一种10KA级稀土电解槽的施工工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种10KA级稀土电解槽的施工工艺，包括以下步骤：步骤1、在槽体外壳的内壁铺设保温层；步骤2、在保温层的上方铺设第一耐火层，在第一耐火层的上方放置第一金属套；步骤3、在第一金属套内放置第二金属套；步骤4、在第二金属套内放置电解槽；步骤5、在电解槽的槽口处铺设刚玉垫圈；步骤6、在电解槽的顶部安装好炉台面，阳极固定安装在炉台面上；步骤7、在电解槽底部安装好坩埚后即可。本发明专利技术的电解槽的施工工艺使电解槽的结构更紧固牢靠，保温和防渗漏效果好，结构稳定性强，电解槽电流在10KA以上，具有产量高、能耗低、使用寿命长、原料单耗低、收率高等特点，解决了现有电解槽所存在的问题。

Construction technology of a 10KA grade rare earth electrolyzer

The invention discloses a construction technology of a 10KA grade rare earth electrolytic cell, including the following steps: Step 1, laying a thermal insulation layer on the inner wall of the tank shell; step 2, laying the first refractory layer above the insulation layer, placing the first metal sleeve above the first refractory layer; step 3, and placing a second metal sleeve in the first metal sleeve; Step 4, the electrolytic cell is placed in the second metal sleeve; step 5, the corundum washer is laid at the notch of the electrolyzer; step 6, the top of the furnace is installed on the top of the electrolyzer, and the anode is fixed on the table of the furnace; step 7, after the crucible is installed at the bottom of the electrolyzer, it can be installed. The construction technology of the electrolytic cell makes the structure of the electrolytic cell tighter and fasten, the effect of heat preservation and anti leakage is good, the structure stability is strong, the current of the electrolytic cell is above 10KA, and it has the characteristics of high output, low energy consumption, long service life, low raw material consumption and high yield, and solves the problems existing in the existing electrolyzer.

【技术实现步骤摘要】
一种10KA级稀土电解槽的施工工艺
本专利技术涉及稀土电解槽结构领域，特别涉及一种10KA级稀土电解槽的施工工艺。
技术介绍
稀土元素有“工业维生素”的美称，其广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、陶瓷、玻璃、永磁材料等领域。随着科技的进步和应用技术的不断突破，稀土及其关联产品的价值将会越来越大。随着稀土金属冶炼技术的不断进步，产业的不断发展和壮大，熔盐电解法制备稀土金属及合金的工艺技术也取得了长足进步。20世纪80年代前多为氯化物熔盐电解工艺，电解槽规模通常在2000-3000A，收率低于85%，电效小于65%，生产过程中会产生大量的HCL气体对环境造成巨大污染。20世纪90年代氟盐体系氧化物电解工艺逐渐发展，其电解槽规模多为4000-6000A，稀土收率在92%以上，电流效率在70%左右，环境污染问题得到改善。在此基础上为提高电解槽产能，国内已有电流在10KA级的稀土电解槽，单炉产量9吨/月，原料单耗1.22，使用寿命9个月，电耗10000度/吨，稀土收率94%，但仍存在单槽产量小、收率低、原料单耗高、使用寿命短、能耗高和劳动强度大等缺点。
