一种连续电解精炼装置制造方法及图纸

一种连续电解精炼装置，包括竖置的阴极旋转升降杆、出料炉和加热炉，其特征在于：出料炉的下部套装在加热炉内，出料炉下部内腔设有电解装置，阴极旋转升降杆下部穿过出料炉进入电解装置，出料炉的上部一侧设有带动阴极旋转升降杆竖向升降或旋转的旋转升降机构；出料炉的中部一侧设有平移接料翻转机构和沉积物剥离机构，出料炉和加热炉的一侧同时连接抽真空机构。本发明专利技术根据电解精炼工艺流程设置电解区、沉积物料剥离区、接料区、物料转移区，采用水平伸缩翻转式机械盘接料、出料的结构模式，减少真空反应室内电气原件，延长了电气使用寿命，便于易损电器元件的更换。

【技术实现步骤摘要】
一种连续电解精炼装置
一种连续电解精炼装置，属于电解精炼

技术介绍
电解时用高温还原得到的粗金属铸成阳极，用含有欲制金属的盐溶液做电解液，控制一定电位使溶解电位比精炼金属正的杂质存留在阳极或沉积在阳极泥中（其中往往含有贵金属），用其他方法分离回收，而溶解电位比精炼金属负的杂质则溶入溶液，不在阴极上析出，从而在阴极上可得到精炼的高纯金属，利用电解精炼的金属有铜、金、银、铂、镍、铁、铅、锑、锡、铋等，通过电解质溶液的电解，由粗金属作阳极，纯金属作阴极，含有该金属离子的溶液作电解液，金属从阳极溶解，在阴极沉淀，粗金属中的杂质，不活泼的杂质不溶解，成为阳极泥沉落于电解槽底部，活泼的杂质虽然在阳极溶解，但不能在阴极沉淀，所以通过电解阴极可以得到纯度很高的金属，称为金属的电解精炼，电解精炼常用于有色金属的精炼，如粗铜，粗银，粗镍等的精炼。国际上有两种成熟的再处理/废料调节放射性核燃料的熔融盐方法，DimitrovgradSSC开发的方法-RIAR方法使用高温(1000K)低共熔盐混合物作为燃料的溶剂，也作电解液体系，在该俄罗斯体系中，溶剂为NaCl/KCl或CsCl/KCl的低共熔混合物，该法用化学氧化剂(氯气和氧气)与粉状UO2燃料反应形成可溶于熔融盐的高氧化态化合物如UO2Cl2，铀化合物在阴极被还原为UO2，其形成树枝状晶体沉积物，但是使用一段时间以后，熔融盐负载了裂变产物，它们不仅开始影响产品的质量，而且在盐中产生了太多的热量，这些裂变产物一般但并非唯一地必须作为废料以适合形式隔离固定的高活性镧系或锕系元素，在美国ArgonneNationalLaboratory(ANL)开发的方法中，一般使用熔融的LiCl/KCl低共熔混合物，而不是含钠或铈盐的体系，仍使用高温(773K)，该法通过流入电流以氧化铀阳极和在熔融盐电解液中形成铀离子来处理废核燃料，铀在阴极被还原，沉积为金属铀，ANL方法不幸的是间歇式方法，由于铀被收集在设备底部的贮器中，为了移去贮器回收产物，就必须中断处理过程，另外，该法操作时机械密集，包括使用用于刮掉阴极产物的转动阳极，由于机械卡住，时常遇到问题。在航空航天、航海、红外和光电等领域，广泛使用高纯金属。而高纯金属的电解精炼方法在中国专利92112474.0中公开了《电解精炼中电极金属的剥离方法及实施该方法的设备》，中国专利00108703.2公开了《用于除去在电解精炼或电解沉积中产生的沉积物的装置》和中国专利02105301.X公开了《分离金属的电解精炼方法》，但这些方法提炼的金属远远不能满足现代技术对高纯金属的要求，目前，国内外使用的类似设备不仅结构复杂、价格高、操作烦琐，而且精炼提纯度较低，加之现有设备自身的结构缺陷，使其工艺上不能实现连续的电解精炼。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种实现连续电解精炼、设备结构设计更合理、工艺流程简洁易行、连续电解周期更长、易损部件更换操作更简单的连续电解精炼装置。