CN216039868U - 一种防渗电解炉 - Google Patents
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Abstract
一种防渗电解炉，属于冶金化工生产技术领域。包括石墨阳极(1)和阴极(2)、石墨坩埚(3)、吸收层(4)、耐火材料层(7)、外壳(8)；所述石墨坩埚(3)开口向上，具有容纳物体的内部空间；所述阴极(2)自石墨坩埚(3)的中心从上向下伸入石墨坩埚(3)内；所述石墨阳极(1)围绕在阴极(2)周围从上向下伸入石墨坩埚(3)内；其特征在于，所述吸收层(4)包裹在石墨坩埚(3)的外侧和底部；所述耐火材料(7)包裹在吸收层(4)的外侧和底部；所述外壳(8)包裹在耐火材料层(7)的外侧和底部。具有结构简单，便于回收熔盐，可以将稀土原料收率提高1％，降低成本，可以延长石墨坩埚的寿命约30％等优点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种用于制备稀土金属或合金电解炉，属于冶金化工生产技术领域。
背景技术
电解炉是制备稀土金属或合金的常用设备。
公告日2017年08月11日、公告号CN206396337U的中国实用新型专利公告了电解炉，采用“自外向内为外壳(7)、保温层(16)、炉壁(6)、炉膛(5)，炉壁(6)内的空腔形成顶部开口的炉膛(5)；自上而下为阳极调整部件(3)、炉膛(5)、阳极(9)和阴极(8)。阴极(8)位于炉膛(5)内，至少有一端穿过炉壁(6)、保温层(16)和外壳(7)伸出外壳(7)之外；阳极(9)自炉膛(5)顶部伸入炉膛(5)内；阴极(8)与阳极(9)组成电解工作对；阳极调整部件(3)控制阳极(9)运动；其中阳极(9)设有排气通道(2)”技术方案，取得了“本实用新型具有电解时产生的气体逸出方便，控制阳极均匀消耗及电解工艺参数方便，出炉方便，阳极利用率高，产品在电解反应区的停留时间短，产量高，产品质量更均匀”技术效果。
但该实用新型专利所述技术方案因炉壁(6)与保温层(16)直接接触，一旦炉壁(6)穿孔或破裂发生渗漏，炉膛(5)内电解质(熔盐)将接触保温层(16)，将对保温层(16)产生腐蚀，保温层(16)同时污染电解质，引起生产的稀土金属或合金中非稀土元素杂质升高。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术存在的缺陷，采用如下技术方案：
一种防渗电解炉，包括石墨阳极1和阴极2、石墨坩埚3、吸收层4、耐火材料层7、外壳8；所述石墨坩埚3开口向上，具有容纳物体的内部空间；所述阴极2自石墨坩埚3的中心从上向下伸入石墨坩埚3内；所述石墨阳极1围绕在阴极2周围从上向下伸入石墨坩埚3内；所述吸收层4包裹在石墨坩埚3的侧面外侧或者包裹在石墨坩埚3的侧面外侧和底部外侧；所述耐火材料7包裹在吸收层4的外侧和底部；所述外壳8包裹在耐火材料层7的外侧和底部。
本实用新型一种防渗电解炉优选技术方案之一，还包括保护层5，所述保护层5位于吸收层4与耐火材料层7之间，所述保护层5的材质为石墨。
本实用新型一种防渗电解炉再一优选技术方案，还包括保护钢套6，所述保护钢套6位于保护层5与耐火材料层7之间。
本实用新型一种防渗电解炉再一优选技术方案，所述吸收层4的材质为石墨、钨、钼中的一种，或者为其中至少2种的的混合物。
本实用新型一种防渗电解炉再一优选技术方案，所述石墨坩埚3底部内侧中心有凹槽。
本实用新型一种防渗电解炉再一优选技术方案，阴极(2)的直径≥80mm。
本实用新型一种防渗电解炉再一优选技术方案，阴极(2)的直径≥100mm。
本实用新型一种防渗电解炉再一优选技术方案，阴极(2)的直径≥120mm。
有益效果：本实用新型结构简单，由于增加了吸收层和石墨块作为挡板，即使电解质渗漏到吸收层也可以有效回收回用，阻止电解液渗漏到保护钢套或耐火材料层保温，便于回收熔盐，可以将稀土原料收率提高1％，降低成本，可以延长石墨坩埚的寿命约30％。
附图说明
附图1为本实用新型各实施例1示意图。
附图2为本实用新型各实施例示意图。
具体实施方式
实施例一
参见图1和图2。
