一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN113337851A(43)申请公布日2021.09.03(21)申请号202110344886.1(22)申请日2021.03.31(71)申请人包头瑞鑫稀土金属材料股份有限公司地址014010内蒙古自治区包头市稀土开发区青工路2号(72)发明人廉华潘燚郭海涛孔向民刘雨张志军杨培绿艾玉忠孙致杰薛琪刘文晶侯磊李国栋赵越(51)Int.Cl.C25C3/34(2006.01)C25C7/00(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽(57)摘要本发明涉及一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，包括阳极导电板、阳极卡具、阳极、阴极、接收器、槽体内衬，槽体防泄漏层、内保护层、保温层、外保护层；其中电解槽为敞口试，单阴极，通过水冷阳极导电板在电解槽上部冷却，使熔盐在槽体上部结壳，延长炉体寿命；通过高温热熔压缩技术制作一种大尺寸钨阴极，保证阴极电流密度；利用MATLAB软件编制稀土电解槽电场数值模型对电解槽工艺参数进一步优化，设计的电解槽产能高，较低电耗，所生产的金属产品质量一致性好，收率高，电解槽的砌筑成本低，炉膛内电解区域规整，电解槽停槽、启动方便，电解质用量小，转产灵活。CN113337851ACN113337851A权利要求书1/1页1.一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，包括阳极导电板、阳极、阴极、接收器、槽体内衬，槽体防泄漏层、内保护层、保温层、外保护层；其中电解槽为敞口试，大尺寸阴极。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述阳极导电板为用水冷却，冷却水采用双循环结构，冷却水温度控制在20—80℃。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述阳极为石墨材质，圆弧面，阳极长度400—600mm。4.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述阴极为金属钨材质，采用热熔高温压缩技术，钨阴极密度大于19g/cm3，钨阴极直径为100—200mm。5.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述槽体内衬为高功率石墨，一体成型，内衬直径为800—1000mm。6.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述接收器为钨材质，圆柱形，其内部能容纳稀土金属50—120kg。7.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述内保护层、外保护层采用钢材质焊接制成。8.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述槽体防泄漏层为冷捣糊及炉底料捣制成型。9.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述保温层为保温棉、保温砖材质，用镁砂加固。10.根据权利要求1所述的一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，其特征在于，所述电解槽阴极电流密度2—5A/cm2。2CN113337851A说明书1/2页一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽技术领域[0001]本发明涉及稀土熔盐电解技术领域，具体说，公开了一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽技术方案。背景技术[0002]工业生产轻稀土金属及其合金的方法主要采用熔盐电解法，我国稀土熔盐电解工艺技术的研究始于20世纪60年代，目前主要采用稀土氟化物体系氧化物电解法。国内电解槽规模主要有6KA‑25KA级等规格，其中8KA级以下规模的电解槽均采用上插单阴极圆形电解槽，其单炉产能低，电耗高，金属产品质量一致性较差，收率低。[0003]包头瑞鑫稀土金属材料股份公司从2002年采用上插三阴极的10KA级砌筑大型电解槽，已发展到16KA级石墨一体槽及大尺寸水冷阳极导电板技术推广应用。[0004]该电解槽具有单炉产能高、电耗低、炉龄长、产品质量一致性好等优势，适合生产需求量大，附加值高的金属钕、镨钕金属产品。目前这种多阴极电解槽也存在一定的局限性，较突出问题是电解槽砌筑投入成本高，炉膛内电解区域不规整，使出金属自动化操作实施困难，电解槽停槽、启动熔盐消耗大，电解质用量大，转产不灵活。[0005]急需设计一种介于两者之间的电解槽，既能有较高的电解槽单炉产能，较低电耗，有较好的金属产品质量一致性，收率高，又能降低电解槽的砌筑成本，炉膛内电解区域规整，电解槽停槽、启动方便，电解质用量小，转产灵活。发明内容[0006]为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽。[0007]本发明所采用以下技术方案。[0008]一种大尺寸阴极稀土熔盐电解槽，包括阳极导电板、阳极、阴极、接收器、槽体内衬，槽体防泄漏层、内保护层、保温层、外保护层。[0009]阳极导电板采用水冷方式，用两层钢板中空焊接，内部通冷却水，采用双循环结构，控制进出水流量及流动方向，温度