CN216919444U

CN216919444U - 熔盐电解装置

Info

Publication number: CN216919444U
Application number: CN202220421519.7U
Authority: CN
Inventors: 刘玉宝; 张全军; 于兵; 黄海涛; 赵二雄; 高日增; 张先恒; 吕卫东; 苗旭晨; 杨鹏飞; 李园; 张洋; 侯复生
Original assignee: Baotou Rare Earth Research Institute; Ruike Rare Earth Metallurgy and Functional Materials National Engineering Research Center Co Ltd
Current assignee: Baotou Rare Earth Research Institute; Ruike Rare Earth Metallurgy and Functional Materials National Engineering Research Center Co Ltd
Priority date: 2022-02-28
Filing date: 2022-02-28
Publication date: 2022-07-08
Anticipated expiration: 2032-02-28

Abstract

本实用新型公开了一种熔盐电解装置包括电解槽体、感应加热部件、槽体外壳、炉体和槽体升降部件；槽体外壳具有空腔结构，感应加热部件置于槽体外壳的空腔结构内；炉体具有空腔结构，电解槽体和感应加热部件置于炉体的空腔结构内；槽体外壳的底部与炉体的底部相连；当电解槽体的底部与所述槽体外壳的底部齐平时，电解槽体的底部与所述炉体的底部之间具有空隙；炉体的底部设置有开口；槽体升降部件穿过所述炉体底部的开口，并与电解槽体的底部相连，槽体升降部件设置为使电解槽体与感应加热部件产生相对位移。熔盐电解装置能够对电解槽体分区间进行温度控制。

Description

熔盐电解装置

技术领域

本实用新型涉及一种熔盐电解装置。

背景技术

熔盐电解是利用电能加热并将其转化为化学能，将某些金属的盐类熔融并作为电解质进行电解，以提取和提纯金属的冶金过程。熔盐电解需要使用熔盐电解质和待电解金属化合物，其在熔盐电解装置中会形成熔盐层和金属层，金属层需要达到较高的温度以使其电解，若温度过高熔盐层则会挥发。

CN110484937A公开了一种生产稀土及其合金的稀土电解槽，其包括电解槽体、阴极结构组、阳极结构组、槽上部结构，电解槽槽体包括槽壳、槽内衬，槽内衬采用底部阴极炭砖和侧部糊料捣打结构，在电解槽侧部及电解质上表面形成炉帮和结壳；阳极组结构上端与阳极升降及母线转接系统连接，下端的阳极块垂直插入槽体内电解质中，阳极块在电解质液面外裸露部分由阳极覆盖料覆盖，阴极组结构位于电解槽底部且在阳极组结构下方，阳极升降及母线转接系统用于调整阳极块与阴极组结构的差距，降低槽电压；下料系统、打壳系统、阳极升降及母线转接系统集成为智能槽控系统；智能控制系统控制下料周期、极距调整周期、智能打壳周期、槽体异常情况报警；槽罩板上边沿与立柱大梁框架的位于槽体上方的水平罩板侧部边沿相接，下边沿与槽壳上表面相连，实现电解槽密闭。该电解槽无法实现对电解槽体分区间的温度控制。

CN107130267A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；电极升降器用于升降阴极棒，阴极棒位于接收器上方。该装置无法实现对电解槽分区间的温度控制。

实用新型内容

本实用新型公开了一种熔盐电解装置，该熔盐电解装置能够对电解槽体分区间进行温度控制。进一步地，该熔盐电解装置能够减少熔盐电解质的挥发，提高熔盐电解法制备金属单质或合金的质量，降低生产成本。

本实用新型提供了一种熔盐电解装置，包括电解槽体、感应加热部件、槽体外壳、炉体和槽体升降部件；

所述电解槽体设置为容纳熔盐电解质和待电解金属化合物，并使待电解金属化合物电解为金属单质或合金；

所述感应加热部件围绕在所述电解槽体的外周，所述感应加热部件设置为对所述电解槽体内的熔盐电解质和待电解金属化合物进行加热；

所述槽体外壳具有空腔结构，所述感应加热部件置于所述槽体外壳的空腔结构内；

所述炉体具有空腔结构，所述电解槽体和感应加热部件置于所述炉体的空腔结构内；所述槽体外壳的底部与所述炉体的底部相连；当所述电解槽体的底部与所述槽体外壳的底部齐平时，所述电解槽体的底部与所述炉体的底部之间具有空隙；所述炉体的底部设置有开口；

所述槽体升降部件穿过所述炉体底部的开口，并与所述电解槽体的底部相连，所述槽体升降部件设置为使所述电解槽体与所述感应加热部件产生相对位移。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述炉体底部的四周设置有凸台，所述槽体外壳设置于所述凸台上。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述熔盐电解装置还包括支架；