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种连续电解精炼装置，包括上固定平台、竖置的阴极旋转升降杆、出料炉和加热炉，其特征在于：上固定平台上固定安装出料炉和加热炉，出料炉的下部套装在加热炉内，出料炉下部内腔设有电解装置，阴极旋转升降杆的下部穿过出料炉进入电解装置，阴极旋转升降杆的上部伸出出料炉顶部，出料炉的上部一侧设有带动阴极旋转升降杆竖向升降或旋转的旋转升降机构；出料炉的中部一侧设有横向设置的平移接料翻转机构和沉积物剥离机构，平移接料翻转机构一端通过取料机构连接出料炉，出料炉和加热炉的一侧同时连接抽真空机构。本专利技术将电解、沉积物剥离及取料等工序形成一体化的结构形式，出料炉和加热炉形成的主炉体结构包括熔炼电解区、电解沉积物料剥离区、接料区、物料转移区四个功能区域，四个功能区既可以实现真空通道的连通组合，又能独立拆开分离，采用水平伸缩式机械盘接料、出料的结构模式，使得真空反应室内电气原件较少，有效的延长了电气使用寿命，以及便于易损电器元件的更换。根据电解精炼的流程工艺，本专利技术的物料熔炼、电解精炼、沉积物剥离等功能垂直结构布置，物料转运水平布置，这样形成三位一体的连续电解功能体系，既保证了本工艺的流程化、连续化的工作特点，又节约了作业空间，形成一个相对封闭式的作业环境，经过长期实验证明，本专利技术的连续电解精炼装置可在稳定、高效运行的基础上，确保设备结构设计更合理、工艺流程更简洁易行、连续电解周期更长、易损部件更换操作更简单。所述的出料炉包括上下连通设置的上炉体、中间炉体和下炉体，中间炉体一侧连接取料机构，取料机构与中间炉体之间设有插板阀，以便作业环境和出料环境的开通和隔离。所述的沉积物剥离机构的剥离刀水平伸入中间炉体内，所述的平移接料翻转机构的移动端可穿过取料机构与插板阀水平进入中间炉体内。所述的电解装置包括内外套装的阳极筒和料筒，阳极筒的顶面设有间隙，容许阴极旋转升降杆下部提升板穿过。阴极旋转升降杆下部对应设有密封定位装置，为进一步确保阳极筒能顺利放入熔盐坩埚（料筒）内，在阳极筒底部设计倒锥形环圈，在阳极筒与熔盐坩埚发生微错位时，阳极筒可以实现自找中功能。密封定位装置包括提升板、定位凸起及在提升板的上方设置的金属防护屏，提升板为径向环形均布在阴极旋转升降杆下部的多块矩形或扇形板，至少均布设有三块提升板，每块提升板的顶部均设有定位凸起，与之对应的，在阳极筒上法兰径向环形均布多块矩形或扇形板，至少均布设有三块板，每块板都有与提升板定位凸起配合扣接的圆孔，当提升板下降到阳极筒上法兰下部时，阴极旋转升降杆带动提升板通过动力旋转一定角度，使定位凸起与阳极筒的上法兰板上的圆孔对应起来，阴极旋转升降杆通过升降装置带动提升板，将阳极筒提升起来，由此，在提升板提升与阳极筒下降的整个过程中，阳极筒与提升板之间都不会发生任何错位，保证了同轴度；为防止电解过程中盐的挥发对炉体内壁及炉体侧部的插板阀的富集，在阳极筒上部设置圆形金属防护屏，金属防护屏设有上下叠加设置的多层，其外径与料筒内壁为小间隙配合，隔离电解精炼过程中烟尘挥发，设置金属防护屏的第二个功能是隔热，金属防护屏可以有效的将熔盐的热量进行阻隔，使导杆上半截的温度可以得到有效的降低，同时外层的金属屏也能有效的将导杆上的热量进行散失，从而降低中上部导杆温度。所述的阴极旋转升降杆为内部中空设置的金属封闭管体，金属管内腔流通冷却水，金属管的上部两侧分别设有进水口和出水口，进水口通过冷却水管连接冷却水，出水口通过管路连接抽水泵，阴极旋转升降杆下部螺纹连接电极杆。阴极旋转升降杆作为电解反应中的阴极杆，是带电的，为了防止电解时加热炉中的温度过高对阴极旋转升降杆的材质及相连的密封组件造成损坏，在阴极旋转升降杆内部通冷却水，进水口和出水口都设置在阴极旋转升降杆的上部，从一侧进水，另一侧出水，从而达到冷却的效果。