金属锂电解槽制造技术

本实用新型专利技术公开了金属锂电解槽，其属于金属锂提炼技术领域，其包括阴极、阳极以及槽体，所述阳极竖直插入于槽体内，并导电连接有阳极导电排，所述阴极置于槽体内，并环绕阳极设置，所述槽体的底部上方铺设有耐火砖层，所述耐火砖层支承起所述阳极，所述阴极与槽体内壁导电固定连接，所述槽体外壁导电连接有阴极导电排，所述阴极导电排与阴极通过该槽体导电连接。本实用新型专利技术通过将阴极与槽体导电固定连接，使槽体与阴极在电解过程中受到保护，有效避免了槽体发生发生腐蚀；同时，阳极直接支承于耐火砖层之上，从而延长了阳极使用寿命，并缩短了阳极的装配时间。

Metal lithium electrolyzer

The utility model discloses a lithium metal electrolyzer, which belongs to the technical field of lithium metal refining. The cathode comprises a cathode, an anode and a tank body. The anode is vertically inserted into the tank body and is electrically connected with an anode conductive row. The cathode is placed in the tank body and is arranged around the anode body. A refractory brick is laid above the bottom of the tank body. The refractory brick layer supports the anode, and the cathode is electrically fixed and connected with the inner wall of the groove. The outer wall of the groove is electrically connected with a cathode conductive row, and the cathode conductive row is electrically connected with the cathode through the groove body. The utility model protects the cell body and the cathode body in the electrolysis process by fixing the cathode and the groove body through conductive connection, effectively avoiding the corrosion of the groove body; at the same time, the anode is directly supported on the refractory brick layer, thereby prolonging the service life of the anode and shortening the assembly time of the anode.

