鋁電解槽的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種鋁電解槽，該鋁電解槽主要是由槽體、極板單陰極、極板單陽極構(gòu)成；所述槽體為空腔結(jié)構(gòu)，所述極板單陰極位于槽體空腔內(nèi)的進電端，所述極板單陽極位于槽體空腔內(nèi)的出電端；所述極板單陰極與電源負極電連接，所述極板單陽極與電源正極電連接；電解液位于極板單陰極和極板單陽極之間，鋁液位于電解液的下方；本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比槽電壓降低約0.8V，每噸鋁大約節(jié)約電能2400度左右。
【專利說明】鋁電解槽

【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種鋁電解槽。

【背景技術】
[0002]現(xiàn)有技術的電解槽，主要由槽體、陽極、陰極、連接母線構(gòu)成，槽體由鋼制外殼和保溫、耐火、炭素、填充等多種材料組成；陽極由導桿組、磷生鐵、陽極炭塊組裝而成；陰極由陰極鋼棒、陰極炭塊、陰極糊組裝成陰極炭塊組，再到槽體內(nèi)施工而成；連接母線由陽極水平母線、立柱母線、陰極母線、各種連接軟帶和連接板組成，為了減小復雜的電磁場對電解槽的影響，陰極母線的結(jié)構(gòu)比較復雜；因此，整個電解槽體積龐大、結(jié)構(gòu)復雜，施工要求高、難度大。
[0003]正常生產(chǎn)時，由于陽極面處于水平位置，陽極氣體排出阻力大，氣體聚集到一定程度會產(chǎn)生陽極效應，此時電解槽不生產(chǎn)產(chǎn)量下降，同時熄滅陽極效應時，鋁液翻騰造成一定量的再產(chǎn)鋁重新氧化，造成再產(chǎn)鋁損失，降低電流效率，增加電能消耗。
[0004]由于種種原因，陽極會長包，初期不易發(fā)現(xiàn)，也是引起針振的原因之一，長包接觸鋁水后，引起局部過熱，造成病槽，產(chǎn)量降低，電耗增加，輔料消耗增加。
[0005]電解槽使用數(shù)年后破損，槽體除鋼殼外，保溫、耐火、炭素、填充等多種材料全部報廢，作為有害垃圾處理，一臺280KA的電解槽的大修費用約為50-60萬元，大修費用比較高。
[0006]陽極組裝時，用融化的磷生鐵將陽極導桿組與陽極炭塊連接起來，生產(chǎn)過程復雜，生產(chǎn)費用高；陽極導桿在使用過程中容易損壞，需要校直和修銑工作面，增加修理費用；陽極鋼爪使用一定周期后報廢，增加生產(chǎn)成本。
[0007]陰極施工時，先用陰極糊通過加熱搗固將酸洗過的陰極方鋼和加工好的陰極炭塊連接起來，組成陰極炭塊組，再將陰極炭塊組在槽體內(nèi)擺好，用加熱的底糊搗固連接，和槽體連接的空間也用加熱的底糊搗固連接；陰極施工程序多，要求高，施工質(zhì)量嚴重影響電解槽的使用壽命。
[0008]電能在生產(chǎn)中的作用主要有兩個:第一，利用電解質(zhì)加熱達到電解槽的工作溫度；第二，參加電化學反應。比較大的電解槽表面積的散熱量和由于陽極、陰極、連接母線的電阻作用，一部分電能在這些物體上做了無用功，增加了電能消耗。
[0009]圖1和圖2是現(xiàn)有技術鋁電解槽結(jié)構(gòu)圖，主要由槽體、陽極、陰極、連接母線構(gòu)成。將單個電解槽串聯(lián)起來就形成了電解系列。
[0010]其中:101、槽體，201、陽極，301、陰極，401、連接母線，501、鋁液，601、電解質(zhì)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011 ] 本發(fā)明的目的在于簡化鋁電解槽結(jié)構(gòu)、去掉陽極和陰極制作工序，去掉電解槽上的所有母線，降低鋁電解電耗。
[0012]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種鋁電解槽，該鋁電解槽主要是由槽體、極板單陰極、極板單陽極構(gòu)成；所述槽體為空腔結(jié)構(gòu)，所述極板單陽極位于槽體空腔內(nèi)的進電端，所述極板單陰極位于槽體空腔內(nèi)的出電端；所述極板單陰極與電源負極電連接，所述極板單陽極與電源正極電連接；電解液位于極板單陰極和極板單陽極之間，鋁液位于電解液的下方。
[0013]進一步，在所述極板單陰極和極板單陽極之間放置若干塊極板，所述極板放置在隔板上，所述隔板下方為鋁液池，所述若干塊極板在極板單陰極和極板單陽極之間形成若干個電解室，電解質(zhì)位于所述極板單陰極、極板單陽極和若干塊極板之間；所述隔板為不導電介質(zhì)，該隔板位于槽體空腔底部。
