The present invention relates to a cathode for aluminium electrolysis and an aluminium electrolytic cell. The cathode includes a body. The surface of the body contacting with liquid aluminium is provided with several parallel grooves. The climbing angle of the groove is not less than 90 degrees. The width of the groove is 1_500 um, the depth of the groove is 1_500 um, the depth of the groove and the width of the groove. The ratio of degree is greater than 0 and less than 0.3; the distance between two adjacent grooves is 1_500 micron, and the ratio of the distance between two adjacent grooves to the width of the groove is greater than 0 and less than 0.3. The invention ensures that the wetting state of aluminum liquid on the cathode surface is Wenzel wetting state by reasonably setting the shape and size of the groove on the cathode surface of the aluminium electrolytic cell, significantly increases the contact area between the aluminium liquid and the cathode surface of the aluminium electrolytic cell, and reduces the contact pressure drop between the aluminium liquid and the cathode; at the same time, it can also reduce the fluctuation of the aluminium liquid in the electrolytic It is beneficial to stable operation of electrolyzer and energy saving.
【技术实现步骤摘要】
一种铝电解用阴极及铝电解槽
本专利技术涉及一种铝电解用阴极及铝电解槽,属于冶金设备领域。
技术介绍
当前,铝电解工业普遍采用的是冰晶石-氧化铝熔盐电解法生产金属铝,该方法是以冰晶石做溶剂,氧化铝做溶质,炭素材料做阴阳极,通入万安培电流电解从而在阴极析出金属铝。现行铝电解槽内必须存留24~30cm厚的铝液层,以利用铝液自身重力来提高铝液在炭阴极表面上的稳定性。由于铝液与阴极表面之间的润湿性差,再加上电磁场作用,铝液仍在阴极表面波动。为此,生产中不得不保持较高的极距(40~60mm),以防止铝液波动或阴阳极短路而影响电流效率,而电解槽被迫在较高的槽电压下运行,造成高的吨铝能耗。因此,提高阴极对铝液的润湿性,可提高铝液稳定性,进而改善槽稳定性,如实现阴极与铝液的完全润湿,则不需要在阴极上方存留厚厚的铝液层,从而大大削弱磁场对铝液的巨大干扰,可实现大幅度降低极距的同时保证高的电流效率,有利于节能降耗。为了解决这个问题,科研工作者们展开了大量研究。硼化钛陶瓷由于和铝液润湿性能好、电导率高、抗腐蚀和抗钠渗透能力强等原因一度被认为是最有望应用于铝电解槽阴极的材料,但由于其烧结难度高、脆性大、成本高,而涂层又不易与阴极炭块基体良好结合等造成始终未能应用到工业铝电解槽。因此,寻找一种新的途径来改善铝液和阴极的润湿性能,尤为重要。
技术实现思路
针对现有技术的不足,本专利技术提供一种铝电解用阴极及铝电解槽,以提升阴极对铝液的润湿性能,降低铝电解生产能耗。为了解决上述技术问题,本专利技术的技术方案如下:一种铝电解用阴极,包括本体,所述本体与铝液接触的表面设有多条相互平行排列的凹槽, ...
【技术保护点】
1.一种铝电解用阴极,包括本体(1),其特征在于,所述本体(1)与铝液接触的表面设有多条相互平行排列的凹槽(2),所述凹槽的爬升角(α)不小于90°,所述凹槽的宽度(n)为1‑500μm,凹槽的深度(h)为1‑500μm,凹槽的深度与凹槽的宽度之比大于0且小于0.3;相邻两条凹槽之间的间距(m)为1‑500μm,相邻两条凹槽之间的间距与凹槽的宽度之比大于0且小于0.3。
【技术特征摘要】
1.一种铝电解用阴极,包括本体(1),其特征在于,所述本体(1)与铝液接触的表面设有多条相互平行排列的凹槽(2),所述凹槽的爬升角(α)不小于90°,所述凹槽的宽度(n)为1-500μm,凹槽的深度(h)为1-500μm,凹槽的深度与凹槽的宽度之比大于0且小于0.3;相邻两条凹槽之间的间距(m)为1-500μm,相邻两条凹槽之间的间距与凹槽的宽度之比大于0且小于0.3。2.根据权利要求1所述的铝电解用阴极,其特征在于,以每两条相邻凹槽(2)之间的本体表面区域为一个子区域(3),凹槽(2)的侧面与该侧面邻接的子区域之间的夹角(β)不小于90°。3.根据权利要求1所述的铝电解用阴极,其特征在于,所述爬升角为90-135°。4.根据权利要求1所述的铝电解用阴极,其特征在于,凹槽的深度与凹槽的宽度之比在0.02-0.2之间,相邻两条凹槽之间的间距...
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