技术实现思路
本专利技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种10KA级稀土电解槽的施工工艺，以解决现有电解槽所存在的问题。本专利技术采用的技术方案如下：一种10KA级稀土电解槽的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、取已经预处理过的槽体外壳，在槽体外壳的内壁铺设保温砖以形成符合设计要求的保温层，要求上下每层保温砖之间错开缝隙；步骤2、在保温层的上方铺设第一耐火层，在第一耐火层的上方放置第一金属套，要求第一金属套与第一耐火层之间紧密接触；步骤3、在第一金属套内放置第二金属套，第一金属套和第二金属套之间铺设第二耐火层以填充彼此之间的间隙，要求第二耐火层与第一金属套和第二金属套紧密接触；步骤4、在第二金属套内放置电解槽，电解槽与第二金属套之间铺设防渗漏层以填充彼此之间的间隙，要求防渗漏层与电解槽与第二金属套紧密接触；步骤5、在电解槽的槽口处铺设刚玉垫圈，再用熔盐和水玻璃对防渗漏层的表面作封皮处理，以防止高温氧化；步骤6、在电解槽的顶部安装好炉台面，接好炉台面冷却水循环系统，炉台面与正极电连接，将阳极和阴极分别置于电解槽内，其中，阳极固定安装在炉台面上并实现电连接，阴极扦插于电解槽中并与负极电连接；步骤7、在电解槽底部安装好坩埚后即可。进一步，步骤1中，在铺设保温砖之前，先在槽体外壳的内壁铺设一层纤维保温层。进一步，步骤2中，在铺设第一耐火层前，先在保温层上铺设隔热层，然后再铺设第一耐火层，其中，隔热层的上端面与第一耐火层接触的四个角落处分别预埋一根排气管。进一步，在步骤3中，第一金属套和第二金属套内的底部四个角落处分别预埋一根排气管。作为优选，防渗漏层为阴极糊层，第一耐火层和第二耐火层均由镁砂料构成。进一步，在镁砂料中，要求镁砂采用的氧化镁的质量分数不低于90%，粒度为1-3mm，其中小于1mm的镁砂颗粒不超过5mas%。进一步，镁砂料由镁砂、耐火泥和水玻璃按照重量百分比10:1:1的比例混合制成。进一步，阴极糊的施工温度为110±10℃，要求阴极糊的膨胀率小于0.5%，防渗漏层的水平度不大于4mm/m。作为优选，所述电解槽为石墨槽，所述阳极为石墨阳极，所述阴极为平行上插式钨阴极，钨阴极的的尺寸为φ50-φ70mm，所述坩埚为钨钼复合坩埚。作为优选，所述第一金属套和第二金属套均采用钢材制成。综上所述，由于采用了上述技术方案，本专利技术的有益效果是：1、钨钼复合坩埚相比现有的拼接式半弧形钨坩埚，总量轻20%，成本低50%，使用过程中能有效避免现有拼接式半弧形钨坩埚中部隆起影响出炉和操作等问题，同时，炉台导电方式的改良简化了石墨阳极紧固方式，降低了劳动强度；2、防渗漏层首次采用收膨胀率＜0.5%的阴极糊，减小了拼接式石墨槽在周围糊结焦时拼接缝的膨胀，避免了熔盐体系渗漏，节约了原料，同时，加固结构首次采用双钢套加镁砂料加固的筑槽方式，使槽体结构更加稳固，抗腐蚀性能得到增强，避免了穿槽事故的发生；3、阴极加粗到φ50-φ70mm，由此减小了电流密度，抑制了熔盐体系表温过高，不易控制等问题，避免了对质量的影响，阴极使用寿命延长50%，本专利技术的电解槽的施工工艺使电解槽的结构更紧固牢靠，保温和防渗漏效果好，结构稳定性良好，电解槽电流在10KA以上，具有产量高、能耗低、使用寿命长、原料单耗低、收率高等特点，解决了现有电解槽所存在的问题。附图说明图1是本专利技术的一种10KA级稀土电解槽的正面剖视结构示意图；图2是本专利技术的稀土电解槽俯视结构示意图；图3是本专利技术的炉台面剖视结构示意图；图4是本专利技术的坩埚结构示意图；图5是图4中A-A截面的结构示意图；图6是本专利技术的电解槽结构示意图；图7是图6中B-B截面的结构示意图。图中标记：1为槽体外壳，2为纤维保温层，3为保温层，4为隔热层，5为第一耐火层，6为第一金属套，7为第二金属套，8为防渗漏层，9为电解槽，10为坩埚，11为阳极，12为阴极，13为刚玉垫圈，14为炉台面，15为第二耐火层。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术作详细的说明。为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。