所述支架设置在所述炉体的下方，且与所述炉体的底部相连，所述支架设置为支撑所述炉体。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述熔盐电解装置还包括感应加热电源；所述感应加热电源与所述感应加热部件相连。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述电解槽体包括电解槽体本体和耐火材料层，所述耐火材料层设置在所述电解槽本体的外周。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述熔盐电解装置还包括电极升降部件；所述电极升降部件包括电极升降部件外壳、伸缩杆和电极连接部；

所述伸缩杆呈“L”型，所述伸缩杆的一部分设置于所述电极升降部件外壳中；

所述电极升降部件外壳与所述炉体的外壁相连；

所述电极连接部与所述伸缩杆相连，所述电极连接部设置为固定阴极电极。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述熔盐电解装置还包括阴极电极，所述阴极电极与所述电极升降部件的电极连接部相连。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述熔盐电解装置还包括阳极电极，所述阳极电极设置为两组，其分别设置在所述阴极电极的两侧。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述熔盐电解装置还包括熔盐电解整流器，所述熔盐电解整流器与所述阴极电极相连。

根据本实用新型的熔盐电解装置，优选地，所述熔盐电解装置还包括接收器，所述接收器设置在所述电解槽体内，且设置在所述阴极电极的下方。

本实用新型的熔盐电解装置采用感应加热部件和槽体升降部件实现了对电解槽体分区间的温度控制。该熔盐电解装置能够减少熔盐电解质的挥发，提高熔盐电解法制备金属单质或合金的质量，降低生产成本。

附图说明

图1为本实用新型的一种熔盐电解装置。

附图标记如下：

1-感应加热电源；2-炉体；3-槽体升降部件；41-电极升降部件外壳；42-伸缩杆；43-电极连接部；51-电解槽本体；52-耐火材料层；6-阴极电极；7-阳极电解；8-槽体外壳；9-感应加热部件；10-支架。

具体实施方式

本实用新型的熔盐电解装置包括电解槽体、感应加热部件、槽体外壳、炉体和槽体升降部件。在某些实施方式中，熔盐电解装置还包括支架、感应加热电源、电极升降部件、阴极电极、阳极电极、熔盐电解整流器和接收器中的一项或多项。

<电解槽体>

本实用新型的电解槽体设置为容纳熔盐电解质和待电解金属化合物，并使待电解金属化合物电解为金属单质或合金。在某些实施方式中，电解槽体包括电解槽本体和耐火材料层。耐火材料层设置在电解槽本体的外周。

<感应加热部件、槽体外壳和感应加热电源>

本实用新型的感应加热部件围绕在电解槽体的外周。在某些实施方式中，感应加热部件围绕在耐火材料层的外周。感应加热部件设置为对电解槽体内的熔盐电解质和待电解金属化合物等物质进行加热。感应加热部件可以为感应加热线圈。感应加热线圈内可以通有冷却循环水。

本实用新型的槽体外壳具有空腔结构。感应加热部件设置在槽体外壳的空腔结构中。槽体外壳可以与电解槽体相接触。在某些实施方式中，槽体外壳与耐火材料层相接触。槽体外壳可以由不锈钢材质形成。

本实用新型的感应加热电源与感应加热部件相连。感应加热电源为感应加热部件提供电能。感应加热电源可以提供中频、工频或高频电流中的一种或多种。例如，感应加热电源为IGBT配电柜。

<炉体>

本实用新型的炉体具有空腔结构。电解槽体、感应加热部件和槽体外壳设置于炉体的空腔内。

槽体外壳的底部与炉体的底部相连。当电解槽体的底部与槽体外壳的底部齐平时，电解槽体的底部与炉体的底部之间具有空隙。根据本实用新型的一个实施方式，炉体底部的四周设置有凸台，槽体外壳设置在凸台上。这样当电解槽体的底部与槽体外壳的底部齐平时，电解槽体的底部与炉体的底部之间具有空隙，能够为电解槽体能够产生竖直方向的位移提供空间。

炉体的底部设置有开口。槽体升降部件通过该开口与电解槽体的底部相连。

<槽体升降部件>

本实用新型的槽体升降部件穿过炉体底部的开口，并与电解槽体的底部相连。槽体升降部件设置为能够使电解槽体与感应加热线圈产生相对位移。槽体升降部件可以为在竖直方向能够进行伸缩的部件。槽体升降部件可以采用机械控制或电动控制的方式。

<电极升降部件和电极>

本实用新型的电极升降部件与炉体的外壁相连。电极升降部件可以包括电极升降部件外壳、伸缩杆和电极连接部。伸缩杆可以呈“L”型，伸缩杆的一部分设置于电极升降部件外壳中。电极升降部件的外壳与炉体的外壁相连。电极连接部与伸缩杆相连。电极连接部设置为固定阴极电极。

在一些实施方式中，熔盐电解装置包括阴极电极。阴极电极与电极连接部相连。电解槽体作为阳极电极。在另一些实施方式中，熔盐电解装置包括阴极电极和阳极电极。阴极电极与电极连接部相连。阳极电极设置为两组，其分别设置在阴极电极的两侧。

