电解冶炼炉和电解冶炼方法技术

本发明专利技术涉及适当地冶炼金属。电解冶炼炉具有炉主体、设置在炉主体内的底部的炉底电极和设置在炉主体内的炉底电极的上方的上部电极，并且上部电极包含尖晶石型结构的导电性化合物。物。物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电解冶炼炉和电解冶炼方法


[0001]本专利技术涉及电解冶炼炉和电解冶炼方法。

技术介绍

[0002]例如，作为用于精炼铁矿石的技术，目前为止广泛使用利用高炉、转炉的热处理。在该方法中，使作为金属材料的铁矿石和作为还原材料的焦炭在炉内燃烧。在炉内，焦炭中所含的碳从铁夺取氧，生成热和一氧化碳、二氧化碳。该反应热使铁矿石熔融，生成生铁。然后，通过从生铁中除去氧和杂质，得到纯铁。
[0003]在此，上述方法由于需要包含焦炭的大量的碳，因此一氧化碳、二氧化碳的产生量增大。随着近年来大气污染对策的严格化，要求抑制这些含碳气体的产生量的冶炼技术。作为这样的技术的一个例子，可以列举在下述专利文献1中记载的电解冶炼法。
[0004]在电解冶炼法中，在具有平面状炉底的炉内部，在炉底电极与上部电极之间夹设有熔融的铁矿石的状态下施加电压。由此，在上部电极侧析出包含炉渣成分的熔融电解质，在炉底电极侧析出熔融铁(纯铁)。作为上部电极，例如使用包含铁、铬、钒、钽的金属材料。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007][专利文献1]美国专利第8764962号说明书
[0008]但是，在专利文献1所示的电解冶炼法中，为了适当地冶炼金属而具有改善的余地。
[0009]本专利技术是为了解决上述问题而完成的，其目的在于提供能够适当地冶炼金属的电解冶炼炉和电解冶炼方法。