[0014]進一步，所述槽體為不導電、耐火高溫、耐腐蝕材料介質(zhì)構(gòu)成。
[0015]再進一步，所述槽體空腔一側(cè)側(cè)壁上有若干極板放置導槽。
[0016]本發(fā)明的有益效果在于:
1、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比槽電壓降低大約0.8V，每噸鋁大約節(jié)約電能2400
度左右。
[0017]2、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，省卻了制作陽極和陰極兩個工序，同時減少人員投入和部分材料投入。
[0018]3、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，槽體材料使用耐火材料，大修成本大幅度降低。
[0019]4、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，同產(chǎn)能下，槽體體積大約為現(xiàn)有技術槽體的1/4，槽體結(jié)構(gòu)簡單，不需要連接母線，施工方便，一次性投入少，電解槽受磁場影響很小。
[0020]5、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，槽體報廢后，不產(chǎn)生有害垃圾。
[0021]6、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，陽極效應減少了，可以提高產(chǎn)量、降低電耗。
[0022]7、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，槽體比表面積減少了，陽極效應減少了，單位產(chǎn)量內(nèi)的熱量、廢氣排放量降低明顯，對于環(huán)境保護具有有益的促進。
[0023]8、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比:陽極長包幾率降低，長包不會接觸鋁水，造成病槽的機會降低，有利于提高各項指標。
[0024]下面結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明作進一步詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1和圖2是現(xiàn)有技術鋁電解槽結(jié)構(gòu)示意圖，分別是主視圖和左視圖。
[0026]圖3和圖4是本發(fā)明鋁電解用單室電解槽結(jié)構(gòu)示意圖，分別是主視圖和俯視圖。
[0027]圖5和圖6是本發(fā)明鋁電解用一腔多室陰陽極共體電解槽結(jié)構(gòu)示意圖，分別是主視圖和俯視圖。
[0028]附圖標記注釋:101、槽體，201、陽極，301、陰極，401、連接母線，501、鋁液，601、電解質(zhì)。
[0029]1、槽體，2、極板單陰極，3、極板，4、電解質(zhì)，5、鋁液，6、隔板，7、鋁液池，8、極板單陽極，9、電源正極，10、電源負極。

【具體實施方式】
[0030]圖3和圖4是本發(fā)明鋁電解用單室電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖，分別是主視圖和左視圖。如圖3和圖4所示，本發(fā)明提供的鋁電解用單室電解槽，該鋁電解槽主要是由槽體1、極板單陰極2、極板單陽極8構(gòu)成；所述槽體I為空腔結(jié)構(gòu)，所述極板單陽極8位于槽體空腔內(nèi)的進電端，所述極板單陰極2位于槽體空腔內(nèi)的出電端；所述極板單陰極2與電源負極10電連接，所述極板單陽極8與電源正極9電連接；電解液4位于極板單陰極2和極板單陽極8之間，鋁液5位于電解液4的下方。
[0031]如圖5和圖6所示，本發(fā)明提供的鋁電解用一腔多室陰陽極共體電解槽，該電解槽主要是由槽體1、極板單陰極2、極板單陽極8構(gòu)成；所述槽體I為空腔結(jié)構(gòu)，所述極板單陽極8位于槽體空腔內(nèi)的進電端，所述極板單陰極2位于槽體空腔內(nèi)的出電端；所述極板單陰極2與電源負極10電連接，所述極板單陽極8與電源正極9電連接；電解液4位于極板單陰極2和極板單陽極8之間，鋁液5位于電解液4的下方；在所述極板單陰極2和極板單陽極8之間放置若干塊極板3，所述極板3放置在隔板6上，所述隔板6下方為鋁液池7，所述若干塊極板3在極板單陰極2和極板單陽極8之間形成若干個電解室，電解質(zhì)4位于所述極板單陰極2、極板單陽極8和若干塊極板3之間；所述隔板6為不導電介質(zhì)，該隔板6位于槽體空腔底部。所述槽體I為不導電耐火高溫、耐腐蝕材料介質(zhì)構(gòu)成；所述槽體I空腔一側(cè)側(cè)壁上有若干極板3放置導槽，該放置導槽用于限定極板3在槽體內(nèi)的位置。