<支架、熔盐电解整流器和接收器>

本实用新型的支架设置在炉体的下方，且与炉体的底部相连。支架设置为支撑炉体。

本实用新型的熔盐电解整流器将交流电转换成直流电，并向电极提供。在某些实施方式中，熔盐电解整流器分别与阴极电极和电解槽体相连。根据本实用新型的一个实施方式，熔盐电解整流器分别与阴极电极和电解槽本体相连。在另一些实施方式中，熔盐电解整流器分别与阴极电极和阳极电极相连。

本实用新型的接收器设置在电解槽体内。根据本实用新型的一个实施方式，接收器设置在电解槽本体内。接收器设置在阴极电极下方。

实施例1

图1为本实用新型的一种熔盐电解装置。如图1所示，该熔盐电解装置包括电解槽体、感应加热部件9、槽体外壳8、炉体2、槽体升降部件3、支架10、感应加热电源1、电极升降部件、阴极电极6、阳极电极7、熔盐电解整流器(图未示)和接收器(图未示)。

电解槽体包括电解槽本体51和耐火材料层52。电解槽本体51容纳熔盐电解质和待电解金属化合物等物质，并使待电解金属化合物电解为金属单质或合金。耐火材料层52设置在电解槽本体51的外周。

感应加热部件9围绕在耐火材料层52的外周。在本实施例中，感应加热部件9为感应加热线圈，感应加热部件9内通有冷却循环水。感应加热部件9对电解槽本体51内的物质进行加热。

槽体外壳8具有空腔结构。感应加热部件9设置在槽体外壳8的空腔结构内。槽体外壳8与耐火材料层52相接触。

感应加热电源1与感应加热部件9相连。感应加热电源1为感应加热部件9提供电源。

炉体2具有空腔结构。电解槽体、感应加热部件9和槽体外壳8置于炉体2的空腔结构内。炉体2的底部设置有凸台。槽体外壳8的底部与凸台相连。炉体2的底部设置有开口。

槽体升降部件3穿过炉体2底部的开口，并与电解槽本体51的底部相连。槽体升降部件3使电解槽体与感应加热部件9产生相对位移。槽体升降部件3通过伸缩产生高度上的变化，带动电解槽本体51和耐火材料层52与感应加热部件9产生相对位移，从而实现对电解槽体分区间温度控制。

支架10设置在炉体2的下方，且与炉体2的底部相连。支架10支撑炉体2。

电极升降部件包括电极升降部件外壳41、伸缩杆42和电极连接部43。伸缩杆42呈“L”型。伸缩杆42的一部分设置于电极升降部件外壳41中。电极升降部件外壳41与炉体2的外壁相连。电极连接部43与伸缩杆42相连。电极连接部43用于固定阴极电极。

阴极电极6与电极升降部件的电极连接部43相连。

阳极电极7设置为两组。两组阳极电极7分别设置在阴极电极6的两侧。

熔盐电解整流器(未图示)分别与阴极电极6和阳极电极7相连。熔盐电解整流器将交流电转化为直流电，并向阴极电极6和阳极电极7提供直流电。

接收器(未图示)设置在电解槽本体51内，且设置在阴极电极6的下方。

实施例2

除以下结构外，其余与实施例1相同：

本实施例的熔盐电解装置不设置有阳极电极7，以电解槽本体51作为阳极电极。熔盐电解整流器并分别与阴极电极6和电解槽本体51相连。

本实用新型并不限于上述实施方式，在不背离本实用新型的实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本实用新型的范围。

Claims

1.一种熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置包括电解槽体、感应加热部件、槽体外壳、炉体和槽体升降部件；

2.根据权利要求1所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述炉体底部的四周设置有凸台，所述槽体外壳设置于所述凸台上。

3.根据权利要求1所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置还包括支架；

4.根据权利要求1所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置还包括感应加热电源；所述感应加热电源与所述感应加热部件相连。

5.根据权利要求1所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述电解槽体包括电解槽体本体和耐火材料层，所述耐火材料层设置在所述电解槽体本体的外周。

6.根据权利要求1～5任一所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置还包括电极升降部件；所述电极升降部件包括电极升降部件外壳、伸缩杆和电极连接部；

所述电极升降部件外壳与所述炉体的外壁相连；

7.根据权利要求6所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置还包括阴极电极，所述阴极电极与所述电极升降部件的电极连接部相连。

8.根据权利要求7所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置还包括阳极电极，所述阳极电极设置为两组，其分别设置在所述阴极电极的两侧。

9.根据权利要求6所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置还包括熔盐电解整流器，所述熔盐电解整流器与所述阴极电极相连。

10.根据权利要求6所述的熔盐电解装置，其特征在于，所述熔盐电解装置还包括接收器，所述接收器设置在所述电解槽体内，且设置在所述阴极电极的下方。