炉体的散热损失，减少环境温度变化对电解过程的影响，同时也可降低绝缘层对温度的要求，解决了传统电解槽由于高温无法绝缘的现象，并在石墨坩埚与耐火层之间填充碳粉，以防止石墨坩埚因热胀冷缩而损坏。

Description

稀土电解槽

一、技术领域

本实用新型涉及一种稀土电解槽，特别适用于6KA，10KA稀土电解槽的改造和开发，属于电解技术领域。

二、背景技术

大型氟盐体系电解槽改变了我国目前氧化物电解制备稀土金属的小、散、乱的落后局面，提高了产品质量的均一性和稳定性，但由于现有大槽型在电极配置方式上仍然沿用20世纪80年代设计的上插阴阳极模式，这种结构在放大的同时暴露出很多问题：

1、炉口阳极石墨和槽体石墨氧化严重，极距不易调整，造成阳极有效利用率偏低以及槽体中修过于频繁；

2、由于槽体温度高无合适绝缘材料进行槽体绝缘，槽体漏电损失严重；

3.上部敞口较大，槽体无保温措施，热量损失严重，生产过程明显受环境温度和换热条件变化的影响。就现有槽型结构而言，直接应用于电解的电能不足整流设备二次输出电能的40％；

4.方形坩埚槽体结构不合理，在电解过程中，熔体流动在角部产生死区，是电解质温度不均匀，造成结瘤现象，严重时影响电解的正常进行，阴极产生的金属液滴流入底部接受器的行程较大，且该部位电解质流动较强，使稀土金属在熔盐中的溶解损失增加，造成电解电流效率偏低。现有大型氟盐体系稀土电解槽电流效率约80％，铝电解槽同样是氟盐体系电解槽，由于其阴极放置在槽底部且原料溶解度较大、密度差较小，其电流效率在92％以上；

三、发明内容

本实用新型的目的在于提供一种极距可调整，电流效率高，能量消耗少，电场流场分布合理，结构简单，维护方便的稀土电解槽。

技术解决方案

本实用新型包括：阴极、阳极、石墨坩埚、保护层，放置于石墨坩埚上的阳极为圆环状，阳极环壁上设有至少两个通槽，阴极置于圆环状阳极的中心处，石墨坩埚底部设有接收器。

石墨坩埚的形状为椭圆形。

石墨坩埚与保护层之间设有耐火层。

耐火层与保护层之间设有保温层。

耐火层与保温层间设有绝缘层。

石墨坩埚与耐火层之间填充有碳粉层。

石墨坩埚底部接收器为斜坡式钼坩埚。

阳极中部为共用阳极块或分体阳极。

阴极或共用阳极下面放置有接收器。

本实用新型由于石墨坩埚上的阳极为圆环状，改变了传统的方形阳极形状，更有利于电解电流的有效利用；通过在圆环阳极上开通孔槽，把阳极分块，阳极中心放置有阴极，这样的阳极形状，这种新型的阳极和阴极的配置方式在增加电解电流密度时比传统电极配置方式的槽电压低，同时可以根据电解过程的电极消耗情况，实现电极极间距可调，在电极配置上为了结构紧凑，6KA工作电流时可共用1块阳极块，10KA可共用2块阳极块，通过改变阳极2和阴极的个数的配置，可实现稀土金属电解时需要的6KA和10KA的工作电流要求，在车间通过纵向布置方式，实现电解过程的工业化和大型化。

槽体及椭圆形石墨坩埚可根据电解槽工作电流的大小适当调整。在新型稀土电解槽外围结构增设保温层和绝缘层，把绝缘层设在耐火层与保温层之间既可起到绝缘的效果，有利于减少炉体的散热损失，减少环境温度变化对电解过程的影响，同时也可降低绝缘层对温度的要求，解决了传统电解槽由于高温无法绝缘的现象，并在石墨坩埚与耐火层之间填充碳粉，以防止石墨坩埚因热胀冷缩而损坏。

四、附图说明

图1为本实用新型槽体结构示意图；

图2为本实用新型6KA电解槽电极布置平面图；

图3为实用新型10KA电解槽电极布置平面图。

五、具体实施方式

实施例1

本实用新型为6KA稀土电解槽，该稀土电解槽槽体为石墨坩埚3，石墨坩埚的形状为椭圆形，石墨坩埚3上放置于有2根圆环形阳极2，圆环上开通孔槽把阳极分为四块，实现电极极间距可调，在电极配置上为了结构紧凑，6KA工作电流时可共用1块阳极块如图2所示，阳极2中心放置有阴极1。

本实用新型槽体及椭圆形石墨坩埚3可根据电解槽工作电流的大小适当调整，石墨坩埚3外围槽体为椭圆型槽型结构，石墨坩埚3外围添加中间碳粉5，在中间耐火层4与保温层7之间添加一层绝缘层8，在新型稀土电解槽外围结构设有碳粉层5、耐火材料层4、保温层7、绝缘层8和保护层6。绝缘层8设在耐火层4及保温层7之间既可起到绝缘的效果，同时也可降低绝缘层对温度的要求，解决了传统电解槽由于高温无法绝缘的现象，并在石墨坩埚与耐火层之间填充碳粉层5，以防止石墨坩埚因热胀冷缩而损坏。这样可以保证电解在不漏电的情况下进行，提高电能利用率，减少能量消耗。

实施例2

本实用新型为10KA稀土电解槽，该稀土电解槽槽体为石墨坩埚3，在石墨坩埚3顶部为3根侧壁开槽可调距离的阳极2，该阳极2为圆环状，通过3根阳极2中心放置3根阴极1，阴极1下面放置接收器9收集金属钕，石墨坩埚3外围槽体为椭圆型槽型结构。石墨坩埚3外围添加中间碳粉5，在中间耐火层4与保温层7之间添加一层绝缘层8，这样可以保证电解在不漏电的情况下进行，提高电能利用率，减少能量消耗。

Claims (9)

1、稀土电解槽，包括：阴极(1)、阳极(2)、石墨坩埚(3)、保护层(6)，其特征在于，放置于石墨坩埚(3)上的阳极(2)为圆环状，阳极(2)环壁上设有至少两个通槽，阴极(1)置于圆环状阳极(2)的中心处，石墨坩埚(3)底部设有接收器。

2、根据权利要求1所述的稀土电解槽，其特征在于，石墨坩埚(3)的形状为椭圆形。

3、根据权利要求1或2所述的稀土电解槽，其特征在于，石墨坩埚(3)与保护层(6)之间设有耐火层(4)。

4、根据权利要求3所述的稀土电解槽，其特征在于，耐火层(4)与保护层(6)之间设有保温层(7)。

5、根据权利要求4所述的稀土电解槽，其特征在于，耐火层(4)与保温层(7)间设有绝缘层(8)。

6、根据权利要求3所述的稀土电解槽，其特征在于，石墨坩埚(3)与耐火层(4)之间填充有碳粉层(5)。

7、根据权利要求1或2所述的稀土电解槽，其特征在于，石墨坩埚(3)底部接收器为斜坡式钼坩埚(9)。

8、根据权利要求1所述的稀土电解槽，其特征在于，阳极(2)中部为共用阳极块或分体阳极。

9、根据权利要求1所述的稀土电解槽，其特征在于，阴极(1)或共用阳极(2)下面放置有接收器(9)。

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