如图1至图6所示，如图1至图7所示，一种10KA级稀土电解槽结构，包括槽体外壳1，槽体外壳1的内壁铺设有保温层3，保温层3的上方放置有第一金属套6，保温层3与第一金属套6之间连接有第一耐火层5，第一金属套6内放置有第二金属套7，第二金属套7和第一金属套6之间填充有第二耐火层14，第二金属套7内放置有电解槽9，第二金属套7和电解槽9之间连接防渗漏层8，电解槽9的底部安装有坩埚10，电解槽9的顶部与炉台面14连接，电解槽9内放置有阳极11和阴极12，阳极11固定于炉台面14上并通过炉台面14与正极电连接，阴极12插于电解槽9内，且阴极12与负极电连接。上述中，保温层3可以由保温砖堆砌而成，例如可以是硅藻泥保温砖，第一金属套6和第二金属套7可以采用锰合金制、钢制、铸铁制等，但是，由于电解槽9的工作环境是在急冷急热的环境，锰合金和铸铁在此环境下所表现出的变形性能较差，易产生裂纹而崩坏，因此，优选为钢制材料；第一耐火层5和第二耐火层15可以采用镁砂、水泥、泥沙等耐火填充材料构成，而在实际使用中，由于水泥、泥沙等耐火材料在高温和急速冷却下易开裂，隔热效果不好，其紧固度不能达到设计要求，而镁砂不仅不会出现这些问题，其在压实过程中，紧密度良好，能够达到设计要求，因此，在本专利技术中，优选采用镁砂来作为构成第一耐火层5和第二耐火层15的耐火材料；防渗漏层8也可以采用冷捣糊材料来填充，为了能够形成结构更稳定、更密实、无渗漏孔的防渗漏层8，防渗漏层8优选采用阴极糊来作为防渗漏填充材料。进一步地说，镁砂中采用的氧化镁的质量分数不低于90%，粒度为1-3mm，其中小于1mm的镁砂颗粒不超过5mas%，为了更好地发挥出镁砂的技术效果，第一耐火层5和第二耐火层15采用以镁砂为主的镁砂料构成，其中，镁砂料由镁砂、耐火泥和水玻璃按照重量百分比10:1:1的比例混合制成，同时，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种10KA级稀土电解槽的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、取已经预处理过的槽体外壳，在槽体外壳的内壁铺设保温砖以形成符合设计要求的保温层，要求上下每层保温砖之间错开缝隙；步骤2、在保温层的上方铺设第一耐火层，在第一耐火层的上方放置第一金属套，要求第一金属套与第一耐火层之间紧密接触；步骤3、在第一金属套内放置第二金属套，第一金属套和第二金属套之间铺设第二耐火层以填充彼此之间的间隙，要求第二耐火层与第一金属套和第二金属套紧密接触；步骤4、在第二金属套内放置电解槽，电解槽与第二金属套之间铺设防渗漏层以填充彼此之间的间隙，要求防渗漏层与电解槽与第二金属套紧密接触；步骤5、在电解槽的槽口处铺设刚玉垫圈，再用熔盐和水玻璃对防渗漏层的表面作封皮处理，以防止高温氧化；步骤6、在电解槽的顶部安装好炉台面，接好炉台面冷却水循环系统，炉台面与正极电连接，将阳极和阴极分别置于电解槽内，其中，阳极固定安装在炉台面上并实现电连接，阴极插于电解槽中并与负极电连接；步骤7、在电解槽底部安装好坩埚后即可。

【技术特征摘要】
1.一种10KA级稀土电解槽的施工工艺，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、取已经预处理过的槽体外壳，在槽体外壳的内壁铺设保温砖以形成符合设计要求的保温层，要求上下每层保温砖之间错开缝隙；步骤2、在保温层的上方铺设第一耐火层，在第一耐火层的上方放置第一金属套，要求第一金属套与第一耐火层之间紧密接触；步骤3、在第一金属套内放置第二金属套，第一金属套和第二金属套之间铺设第二耐火层以填充彼此之间的间隙，要求第二耐火层与第一金属套和第二金属套紧密接触；步骤4、在第二金属套内放置电解槽，电解槽与第二金属套之间铺设防渗漏层以填充彼此之间的间隙，要求防渗漏层与电解槽与第二金属套紧密接触；步骤5、在电解槽的槽口处铺设刚玉垫圈，再用熔盐和水玻璃对防渗漏层的表面作封皮处理，以防止高温氧化；步骤6、在电解槽的顶部安装好炉台面，接好炉台面冷却水循环系统，炉台面与正极电连接，将阳极和阴极分别置于电解槽内，其中，阳极固定安装在炉台面上并实现电连接，阴极插于电解槽中并与负极电连接；步骤7、在电解槽底部安装好坩埚后即可。2.如权利要求1所述的10KA级稀土电解槽的施工工艺，其特征在于，步骤1中，在铺设保温砖之前，先在槽体外壳的内壁铺设一层纤维保温层。3.如权利要求1所述的10KA级稀土电解槽的施工工艺，其特征在于，步骤2中，在铺设第一耐火层前，先在保温层上铺设隔...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂仲文，柳云龙，徐明钟，苏严，黄勇，谢锦贵，王永杰，
申请(专利权)人：四川江铜稀土有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51