電解槽結(jié)構(gòu)及熔鹽電解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有色冶煉技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種進(jìn)行熔鹽電解的電解槽結(jié)構(gòu)以及熔鹽電解方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電解槽作為熔鹽電解的重要裝置，通常采用不銹鋼材質(zhì)的槽殼及外加熱方式，電解質(zhì)通常為氯化物熔鹽。氯鹽體系中，氯離子對(duì)不銹鋼晶間腐蝕嚴(yán)重，現(xiàn)有的電解槽的槽殼易發(fā)生槽殼外壁熱腐蝕以及槽殼內(nèi)壁電化學(xué)腐蝕的情況，電解槽的壽命一般不長。長期以來，由于沒有合理措施解決該問題，電解裝置不能長時(shí)間持續(xù)穩(wěn)定地運(yùn)行，因此大規(guī)模的熔鹽電解生產(chǎn)鈦技術(shù)在國內(nèi)外少見報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明提供一種電解槽，解決現(xiàn)有的電解槽的槽殼易發(fā)生槽殼外壁熱腐蝕以及槽殼內(nèi)壁電化學(xué)腐蝕，電解槽的壽命短的問題。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:電解槽結(jié)構(gòu)，包括槽殼、電爐絲、夕卜坩禍和蓋板，所述槽殼內(nèi)安裝電爐絲，槽殼形成電解空間，電解空間內(nèi)設(shè)置外坩禍，外坩禍上設(shè)置可將外坩禍密封的蓋板。
[0005]通過蓋板將外坩禍密封，電解液不會(huì)直接與槽殼接觸，可以避免有氧環(huán)境中氯鹽造成槽殼不銹鋼晶間腐蝕后極易受到氧化的問題。
[0006]進(jìn)一步的是，所述外坩禍為比鈦電位更正的金屬材質(zhì)的坩禍，外坩禍與蓋板之間通過法蘭連接。
[0007]進(jìn)一步的是，所述電爐絲密閉地封裝于槽殼內(nèi)，槽殼和電爐絲之間的間隙內(nèi)充填惰性氣體。
[0008]進(jìn)一步的是，所述外坩禍內(nèi)部還設(shè)置內(nèi)坩禍，內(nèi)坩禍的深度不超過外坩禍深度。
[0009]進(jìn)一步的是，所述內(nèi)坩禍為比鈦電位更正的金屬材質(zhì)的坩禍。優(yōu)選地，所述外坩禍和/或內(nèi)坩禍的材質(zhì)為純鎳或因康合金。
[0010]本發(fā)明還提供一種通過上述任意一種電解槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行熔鹽電解的方法:所述外坩禍與蓋板之間形成的密閉的空間內(nèi)充填惰性氣體。
[0011]進(jìn)一步的是，所述槽殼和電爐絲之間的間隙為密閉空間，密閉空間內(nèi)充填惰性氣體。具體地，所述槽殼和電爐絲之間的間隙內(nèi)充填氮?dú)狻?br>[0012]具體地，所述外坩禍與蓋板之間形成的密閉的空間內(nèi)充填氬氣。
[0013]本發(fā)明的有益效果是:電解槽結(jié)構(gòu)通過蓋板將外坩禍密封，電解液不會(huì)直接與槽殼接觸，可以避免有氧環(huán)境中氯鹽造成不銹鋼晶間腐蝕后極易受到氧化的問題。電爐絲密閉地封裝于槽殼內(nèi)，槽殼和電爐絲之間的間隙內(nèi)充填惰性氣體，可避免電爐絲和槽殼被熱腐蝕的問題。外坩禍內(nèi)設(shè)置內(nèi)坩禍，電解質(zhì)裝于內(nèi)坩禍內(nèi)，外坩禍與蓋板之間形成的密閉的空間內(nèi)充填惰性氣體后再進(jìn)行熔鹽電解，避免外坩禍和內(nèi)坩禍被電化學(xué)腐蝕。本發(fā)明顯著地延長了電解槽結(jié)構(gòu)的壽命，還具有可操作性強(qiáng)、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發(fā)明電解槽的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖中零部件、部位及編號(hào):槽殼1、外坩禍2、蓋板3、電爐絲4、內(nèi)坩禍5。