[0032]本發(fā)明技術方案將極板單陰極2、極板3和極板單陽極8插入槽體1，電解所產(chǎn)生的氣體和鋁液按一定的方向運動，生產(chǎn)中視極板3和極板單陽極8的消耗情況及時更換，按周期添加原料、輔料、出鋁，即可實現(xiàn)正常生產(chǎn)。一腔多室陰陽極共體電解槽不僅體積小、結(jié)構(gòu)簡單，同時還可以極大地減弱現(xiàn)有技術電解槽復雜的電磁場帶來的問題。
[0033]本發(fā)明的有益效果在于:1、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比槽電壓降低0.8V，每噸鋁大約節(jié)約電能2400度左右。
[0034]2、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，省卻了制作陽極和陰極兩個工序，同時減少人員投入和部分材料投入。
[0035]3、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，槽體材料使用耐火材料，大修成本大幅度降低。
[0036]4、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，同產(chǎn)能下，槽體體積大約為現(xiàn)有技術槽體的1/4，槽體結(jié)構(gòu)簡單，不需要連接母線，施工方便，一次性投入少，電解槽受磁場影響很小。
[0037]5、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，槽體報廢后，不產(chǎn)生有害垃圾。
[0038]6、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，陽極效應減少了，可以提高產(chǎn)量、降低電耗。
[0039]7、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比，槽體比表面積減少了，陽極效應減少了，單位產(chǎn)量內(nèi)的，廢氣排放量降低明顯，對于環(huán)境保護具有有益的促進。
[0040]8、本發(fā)明技術方案與現(xiàn)有技術相比:陽極長包幾率降低，長包不會接觸鋁水，造成病槽的機會降低，有利于提高各項指標。
[0041]本發(fā)明保護范圍不限于上述實施例，凡是依據(jù)本發(fā)明技術方案所作的顯而易見的技術變形均落入本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種鋁電解槽，其特征在于，該鋁電解槽主要是由槽體(I)、極板單陰極(2)、極板單陽極(8)構(gòu)成； 所述槽體(I)為空腔結(jié)構(gòu)，所述極板單陽極(8)位于槽體空腔內(nèi)的進電端，所述極板單陰極(2)位于槽體空腔內(nèi)的出電端； 所述極板單陰極(2)與電源負極(10)電連接，所述極板單陽極(8)與電源正極(9)電連接； 電解液(4)位于極板單陰極(2)和極板單陽極(8)之間，鋁液(5)位于電解液(4)的下方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述鋁電解槽，其特征在于，在所述極板單陰極(2)和極板單陽極(8 )之間放置若干塊極板(3 )，所述極板(3 )豎直或傾斜放置在隔板(6 )上，所述隔板(6 )下方為鋁液池(7)，所述若干塊極板(3)在極板單陰極(2)和極板單陽極(8)之間形成若干個電解室，電解質(zhì)(4)位于所述極板單陰極(2)、極板單陽極(8)和若干塊極板(3)之間； 所述極板(3)為陰陽極共體結(jié)構(gòu)； 所述隔板(6)為不導電介質(zhì)，該隔板(6)位于槽體空腔底部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述鋁電解槽，其特征在于，所述槽體(I)為不導電、耐火高溫、耐腐蝕材料介質(zhì)構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述鋁電解槽，其特征在于，所述槽體(I)空腔一側(cè)側(cè)壁上有若干極板(3)放置導槽。
【文檔編號】C25C3/08GK104372379SQ201410704925
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】陳虎政 申請人:陳虎政