一种防渗电解炉，包括石墨阳极1和阴极2、石墨坩埚3、石墨屑层4、耐火材料层7、外壳8、绝缘材料10、盖板11。所述石墨坩埚3开口向上，具有容纳物体的内部空间；底部内侧中心有凹槽。所述阴极2直径为80mm，自石墨坩埚3的中心从上向下伸入石墨坩埚3内。所述石墨阳极1分为4块弧状石墨阳极块，围绕在阴极2周围从上向下伸入石墨坩埚3内。所述石墨屑层4包裹在石墨坩埚3的侧壁外侧。所述耐火材料7包裹在吸收层4的外侧和底部外侧。所述外壳8包裹在耐火材料层7的外侧和底部。所述绝缘材料10位于石墨坩埚3的顶部，绝缘材料10之上为盖板11。所述石墨屑层4夯实。更优的，石墨坩埚3的底部外侧也有一层石墨屑层4包裹，承托石墨坩埚3。
使用时，石墨坩埚3内有一定数量的液态熔盐(或称电解质)12，阳极1和阴极2浸大部分泡在熔盐12中以约6000A电流进行电解。承接坩埚9置于石墨坩埚(3)底部内侧中心的凹槽中收集电解产生的稀土金属或合金。当石墨坩埚3发生穿孔或破裂故障时，液态熔盐12穿过石墨坩埚3接触到石墨屑层4，液态熔盐12的热量传递给石墨屑层4，液态熔盐12的温度下降。随着液态熔盐12渗入石墨屑层4深度的增加，液态熔盐12的温度越来越低，最终凝固在石墨屑层4中与石墨屑粘结成一体，形成阻碍液态熔盐12继续向石墨屑层4外侧渗漏的固体。使得一旦发生石墨坩埚3发生穿孔或破裂故障时，该电解炉至少能坚持完成本炉次电解作业，减少损失。由于距离石墨坩埚3外侧越远温度越低，在发生石墨坩埚3穿孔或故障后的若干炉次内液态熔盐12通常只能渗透石墨屑层4总厚度1/3至4/5。有效地防止了液态熔盐12与耐火材料层7接触，保护熔盐12不被污染。使得石墨坩埚3在仅有微小渗漏时可以继续使用，避免了石墨坩埚3在不易察觉的仅有微小渗漏时由于熔盐接触耐火材料造成稀土金属或合金产品杂质升高而产生的不合格品，延长石墨坩埚3的使用寿命约30％。
由于尚有至少1/5厚度的石墨屑层4未与液态熔盐接触，这些未与液态熔盐接触石墨屑保持原有夯实状态，颗粒之间无粘连，可以轻松取出。因此，在更换电解炉损坏的石墨坩埚3时，先清除外围松散的石墨屑，即可将损坏的石墨坩埚3连同被熔盐粘连的石墨屑一起取出(如无石墨屑层4，熔盐会将石墨坩埚3与耐火材料层7粘连成一体，需要先从内侧拆除石墨坩埚3，再小心清除粘附在耐火材料层7内侧的熔盐。不仅耗时长，且作业空间小，作业不便；而且即使小心谨慎，也不可避免损坏耐火材料层7)，方便更换石墨坩埚3。可以节省维修时间8小时以上。混合了熔盐的石墨屑加温熔化熔盐，将熔盐与石墨屑分离。不同大小的电解炉可回收熔盐50-200kg，回收石墨屑100-500kg。这些回收的熔盐可直接回用于电解生产，回收的石墨屑可重新用于制作电解炉。
以上总体上稀土原料收率提高约1％。不同规格电解炉弧状石墨阳极块的数量不必相同。
实施例二
一种防渗电解炉，参见图1和图2。
本实施例所述一种防渗电解炉与实施例一所述一种防渗电解炉基本相同，不同之处在于：一是还包括石墨保护层5，所述石墨保护层5位于石墨屑层4与耐火材料层7之间；二是所述石墨阳极1为6块弧状石墨阳极块构成；三是所述阴极2直径为100mm。
在石墨屑层4与耐火材料层7之间增加石墨保护层5后，阻隔了石墨屑层4与耐火材料层7之间的接触，防止耐火材料层7因相互接触而污染石墨屑层4。保证回收石墨屑不会间接污染熔盐，以及使用回收石墨屑制作的电解炉生产的稀土金属或合金不被回收石墨屑污染。
使用时，电解电流可以达到9000安培。
实施例三
一种防渗电解炉，参见图1和图2。
本实施例所述一种防渗电解炉与实施例一所述一种防渗电解炉基本相同，不同之处在于：一是还包括保护钢套6，所述保护钢套6位于石墨屑层4与耐火材料层7之间；二是所述石墨阳极1为6块弧状石墨阳极块构成；三是所述阴极2直径为120mm。
在石墨屑层4与耐火材料层7之间增加保护钢套6后，可以更好地保护耐火材料层7。使得在更换石墨坩埚3时基本上不对耐火材料层7产生影响。即使液态熔盐渗漏至保护钢套6，除回收熔盐中铁元素杂质有所增加外，基本不影响对石墨屑和熔盐的回收。
使用时，电解电流可以达到11000安培。
实施例四
一种防渗电解炉，参见图1和图2。
本实施例所述一种防渗电解炉与实施例三所述一种防渗电解炉基本相同，不同之处在于：一是还包括石墨保护层5，所述石墨保护层5位于石墨屑层4与保护钢套6之间；二是所述石墨阳极1为8块弧状石墨阳极块构成；三是所述阴极2直径为150mm。
