CN216514187U - 一种稀土金属电解石墨阳极 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种稀土金属电解石墨阳极，包括阳极本体；所述阳极本体为四分之一圆弧，所述阳极本体包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁与所述外侧壁之间上部厚度比下部厚度大，所述上部厚度为60‑100mm，所述下部厚度为所述上部厚度的75％‑85％，所述阳极本体的高度为所述上部厚度的6‑8倍，所述内侧壁上下直径相等，所述外侧壁上部直径比下部直径大，呈倒锥形，四块所述阳极本体拼成一个圆筒形，所述圆筒形内径为所述上部厚度的3‑4倍。本实用新型的稀土金属电解石墨阳极，提高了阳极使用寿命，降低了电解稀土金属电耗，大大降低了电解稀土金属的碳排放量。

Description

一种稀土金属电解石墨阳极

技术领域

本实用新型涉及稀土金属电解技术领域，更具体的说是涉及一种电解石墨阳极。

背景技术

现有稀土金属生产多采用氧化物－氟化物熔盐电解方式，即以稀土氧化物为主要原料，氟化物作熔盐电解质，在高温状态下，稀土氧化物(REO)熔解在熔盐电解质中，分解成带正电的稀土金属离子(RE³⁺)和带负电的氧离子(O^2-)。在直流电场的作用下，带正电的稀土金属离子(RE³⁺)向阴极迁移并在阴极得到电子变成稀土金属(RE)；带负电的氧离子(O^2-)向阳极迁移并在阳极释放电子变成氧分子(O₂)，部分氧分子与阳极中碳反应生产二氧化碳(CO₂)。

由此可见，阳极在电解过程中一方面将电解反应所需的电能传输入炉内，保证电解反应顺利进行，另一方面，阳极自身也在电解过程中被氧化消耗掉。

在传统的稀土电解生产中，一般都采用低石墨化程度的炭素阳极，其线性膨胀率较高、抗热震性差，在使用过程中经常发生阳极断裂，造成电解炉内温度波动大，电解反应不平稳，金属质量波动大等问题。另一方面，低石墨化的炭素阳极抗氧化性差，电解产生的氧气很容易与阳极发生氧化反应，阳极很快被消耗掉，同时产生大量二氧化碳，对生态环境也造成不利的影响。在传统电解稀土金属生产中，阳极的有效利用率仅为60％，而阳极消耗占到加工成本的20％左右。

因此，如何提供一种长寿命，低能耗、低碳排放量的稀土金属电解石墨阳极是本领域技术人员亟需解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种长寿命，低能耗、低碳排放量的稀土金属电解石墨阳极。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种稀土金属电解石墨阳极，包括阳极本体；

所述阳极本体为四分之一圆弧，所述阳极本体包括内侧壁和外侧壁，所述内侧壁与所述外侧壁之间上部厚度比下部厚度大，所述上部厚度为60-100mm，所述下部厚度为所述上部厚度的75％-85％，所述阳极本体的高度为所述上部厚度的6-8倍，所述内侧壁上下直径相等，所述外侧壁上部直径比下部直径大，呈倒锥形，四块所述阳极本体拼成一个圆筒形，所述圆筒形内径为所述上部厚度的3-4倍。

阳极在电解过程中下部产生的氧气要向上上逸出，与上部发生氧化反应的机会要大，阳极下部消耗较上部慢些，采用上述上厚下薄的结构设置能够大幅度提高阳极使用寿命，从而大大降低阳极消耗。

进一步的，所述阳极本体上部厚度为75mm，所述下部厚度为60mm，所述高度为490mm，所述圆筒形内径为230mm。

进一步的，将预制好的炭素阳极进行石墨化处理，在石墨化炉内保护介质中加热到高温状态并保持一定时间，使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重迭转变为三维空间的有序重迭，即形成石墨晶体结构。