【技术实现步骤摘要】
金属锂电解槽
本技术涉及金属锂提炼
，具体涉及金属锂电解槽
技术介绍
熔盐电解法是目前工业化生产金属锂的唯一方法，而金属锂电解槽正是电解工序的关键设备，电解槽的制作成本、使用寿命是金属锂生产成本的重要因素。传统的电解槽包括有槽体，石墨制成圆筒状并插入至槽体内的阳极，以及呈圆筒状并环绕阳极设置的阴极。电解槽根据阳极插入电解液中的方式不同可分为下插式电解槽和上插式电解槽。其中，上插式电解槽具有结构简单、制作成本较低、更换石墨方便的优点，但其作为承重点的阳极上端由于暴露于空气中，在高温条件下，氧化严重且易受热破裂，承力易失效，致使阳极使用寿命缩短，同时，槽体受电解腐蚀严重，严重影响了企业的正常生产。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是：提供一种金属锂的电解槽，可有效解决现有上插式电解槽中槽体腐蚀严重、阳极使用寿命较短的问题。本技术为解决上述技术问题所采用的方案是：金属锂电解槽，包括阴极、阳极以及槽体，所述阳极从上至下竖直插入于槽体内，并导电连接有阳极导电排，所述阴极置于槽体内，并环绕阳极设置，所述槽体的底部上方铺设有耐火砖层，所述耐火砖层支承起所述阳极，所述阴极与槽体内壁导电固定连接，所述槽体外壁导电连接有阴极导电排，所述阴极导电排与阴极通过该槽体导电连接。进一步的，所述槽体内壁与阴极之间设置有若干片导电板，所述槽体与阴极通过该导电板导电连接，所述导电板沿阴极周向均匀间隔布置，所述导电板同时与阴极以及槽体内壁焊接固定。进一步的，所述槽体包括底座和筒身，所述筒身为一体化结构。进一步的，所述槽体的上方设置有盖体，所述槽体通过设置于其与盖体之间的绝缘体支承起所述盖体，所述阳极的下部贯穿该盖体，所述阳极导电排与阳极的连接位置处于盖体的上方。进一步的，所述绝缘体为耐火砖。进一步的，所述槽体的外侧还设置有用于冷却槽体的盘管冷却装置，所述槽体内还设置有用于检测槽体内温度变化的测温导管。进一步的，所述槽体采用碳钢制作。综上所述，本技术的有益效果是：本技术通过将阴极与槽体导电固定连接，使槽体与阴极在电解过程中受到保护，有效避免了槽体发生发生腐蚀；同时，阳极直接支承于耐火砖层之上，从而延长了阳极使用寿命，并缩短了阳极的装配时间。附图说明图1为本技术的结构示意图；图2为图1中A-A处的截面示意图。【具体符号说明】1-阴极，2-阳极，3-槽体，301-底座，302-筒身，4-耐火砖层，5-阴极导电排，6-阳极导电排，7-导电板，8-盖体，9-绝缘体，10-测温导管。具体实施方案下面将结合附图对本技术金属锂电解槽作详细介绍。如图1所示，本技术所提供的金属锂电解槽，其包括阴极1、阳极2以及槽体3，所述阳极2从上至下竖直插入于槽体3内，并导电连接有阳极导电排6，所述阴极1置于槽体3内，并环绕阳极2设置，所述槽体3的底部上方铺设有耐火砖层4，所述耐火砖层4支承起所述阳极2，所述阴极1与槽体3内壁导电固定连接，所述槽体3外侧导电连接有阴极导电排5，所述阴极导电排5与阴极1通过该槽体3导电连接。在使用本技术所提供的金属锂电解槽时，熔融状态下的电解质LiCl-KCl通入至槽体3内，使电解质没过阴极1。在将直流电通入阳极2、电解质和阴极1后，阳极2与溶液界面处发生氧化反应并析出氯气，阴极1与溶液界面处发生还原反应并析出金属锂。在常规上插式电解槽中，阳极2作为承重点的上端往往暴露于空气中，在高温条件下，阳极2的上端氧化严重且易受热破裂，其承重点易失效，致使阳极2使用寿命缩短，而在本实施方式当中，阳极2直接放置于耐火层上，由耐火砖层4所支承，阳极2上端的氧化状况并不影响耐火砖层4的支承效果，从而延长了阳极2使用寿命，并缩短了阳极2的装配时间。同时，由于阴极1与槽体3内壁导电连接，阴极导电排5通过槽体3向阴极1施加电解电流，从而使整个槽体3成为电解的阴极，而根据阴极保护的原理，槽体3材料中的电子的迁移得到抑制，从而避免或削弱了槽体3的腐蚀，延长了槽体3的使用寿命。其中，外侧即指远离阳极2的一侧。此外，本实施方式当中，阴极1与槽体3固定连接，省略了阴极1安装环节，提高了安装效率。在上述实施方式当中，阴极1可以贴合于槽体3内壁并与槽体3焊接成一体，以使槽体3与阴极1导电固定连接，而为提高金属锂的析出效率，如图2所示，作为优选方式，本实施方式当中，所述槽体3内壁与阴极1之间设置有若干片导电板7，所述槽体3与阴极1通过该导电板7导电连接，所述导电板7沿阴极1周向均匀间隔布置，所述导电板7同时与阴极1以及槽体3内壁焊接固定。在上述实施方式当中，槽体3可以选用传统槽体3所普遍采用的法兰分段连接式结构。而法兰分段连接式结构的槽体3，在高温状态下容易于筒身的法兰连接处发生漏料，使用安全性较差。所以作为优选方式，本实施方式当中，所述槽体3包括底座301和筒身302，所述筒身302为一体化结构。其中，随着电解的进行，阳极2于其与电解质溶液界面处析出有毒氯气，所以为提高操作安全性，部分金属锂电解槽的顶部设置带有排气口，取锂口以及加料口等开口的盖体8，且其阳极2的下部贯穿该盖体8并伸入至槽体3内。但在本实施方式当中，由于槽体3呈阴极，被阳极2贯穿的盖体8如果直接与槽体3相连，容易发生电流的短路，所以作为优选方式，本实施方式当中，所述槽体3的上方设置有盖体8，所述槽体3通过设置于其与盖体8之间的绝缘体9支承起所述盖体8，所述阳极2的下部贯穿该盖体8，所述阳极导电排6与阳极2的连接位置处于盖体8的上方。如图1所示，绝缘体9有效隔绝了槽体3与盖体8，从而避免了电流的短路。其中，在本实施方式当中，为降低实施成本，绝缘体9为耐火砖。传统的电解槽槽体3外侧往往加装有水套冷却装置，而水套冷却装置存在水套焊缝破裂致使冷却水浸入电解槽的安全隐患，电解槽中金属锂遇水会产生氢气，氢气聚集易引起爆炸。所以作为优选方式，本实施方式当中，所述槽体3的外侧还设置有用于冷却槽体3的盘管冷却装置，所述槽体3内还设置有用于检测槽体3内温度变化的测温导管10。其中，盘管冷却装置可根据测温导管10以及环境温度，来确定是否对槽体3进行冷却，相较于水套冷却装置，电解槽安全性得到大幅提高。此外，在上述实施方式当中，槽体3可以采用不锈钢或碳钢制作，而为降低实施成本，作为优选方式，本实施方式当中，所述槽体3采用碳钢制作。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.金属锂电解槽，包括阴极(1)、阳极(2)以及槽体(3)，所述阳极(2)从上至下竖直插入于槽体(3)内，并导电连接有阳极导电排(6)，所述阴极(1)置于槽体(3)内，并环绕阳极(2)设置，其特征在于：所述槽体(3)的底部上方铺设有耐火砖层(4)，所述耐火砖层(4)支承起所述阳极(2)，所述阴极(1)与槽体(3)内壁导电固定连接，所述槽体(3)外壁导电连接有阴极导电排(5)，所述阴极导电排(5)与阴极(1)通过该槽体(3)导电连接。

【技术特征摘要】
1.金属锂电解槽，包括阴极(1)、阳极(2)以及槽体(3)，所述阳极(2)从上至下竖直插入于槽体(3)内，并导电连接有阳极导电排(6)，所述阴极(1)置于槽体(3)内，并环绕阳极(2)设置，其特征在于：所述槽体(3)的底部上方铺设有耐火砖层(4)，所述耐火砖层(4)支承起所述阳极(2)，所述阴极(1)与槽体(3)内壁导电固定连接，所述槽体(3)外壁导电连接有阴极导电排(5)，所述阴极导电排(5)与阴极(1)通过该槽体(3)导电连接。2.按照权利要求1所述的金属锂电解槽，其特征在于：所述槽体(3)内壁与阴极(1)之间设置有若干片导电板(7)，所述槽体(3)与阴极(1)通过该导电板(7)导电连接，所述导电板(7)沿阴极(1)周向均匀间隔布置，所述导电板(7)同时与阴极(1)以及槽体(3)内壁焊接固定。3.按照权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈福怀，邓玉松，左永健，
申请(专利权)人：天齐锂业射洪有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51