所述的旋转升降机构包括升降油缸、升降支架和旋转电机，升降支架平行竖置在阴极旋转升降杆的一侧，升降支架一侧面上设有竖向设置的升降滑槽，升降滑槽外侧设有凸起的升降滑轨，阴极旋转升降杆一侧通过升降滑块滑动安装在升降滑轨上；阴极旋转升降杆顶部设有带动其旋转的旋转电机，升降支架内设有升降动力机构，所述升降滑块内侧固定连接升降本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续电解精炼装置，包括上固定平台（15）、竖置的阴极旋转升降杆（2）、出料炉和加热炉（8），其特征在于：上固定平台（15）上固定安装出料炉和加热炉（8），出料炉的下部套装在加热炉（8）内，出料炉下部内腔设有电解装置，阴极旋转升降杆（2）的下部穿过出料炉进入电解装置，阴极旋转升降杆（2）的上部伸出出料炉顶部，出料炉的上部一侧设有带动阴极旋转升降杆（2）竖向升降或旋转的旋转升降机构（16）；出料炉的中部一侧设有横向设置的平移接料翻转机构（11）和沉积物剥离机构（13），平移接料翻转机构（11）一端通过取料机构连接出料炉，出料炉和加热炉（8）的一侧同时连接抽真空机构（14）。

【技术特征摘要】
1.一种连续电解精炼装置，包括上固定平台（15）、竖置的阴极旋转升降杆（2）、出料炉和加热炉（8），其特征在于：上固定平台（15）上固定安装出料炉和加热炉（8），出料炉的下部套装在加热炉（8）内，出料炉下部内腔设有电解装置，阴极旋转升降杆（2）的下部穿过出料炉进入电解装置，阴极旋转升降杆（2）的上部伸出出料炉顶部，出料炉的上部一侧设有带动阴极旋转升降杆（2）竖向升降或旋转的旋转升降机构（16）；出料炉的中部一侧设有横向设置的平移接料翻转机构（11）和沉积物剥离机构（13），平移接料翻转机构（11）一端通过取料机构连接出料炉，出料炉和加热炉（8）的一侧同时连接抽真空机构（14）。2.根据权利要求1所述的，其特征在于：所述的出料炉包括上下连通设置的上炉体（3）、中间炉体（4）和下炉体（5），中间炉体（4）一侧连接取料机构，取料机构与中间炉体（4）之间设有插板阀（17），所述的沉积物剥离机构（13）的剥离刀（1301）水平伸入中间炉体（4）内，所述的平移接料翻转机构（11）的移动端可穿过取料机构与插板阀（17）水平进入中间炉体（4）内。3.根据权利要求1所述的一种连续电解精炼装置，其特征在于：所述的电解装置包括内外套装的阳极筒（7）和料筒（6），阳极筒（7）的顶面设有容许阴极旋转升降杆（2）下部穿过的长条孔，阴极旋转升降杆（2）下部对应设有密封定位装置。4.根据权利要求1所述的一种连续电解精炼装置，其特征在于：所述竖置的阴极旋转升降杆（2）内部为中空的金属封闭管体，金属管内腔流通冷却水，金属管的上部两侧分别设有进水口（205）和出水口（206），进水口（205）通过冷却水管连接冷却水，出水口（206）通过管路连接抽水泵，金属管下部螺纹连接电极杆（204）。5.根据权利要求1所述的一种连续电解精炼装置，其特征在于：所述的旋转升降机构（16）包括升降油缸（1601）、升降支架（1602）和旋转电机（1606），升降支架（1602）平行竖置在阴极旋转升降杆（2）的一侧，升降支架（1602）一侧面上设有竖向设置的升降滑槽（1604），升降滑槽（1604）外侧设有凸起的升降滑轨...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，朱海燕，
申请(专利权)人：淄博业齐机械设备有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37