在稀土金属电解中使用完全石墨化的阳极，其抗热震性好，不易断裂，抗氧化性高，被氧化的速度相当缓慢，可大幅度提高阳极使用寿命，从而大大降低阳极消耗；完全石墨化的阳极导电性强，电能损耗低，且生产中更换阳极次数减少，可提高电解炉生产效率，降低电解稀土金属电耗；完全石墨化的阳极化学稳定性好，不易发生氧化反应，可大大降低电解稀土金属的碳排放量，有利于保护生态环境。

采用本实用新型的完全石墨化阳极，稀土金属电解的阳极有效利用率可从60％提高到85％，单位产品阳极消耗可降低40％，电能消耗可降低5～10％，同时可减少碳排放30％以上。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型一种稀土金属电解石墨阳极结构示意图；

图2附图为本实用新型一种稀土金属电解石墨阳极内侧壁与外侧壁之间的厚度结构图；

图3附图为本实用新型一种稀土金属电解石墨阳极拼成的圆筒形的结构示意图；

其中，1为阳极本体；11为内侧壁；12为外侧壁。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实施例实施例公开了一种新型高效低耗稀土金属电解石墨阳极，包括阳极本体1；

所述阳极本体1为四分之一圆弧，所述阳极本体1包括内侧壁11和外侧壁12，所述内侧壁11与所述外侧壁12的上部厚度比下部厚度大，所述上部厚度为60-100mm，所述下部厚度为所述上部厚度的75％-85％，所述阳极本体1的高度为所述上部厚度的6-8倍，所述内侧壁11上下直径相等，所述外侧壁12上部直径比下部直径大，呈倒锥形，四块所述阳极本体1拼成一个圆筒形，所述圆筒形内径为所述上部厚度的3-4倍。

阳极在电解过程中下部产生的氧气要向上上逸出，与上部发生氧化反应的机会要大，阳极下部消耗较上部慢些，采用上述上厚下薄的结构设置能够大幅度提高阳极使用寿命，从而大大降低阳极消耗。

本实施例中，所述阳极本体1上部厚度为75mm，所述下部厚度为60mm，所述高度为490mm，所述圆筒形内径为230mm。

进一步的，将预制好的炭素阳极进行石墨化处理，在石墨化炉内保护介质中加热到高温状态并保持一定时间，使六角碳原子平面网格从二维空间的无序重迭转变为三维空间的有序重迭，即形成石墨晶体结构。

在稀土金属电解中使用完全石墨化的阳极，其抗热震性好，不易断裂，抗氧化性高，被氧化的速度相当缓慢，可大幅度提高阳极使用寿命，从而大大降低阳极消耗；完全石墨化的阳极导电性强，电能损耗低，且生产中更换阳极次数减少，可提高电解炉生产效率，降低电解稀土金属电耗；完全石墨化的阳极化学稳定性好，不易发生氧化反应，可大大降低电解稀土金属的碳排放量，有利于保护生态环境。

采用本实施例的完全石墨化阳极，稀土金属电解的阳极有效利用率可从60％提高到85％，单位产品阳极消耗可降低40％，电能消耗可降低5～10％，同时可减少碳排放30％以上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实施例。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实施例的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实施例将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种稀土金属电解石墨阳极，其特征在于，包括阳极本体(1)，所述阳极本体(1)为四分之一圆弧，所述阳极本体(1)包括内侧壁(11)和外侧壁(12)，所述内侧壁(11)与所述外侧壁(12)之间上部的厚度比下部的厚度大，所述上部厚度为60-100mm，所述下部厚度为所述上部厚度的75％-85％，所述阳极本体(1)的高度为所述上部厚度的6-8倍，所述内侧壁(11)上下直径相等，所述外侧壁(12)上部的直径比下部的直径大，呈倒锥形，四块所述阳极本体(1)拼成一个圆筒形，所述圆筒形内径为所述上部厚度的3-4倍。

2.根据权利要求1所述一种稀土金属电解石墨阳极，其特征在于，所述阳极本体(1)上部厚度为75mm，所述下部厚度为60mm，所述高度为490mm，所述圆筒形内径为230mm。

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