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]如圖1所示，本發(fā)明電解槽結(jié)構(gòu)，包括槽殼1、電爐絲4、外坩禍2和蓋板3，槽殼1內(nèi)安裝電爐絲4，即電爐絲4纏繞于槽殼1內(nèi)，槽殼1形成電解空間，電解空間內(nèi)設(shè)置外坩禍2，外坩禍2上設(shè)置可將外坩禍2密封的蓋板3。例如，外坩禍2與蓋板3之間通過法蘭連接，通過蓋板3將外坩禍2密封，電解液不會(huì)直接與槽殼1接觸，可以避免有氧環(huán)境中，氯鹽造成槽殼1不銹鋼晶間腐蝕后極易受到氧化的問題。如果直接由外坩禍2裝電解液，夕卜坩禍2選用比鈦電位更正的金屬材質(zhì)的坩禍，例如外坩禍2的材質(zhì)為純鎳或因康合金?；蛘咴谕廑岬?內(nèi)部設(shè)置內(nèi)坩禍5，外坩禍2的內(nèi)空間尺寸與內(nèi)坩禍5的外部尺寸一致，內(nèi)坩禍5的深度不超過外坩禍2深度，內(nèi)坩禍5為比鈦電位更正的金屬材質(zhì)的坩禍，優(yōu)選地，內(nèi)坩禍5的材質(zhì)為純鎳或因康合金，此時(shí)外坩禍2可用選用比鈦電位更正的金屬材質(zhì)的坩禍或者普通的現(xiàn)有的坩禍。電解槽結(jié)構(gòu)通過蓋板3將外坩禍2密封，電解液不會(huì)直接與槽殼1接觸，可以避免有氧環(huán)境中氯鹽造成槽殼1不銹鋼晶間腐蝕后極易受到氧化的問題。
[0018]電爐絲4密閉地封裝于槽殼1內(nèi)，槽殼1和電爐絲4之間的間隙內(nèi)充填惰性氣體，例如氮?dú)饣蛘邭鍤?。電爐絲4密閉地封裝于槽殼1內(nèi)，槽殼1和電爐絲4之間的間隙內(nèi)充填惰性氣體，可避免電爐絲4和槽殼1被熱腐蝕的問題。
[0019]本發(fā)明還提供一種通過上述電解槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行熔鹽電解的方法:外坩禍2與蓋板3之間形成的密閉的空間內(nèi)充填惰性氣體，再進(jìn)行熔鹽電解。例如外坩禍2與蓋板3之間形成的密閉的空間內(nèi)充填氬氣，外坩禍2內(nèi)設(shè)置內(nèi)坩禍5，電解質(zhì)裝于內(nèi)坩禍5內(nèi)，外坩禍2與蓋板3之間形成的密閉的空間內(nèi)充填惰性氣體后再進(jìn)行熔鹽電解，避免外坩禍2和內(nèi)坩禍5被電化學(xué)腐蝕。此外，槽殼1和電爐絲4之間的間隙為密閉空間，密閉空間內(nèi)充填惰性氣體，例如槽殼1和電爐絲4之間的間隙內(nèi)充填氮?dú)?，避免電爐絲4和槽殼1被熱腐蝕的問題。本發(fā)明顯著地延長了電解槽結(jié)構(gòu)的壽命，還具有可操作性強(qiáng)、成本低的優(yōu)點(diǎn)。
[0020]運(yùn)用上述熔鹽電解的方法進(jìn)行生產(chǎn)，在等外鈦熔鹽電解精煉整個(gè)過程中，由于外坩禍2內(nèi)、槽殼1和電爐絲4之間的間隙內(nèi)通入惰性氣體，而惰性氣體隔絕了空氣中的氧、水氣以及電解現(xiàn)場飄浮的氯化物鹽粉，有效地避免了槽殼1的熱腐蝕現(xiàn)象，長期生產(chǎn)也未曾發(fā)現(xiàn)電解槽外壁氧化掉皮脫落，也從未出現(xiàn)加熱電爐絲被燒斷的情況。內(nèi)坩禍5采用鎳坩禍后，連續(xù)生產(chǎn)多年從未發(fā)生氯鹽腐蝕消耗內(nèi)坩禍5的情況。生產(chǎn)活動(dòng)能夠長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行，電解產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)TF-2，金屬類雜質(zhì)如Fe、Ni等達(dá)到TF-0級(jí)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.