一种新型稀土金属单阴极组圆形电解槽的制作方法

本发明涉及利用熔盐电解体系生产稀土金属及合金的熔盐电解槽的，尤其涉及一种新型稀土金属单阴极组圆形电解槽。

背景技术：

1、尽管经过近三十年的发展稀土熔盐电解技术取得了长足的进步，我国稀土金属生产水平已进入世界领先行列，但与类似的熔盐电解铝技术仍存在不小差距。

2、主要体现在稀土金属电解目前自动化程度较低，完全依靠人工出炉，劳动量大，工作环境差。稀土金属电解生产能源利用率低。单台设备规模小、产能低。其中出炉操作是急需要由自动化来代替人工操作的。而迟迟不能进行自动化升级的主要原因是电解槽型结构过于复杂，自动化出炉机构无法操作，为了可以进行出炉环节的自动化改造升级，所以急需设计一个产能高、电耗低、产品质量一致性好、收率高、电解槽砌筑成本低、炉膛内电解区域规整、电解槽维护方便、且在电解槽敞口区有足够空间不影响电解效应的熔盐电解槽，来解决上述问题。

3、发明专利内容

4、为了克服上述的现有技术的不足，本发明专利提供了一种新型稀土金属单阴极组圆形电解槽。

5、本发明的技术方案是:

6、一种新型稀土金属单阴极组圆形电解槽，包括圆形槽体所述圆形槽体内底部设有金属接收器，金属接收器镶嵌在石墨圆形槽体底部与圆形槽体构成一个整体。

7、优选的所述电解槽外部有内保护层，电解槽与内保护层之间由碳素捣实材料进行填充。防止电解质泄露，避免电解槽在高温下与氧气反应，延长使用寿命。

8、优选的内保护层外面还有保温层，保证金属出炉过程中电流下降，电解反应的降低对槽内温度的影响。

9、优选的保温层外面是外保护层，保护保温层在生产过程中不被破坏。

10、优选的其阴极和阳极都具有相互平行、相互面对的垂直面。

11、优选的，还包括电解槽体的阳极导电板，阳极导电板采用水冷方式，由两层钢板中空焊接，内部通入循环水。保证阳极导电板温度均匀，阳极导电板的水冷系统可使熔融的稀土熔盐在电解槽表面结壳形成保护层，防止电解槽被熔盐电解体系中的氟盐腐蚀。

12、优选的所述槽体侧边及底边均为密封状态，上部为敞开型。

13、优选的所述阴极设有9根垂直于电解槽的圆状结构，每根阴极结构都由铜下垂臂突出部分隔开，每根阴极间隔距离相同，呈圆形结构排列。铜下垂臂由两根安装在可控制升降的装置上的铜下垂臂连接起来。

14、优选的所述阳极也呈圆形排列，阳极采用石墨材质，利用包头瑞鑫稀土金属材料股份有限公司现有专利技术，专利号：cn102173409b，采用三浸两焙的工艺进行制作，采用圆弧面，保证电力线分布均匀。

15、优选的所述阳极在电解槽的插入深度为500-800mm，阴极与阳极之间的极距为40-300mm。

16、优选的阳极与阴极对置位安装，并且阴极与整流设备的导电铜排的负极连接。

17、并且放置在高低可调的阴极升降机上。

18、优选的所述的棒状阴极通过与铜下垂臂焊接连接。阳极通过阳极卡具与阳极导电板连接。

19、本发明专利提供的一种新型稀土金属单阴极组圆形电解槽，电流效率高、电解质用量小、料比高、使用寿命长、在保证电解效率及产量的同时为自动化升级创造了条件，解决了稀土熔盐电解槽自动化升级的结构局限性。

技术实现思路

技术特征：

1.一种新型稀土金属单阴极组圆形电解槽，包括圆形石墨槽体1、金属接收器2、内保护层3、保温层4、外保护层5、石墨阳极6、环形阴极7从内到外嵌套而成，阳极导电板8放置在圆形电解槽上。

2.如权利要求1所述的熔盐电解槽，其特征在于，呈圆形结构，包括圆形石墨槽体1、金属接收器2设置在石墨槽体1的下方正中位置，石墨槽体1外部有内保护层3外部为保温层4外面是外保护层5。

3.环形阴极铜下垂臂9由阴极升降装置控制悬吊在距金属接收器2正上方100-300mm之间。

4.石墨阳极6与环形阴极7一一对应着固定在阳极导电板8上。

5.如权利要求1所述的内保护层3与外保护层5均呈圆筒状设置，其四周与底部均为密封。

6.如权利要求1所述的石墨阳极6，利用包头瑞鑫稀土金属材料股份有限公司现有专利技术，专利号：cn102173409b，采用三浸两焙的工艺进行制作，石墨阳极呈圆弧结构。

7.如权利要求1所述的环形阴极7，钨阴极与环形阴极铜下垂臂9由焊接连接，位于金属接收器2的正上方。

8.如权利要求1所述的熔盐电解槽其特征在于，包括阳极导电板8，阳极导电板采用水冷方式，侧面设置有进水口和出水口。

技术总结本发明公开了一种新型稀土金属单阴极组圆形电解槽，主要包括电解槽槽体、阳极以及环形阴极九块阳极与环形阴极一一对应着固定在阳极导电板上。阳极底部距石墨槽体底部在100‑300mm范围内。阳极与每一根阴极之间的极距控制在50‑200mm之间。阳极与对应阴极呈平行状态，与槽体底面呈垂直状态固定。氟化物熔盐电解产物稀土金属在环形阴极上析出，流入圆形槽体底部的金属接收器中。本发明采用环形阴极增大了阴阳极反应面积，从而实现在不影响正常电解反应及产品质量和能耗的前提下保持了电解槽能量平衡，满足电解所需的温度条件。通过对电解槽敞口空间的重新设计，创造了自动化出炉必要条件。技术研发人员：孔向民,潘燚,郭海涛,杨海涛,薛琪,张志军,赵越,艾玉忠,杨培绿,姬智强,刘文晶,孙致杰受保护的技术使用者：包头瑞鑫稀土金属材料股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/6/23