一种稀土电解槽结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种稀土电解槽结构，包括槽体外壳，槽体外壳的内壁铺设有保温层，保温层的上方放置有第一金属套，保温层与第一金属套之间连接有第一耐火层，第一金属套内放置有第二金属套，第二金属套和第一金属套之间填充有第二耐火层，第二金属套内放置有电解槽，第二金属套和电解槽之间连接防渗漏层，电解槽的底部安装有坩埚，电解槽的顶部与炉台面连接，电解槽内放置有阳极和阴极，阳极固定于炉台面上并通过炉台面与正极电连接，阴极扦插于电解槽内，且阴极与负极电连接。本实用新型专利技术的电解槽结构在电流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，有效解决了现有电解槽所存在的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土电解槽结构
本技术涉及稀土电解槽结构领域，特别涉及一种用于氟盐体系氧化物电解制备稀土金属的电解槽结构。
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结构，以解决现有电解槽所存在的问题。本技术采用的技术方案如下：一种稀土电解槽结构，包括槽体外壳，其特征在于，槽体外壳的内壁铺设有保温层，保温层的上方放置有第一金属套，保温层与第一金属套之间连接有第一耐火层，第一金属套内放置有第二金属套，第二金属套和第一金属套之间填充有第二耐火层，第二金属套内放置有电解槽，第二金属套和电解槽之间连接防渗漏层，电解槽的底部安装有坩埚，电解槽的顶部与炉台面连接，电解槽内放置有阳极和阴极，阳极固定于炉台面上并通过炉台面与正极电连接，阴极扦插于电解槽内，且阴极与负极电连接。进一步，为了便于第二耐火层排气，第一金属套内的底部四个角落处分别预埋有排气管，所述排气管用于排出第二耐火层内的气体。进一步，为了便于防渗漏层排气，第二金属套内的底部四个角落处分别预埋有排气管，所述排气管用于排出防渗漏层内的气体。进一步，第一耐火层与保温层之间平铺有隔热层。进一步，隔热层的上端面与第一耐火层相接触的四个角落处分别预埋有排气管，所述排气管用于排出第一耐火层内的气体。进一步，槽体外壳的内壁与保温层之间设有纤维保温层，纤维保温层铺设安装在槽体外壳的内壁上。进一步，所述坩埚为钨钼复合坩埚，所述炉台面连接有冷却水循环系统。进一步，所述防渗漏层为阴极糊层。进一步，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，钨阴极的尺寸为φ50-φ70mm。进一步，所述第一金属套和第二金属套均采用钢材制成，电解槽的槽口处铺设有刚玉垫圈。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：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；2、导电结构首次采用炉台面导电，水冷降压的方式，有效的降低了槽电压，能耗降低20%；3、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；4、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；5、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%；6、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；7、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。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是本技术的炉台面剖视结构示意图；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本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种稀土电解槽结构，包括槽体外壳（1），其特征在于，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（15），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。

【技术特征摘要】
1.一种稀土电解槽结构，包括槽体外壳（1），其特征在于，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（15），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。2.如权利要求1所述的稀土电解槽结构，其特征在于，第一金属套（6）内的底部四个角落处分别预埋有排气管，所述排气管用于排出第二耐火层（15）内的气体。3.如权利要求1所述的稀土电解槽结构，其特征在于，第二金属套（7）内的底部四个角落处分别预埋有排气管，所述排气管用于排出防渗漏层（8）内的气体。4.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：聂仲文，颜豪威，柳云龙，徐明钟，苏严，
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