電解槽結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括槽殼(1)、電爐絲(4)、外坩禍(2)和蓋板(3)，所述槽殼(1)內(nèi)安裝電爐絲(4)，槽殼(1)形成電解空間，電解空間內(nèi)設(shè)置外坩禍(2)，外坩禍(2)上設(shè)置可將外坩禍(2)密封的蓋板(3)。2.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外坩禍(2)為比鈦電位更正的金屬材質(zhì)的坩禍，外坩禍(2)與蓋板(3)之間通過法蘭連接。3.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述電爐絲(4)密閉地封裝于槽殼(1)內(nèi)，槽殼⑴和電爐絲⑷之間的間隙內(nèi)充填惰性氣體。4.如權(quán)利要求1所述的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外坩禍(2)內(nèi)部還設(shè)置內(nèi)坩禍(5)，內(nèi)坩禍(5)的深度不超過外坩禍(2)深度。5.如權(quán)利要求4所述的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述內(nèi)坩禍(5)為比鈦電位更正的金屬材質(zhì)的坩禍。6.如權(quán)利要求4或5所述的電解質(zhì)結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述外坩禍(2)和/或內(nèi)坩禍(5)的材質(zhì)為純鎳或因康合金。7.熔鹽電解方法，其特征在于:通過上述權(quán)利要求1至6任一權(quán)利要求所述的電解槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行熔鹽電解，所述外坩禍(2)與蓋板(3)之間形成的密閉的空間內(nèi)充填惰性氣體。8.如權(quán)利要求7所述的熔鹽電解方法，其特征在于:所述槽殼⑴和電爐絲⑷之間的間隙為密閉空間，密閉空間內(nèi)充填惰性氣體。9.如權(quán)利要求8所述的熔鹽電解方法，其特征在于:所述槽殼⑴和電爐絲⑷之間的間隙內(nèi)充填氮?dú)狻?0.如權(quán)利要求7所述的熔鹽電解方法，其特征在于:所述外坩禍(2)與蓋板(3)之間形成的密閉的空間內(nèi)充填氬氣。
【專利摘要】本發(fā)明了公開一種電解槽結(jié)構(gòu)及熔鹽電解方法，涉及有色冶煉技術(shù)領(lǐng)域，解決現(xiàn)有的電解槽的槽殼易發(fā)生槽殼外壁熱腐蝕及槽殼內(nèi)壁電化學(xué)腐蝕，電解槽壽命短的問題。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：電解槽結(jié)構(gòu)，包括槽殼、外坩堝和蓋板，槽殼內(nèi)安裝電爐絲，槽殼形成電解空間，電解空間內(nèi)設(shè)置外坩堝，外坩堝上設(shè)置可將外坩堝密封的蓋板，蓋板將外坩堝密封，避免有氧環(huán)境中氯鹽造成槽殼不銹鋼晶間腐蝕后極易受到氧化的問題。槽殼和電爐絲之間的密閉的間隙內(nèi)充填惰性氣體，避免電爐絲和槽殼被熱腐蝕。外坩堝內(nèi)設(shè)置內(nèi)坩堝，外坩堝與蓋板之間形成的密閉的空間內(nèi)充填惰性氣體，再進(jìn)行熔鹽電解，避免外坩堝和內(nèi)坩堝被電化學(xué)腐蝕，延長了電解槽結(jié)構(gòu)的壽命。
【IPC分類】C25C3/00, C25C7/00
【公開號(hào)】CN105420762
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510827786
【發(fā)明人】陳兵, 鄧斌, 穆天柱, 何安西, 趙三超, 閆蓓蕾, 朱福興, 彭衛(wèi)星, 馬尚潤
【申請(qǐng)人】攀鋼集團(tuán)攀枝花鋼鐵研究院有限公司
【公開日】2016年3月23日
【申請(qǐng)日】2015年11月25日