在石墨屑层4与保护钢套6之间进一步增加石墨保护层5后，消除了回收熔盐中铁元素杂质增加的缺陷，对防止熔盐被污染起到双重保护作用。并且即使粘在石墨保护层5内壁的熔盐未完全清理干净也不影响后续更换石墨坩埚3和使用电解炉。
使用时，电解电流可以达到15000安培。
实施例五
一种防渗电解炉，参见图1和图2。
本实施例所述一种防渗电解炉与实施例四所述一种防渗电解炉基本相同，不同之处在于：一是所述阴极2直径为75mm；二是所述石墨阳极1为4块弧状石墨阳极块构成。
使用时，电解电流5000-6000安培。
以上所述内容，仅为本实用新型构思下的基本说明，依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，例如将不同实施例的技术特征进行新的组合等，均应属于本实用新型保护的范围。
Claims (9)
1.一种防渗电解炉，包括石墨阳极(1)和阴极(2)、石墨坩埚(3)、吸收层(4)、耐火材料层(7)、外壳(8)；所述石墨坩埚(3)开口向上，具有容纳物体的内部空间；所述阴极(2)自石墨坩埚(3)的中心从上向下伸入石墨坩埚(3)内；所述石墨阳极(1)围绕在阴极(2)周围从上向下伸入石墨坩埚(3)内；其特征在于，所述吸收层(4)包裹在石墨坩埚(3)的侧面外侧或者包裹在石墨坩埚(3)的侧面外侧和底部外侧；所述耐火材料层(7)包裹在吸收层(4)的外侧和底部；所述外壳(8)包裹在耐火材料层(7)的外侧和底部。
2.如权利要求1所述一种防渗电解炉，其特征在于，还包括保护层(5)，所述保护层(5)位于吸收层(4)与耐火材料层(7)之间，所述保护层(5)的材质为石墨。
3.如权利要求2所述一种防渗电解炉，其特征在于，还包括保护钢套(6)，所述保护钢套(6)位于保护层(5)与耐火材料层(7)之间。
4.如权利要求1所述一种防渗电解炉，其特征在于，所述吸收层(4)的材质为石墨、钨、钼中的一种。
5.如权利要求1所述一种防渗电解炉，其特征在于，所述石墨坩埚(3)底部内侧中心有凹槽。
6.如权利要求1所述一种防渗电解炉，其特征在于，所述阴极(2)的直径≥100mm。
7.如权利要求1所述一种防渗电解炉，其特征在于，所述阴极(2)的直径≥120mm。
8.如权利要求1所述一种防渗电解炉，其特征在于，石墨阳极(1)分为至少4块弧状石墨阳极块。
9.如权利要求8所述一种防渗电解炉，其特征在于，石墨阳极(1)分为6块弧状石墨阳极块。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202122157482.XU CN216039868U (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种防渗电解炉 |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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| CN216039868U true CN216039868U (zh) | 2022-03-15 |
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Family Applications (1)
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| CN202122157482.XU Active CN216039868U (zh) | 2021-09-08 | 2021-09-08 | 一种防渗电解炉 |
Country Status (1)
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2021
- 2021-09-08 CN CN202122157482.XU patent/CN216039868U/zh active Active
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