一种稀土电解槽的炉台面结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种稀土电解槽的炉台面结构，包括槽体外壳，其特征在于，槽体外壳内放置有保温层和电解槽，槽体外壳的上部通过炉台面封口，阴极穿过炉台面的中部并深入电解槽内，电解槽内设置有阳极，阳极的上端与炉台面连接，且阳极通过炉台面与正极电连接。本实用新型专利技术提供的一种稀土电解槽的炉台面结构，主要解决了传统稀土电解槽所存在的槽电压过高，能耗较高的问题，通过采用炉台面导电的方式来形成导电结构，再通过水冷降压的方式，有效的降低了槽电压，能耗降低了20%。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土电解槽的炉台面结构
本技术涉及稀土电解槽结构领域，特别是一种稀土电解槽的炉台面结构。
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
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种稀土电解槽的炉台面结构，主要解决传统稀土电解槽所存在的槽电压过高，能耗较高的问题。本技术采用的技术方案如下：一种稀土电解槽的炉台面结构，包括槽体外壳，其特征在于，槽体外壳内放置有保温层和电解槽，槽体外壳的上部通过炉台面封口，阴极穿过炉台面的中部并深入电解槽内，电解槽内设置有阳极，阳极的上端与炉台面连接，且阳极通过炉台面与正极电连接。进一步，炉台面由导电材料制成。进一步，电解槽的槽口处铺设有刚玉垫圈，所述炉台面连接有冷却水循环系统。进一步，所述阳极为石墨阳极，所述阴极为平行上插式钨阴极。进一步，所述阴极的尺寸为φ50-φ70mm。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%。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：本技术提供的一种稀土电解槽的炉台面结构，主要解决了传统稀土电解槽所存在的槽电压过高，能耗较高的问题，通过采用炉台面导电的方式来形成导电结构，再通过水冷降压的方式，有效的降低了槽电压，能耗降低了20%，并且，采用炉台面导电的方式简化了石墨阳极的紧固形式，降低了劳动强度。附图说明图1是本技术的一种稀土电解槽的正面剖视结构示意图；图2是本技术的稀土电解槽俯视结构示意图；图3是本技术的炉台面结构剖视示意图；图4是本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，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、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技术，并不用于限定本技术。如图1至图7所示，一种稀土电解槽结构，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扦插于电解槽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也可以采用耐火材料来填充，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，同时，由于镁砂在高温下会排出水蒸气和其他气体，为了便于排气，在铺设镁砂料时，第一金属套内的底部四个角落处分别预埋一根用于排气的排气管（图中未画出）。为了提高隔热效果和防止高温渗漏，第一耐火层5与保温层3之间平铺一层隔热层4，隔热层4可采用耐火砖砌成，相应地，为了排出第一耐火层5内的气体，隔热层4的上端面与第一耐火层5相接触的四个角落处分别预埋有一根排气管，以保证整个结构的紧密度。进一步地说，由于阴极糊在高温条件下会膨胀并结胶，进而产生气体，为了排出气体，第二金属套7内的底部四个角落处分别预埋一根用于排气的排气管，即通过排气管来排出防渗漏层8内的气体。上述中，排气管可以是塑料管，也可以是金属管，例如，当排气管是塑料管时，塑料管在高温条件下软化并形成排气通道，以利于阴极糊或者镁砂料膨胀排气；当排气管是金属管时，由于金属管熔点较高，需要在金属管的周身上设置多个通孔来辅助排气。进一步地说，为了进一步提高防渗漏和保温效果，槽体外壳1的内壁与保温层3之间设有纤维保温层2，纤维保温层2铺设安装在槽体外壳1的内壁上。所述电解槽9为优选为石墨槽，所述阳极11则优选为石墨阳极，所述阴极12为平行上插式钨阴极，钨阴极的的尺寸要求为φ50-φ70mm。所述第一金属套6和第二金属套7均采用钢材制成，电解槽9的槽口处铺设有刚玉垫圈13。本专利技术的稀土电解槽结构的施工工艺包括以下步骤：步骤1、取经预处理过的槽体外壳1，在槽体外壳1的内壁铺设保温砖以形成符合设计要求的保温层3，要求上下每层保温砖之间错开缝隙；步骤2、在保温层3的上方铺设第一耐火层5，在第一耐火层5的上方放置第一金属套6，要求第一金属套6与第一耐火层5之间紧密接触；步骤3、在第一金属套6内放置第二金属套7，第一金属套6和第二金属套7之间铺设第二耐火层15以填充彼此之间的间隙，要求第二耐火层15与第一金属套6和第二金属套7紧密接触；步骤4、在第二金属套7内放置电解槽9，电解槽9与第二金属套7之间铺设防渗漏层8以填充彼此之间的间隙，要求防渗漏层8与电解槽9与第二金属套7紧密接触；步骤5、在电解槽9的槽口处铺设刚玉垫圈13，再用熔盐和本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土电解槽的炉台面结构，包括槽体外壳（1），其特征在于，槽体外壳（1）内放置有保温层（3）和电解槽（9），槽体外壳（1）的上部通过炉台面（14）封口，阴极（12）穿过炉台面（14）的中部并深入电解槽（9）内，电解槽内设置有阳极（11），阳极（11）的上端与炉台面（14）连接，且阳极（11）通过炉台面（14）与正极电连接。

【技术特征摘要】
1.一种稀土电解槽的炉台面结构，包括槽体外壳（1），其特征在于，槽体外壳（1）内放置有保温层（3）和电解槽（9），槽体外壳（1）的上部通过炉台面（14）封口，阴极（12）穿过炉台面（14）的中部并深入电解槽（9）内，电解槽内设置有阳极（11），阳极（11）的上端与炉台面（14）连接，且阳极（11）通过炉台面（14）与正极电连接。2.如权利要求1所述的稀土电解槽的炉台面结构，其特征在于，炉台...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂仲文，柳云龙，徐明钟，苏严，饶宁，王学才，杨涛，
申请(专利权)人：四川江铜稀土有限责任公司，
类型：新型
国别省市：四川,51