技术实现思路

[0010]用于解决问题的手段
[0011]为了解决上述问题并且实现目的，本公开内容所涉及的电解冶炼炉具有：炉主体；炉底电极，所述炉底电极设置在所述炉主体内的底部；和上部电极，所述上部电极设置在所述炉主体内的所述炉底电极的上方，并且所述上部电极包含尖晶石型结构的导电性化合物。
[0012]为了解决上述问题并且实现目的，本公开内容所涉及的电解冶炼炉具有：炉主体；炉底电极，所述炉底电极设置在所述炉主体内的底部；上部电极，所述上部电极设置在所述炉主体内的所述炉底电极的上方；电源部，所述电源部对所述炉底电极与所述上部电极之间施加电压；和电压控制部，所述电压控制部控制所述电源部所施加的所述电压，并且所述电压控制部基于冶炼的对象物的种类设定所述电压的值。
[0013]为了解决上述问题并且实现目的，本公开内容所涉及的电解冶炼炉具有：炉主体，所述炉主体在内部贮存有电解液；炉底电极，所述炉底电极设置在所述炉主体内的底部；上部电极，所述上部电极设置在所述炉主体内的所述炉底电极的上方；加热部，所述加热部对
冶炼后的对象物进行加热而使其熔融；和移动机构，所述移动机构使所述上部电极移动，并且在利用所述加热部对冶炼后的对象物进行加热时，所述移动机构将所述上部电极配置在不浸渍在所述电解液内的位置。
[0014]为了解决上述问题并且实现目的，本公开内容所涉及的电解冶炼方法使用所述电解冶炼炉进行电解冶炼。
[0015]专利技术效果
[0016]根据本专利技术能够适当地冶炼金属。
附图说明
[0017][图1]图1为第一实施方式所涉及的电解冶炼炉的示意图。
[0018][图2]图2为第一实施方式的控制部的示意性框图。
[0019][图3]图3为表示每个温度的还原电位的例子的图。
[0020][图4]图4为表示将金属还原时每个施加电压的流过的电流值的一例的图。
[0021][图5]图5为第三实施方式所涉及的电解冶炼炉的示意图。
[0022][图6]图6为第三实施方式所涉及的上部电极的示意图。
[0023][图7]图7为第三实施方式所涉及的第二电极的示意性截面图。
[0024][图8]图8为表示冶炼时的上部电极的位置的示意图。
[0025][图9]图9为说明第三实施方式中的电解液的加热的示意图。
[0026][图10]图10为说明第三实施方式中的电解液的加热的示意图。
[0027][图11]图11为表示加热对象物时上部电极的位置的示意图。
[0028][图12]图12为说明第三实施方式中的对象物的加热的示意图。
[0029][图13]图13为说明第三实施方式中的对象物的冶炼和熔融的工艺的流程图。
[0030][图14]图14为表示第三实施方式的加热部的另一例的示意图。
具体实施方式
[0031]以下，参照附图详细说明本专利技术的优选实施方式。需要说明的是，本专利技术不限于该实施方式，另外，在存在多个实施方式的情况下，也包括将各实施方式组合而构成的方式。
[0032](第一实施方式)
[0033](电解冶炼炉的构成)
[0034]图1为第一实施方式所涉及的电解冶炼炉的示意图。第一实施方式所涉及的电解冶炼炉100为通过将原料A熔融并对熔融的原料A进行电解处理来冶炼(制造)对象物B的装置。对于原料A和对象物B将在后面说明。如图1所示，电解冶炼炉100具有炉主体10、炉底电极12、上部电极14、集电器16、壳体18、投入部20、电源部22、加热部24和控制部26。以下，将铅直方向设为Z方向。并且，将沿着Z方向的方向中的一个方向、在此为朝向铅直方向上方的方向设为Z1方向。另外，将沿着Z方向的方向中的另一方向、在此为朝向铅直方向下方的方向设为Z2方向。
[0035]炉主体10为具有壁部10A和底部10B的容器。底部10B为形成炉主体10的Z2方向侧的底面的部分，以在水平面内扩展的方式形成。壁部10A为以从底部10B的外周向Z1方向侧突出的方式形成的壁。在炉主体10内、即在由壁部10A和底部10B包围的空间中贮存有电解
液E。电解液E只要是具有导电性的溶液，则可以是任意的组成，例如可以为包含SiO2、Al2O3、MgO、CaO等氧化物的溶液。另外，如后文详述的，由于在冶炼时原料A溶解在电解液E中，因此在电解液E中含有溶解的原料A的成分。
[0036]炉底电极12设置在炉主体10内的Z2方向侧，更详细而言设置在底部10B上。炉底电极12为电解冶炼炉100中的阴极。作为一个例子，炉底电极12是由以钨为主要成分的金属材料一体形成的板状。在本实施方式中，炉底电极12呈一体形成的板状，但其形状可以是任意的。
[0037]上部电极14设置在炉主体10内的Z1方向侧，更详细而言，在炉主体10内设置炉底电极12的Z1方向侧。即，炉底电极12和上部电极14在炉主体10内相对地设置。上部电极14为电解冶炼炉100中的阳极。上部电极14由包含尖晶石型结构的导电性化合物的构件构成。更详细而言，在本实施方式中，上部电极14包含Fe3O4(磁铁矿)作为尖晶石型结构的导电性化合物。上部电极14中尖晶石型结构的导电性化合物、在此为Fe3O4的含量相对于上部电极14的整体优选为90重量％以上且100重量％以下。像这样，在本实施方式中，上部电极14包含Fe3O4作为尖晶石型结构的导电性化合物，但不限于此，例如也可以含有Mg、Al。需要说明的是，在本实施方式中，上部电极14呈一体形成的板状本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种电解冶炼炉，其中，所述电解冶炼炉具有：炉主体；炉底电极，所述炉底电极设置在所述炉主体内的底部；和上部电极，所述上部电极设置在所述炉主体内的所述炉底电极的上方，并且所述上部电极包含尖晶石型结构的导电性化合物。2.如权利要求1所述的电解冶炼炉，其中，所述上部电极包含Fe3O4。3.如权利要求1所述的电解冶炼炉，其中，所述上部电极中的Fe3O4的含量为90重量％以上且100重量％以下。4.如权利要求1～权利要求3中任一项所述的电解冶炼炉，其中，所述电解冶炼炉还具有电源部和电压控制部，所述电源部对所述炉底电极与所述上部电极之间施加电压，所述电压控制部控制所述电源部所施加的所述电压，并且所述电压控制部基于冶炼的对象物的种类设定所述电压的值。5.一种电解冶炼炉，其中，所述电解冶炼炉具有：炉主体；炉底电极，所述炉底电极设置在所述炉主体内的底部；上部电极，所述上部电极设置在所述炉主体内的所述炉底电极的上方；电源部，所述电源部对所述炉底电极与所述上部电极之间施加电压；和电压控制部，所述电压控制部控制所述电源部所施加的所述电压，并且所述电压控制部基于冶炼的对象物的种类设定所述电压的值。6.如权利要求5所述的电解冶炼炉，所述电解冶炼炉将包含第一金属和第二金属的合金进行冶炼，并且所述电压控制部基于所述第一金属和所述第二金属被还原的还原电位来设定所述电压的值。7.如权利要求6所述的电解冶炼炉，其中，所述电压控制部基于包含所述第一金属的第一原料和包含第二金属的第二原料向所述电解冶炼炉的投入比率设定所述电压的值，以使得所述合金中的所述第一金属和所述第二金属的含有比率成为所期望的值。8.如权利要求6所述的电解冶炼炉，其中，所述电解冶炼炉还具有投入控制部，所述投入控制部将包含所述第一金属的第一原料和包含所述第二金属的第二原料投入到所述电解冶炼炉中，所述投入控制部基于所述电压控制部设定的所述电压的值设定所述第一原料和所述第二原料向所述电解冶炼炉的投入比率，以使得所述合金中的所述第一金属和所述第二金属的含有比...

【专利技术属性】
技术研发人员：中野贵司，小城育昌，浅井由季，宇多信喜，
申请(专利权)人：三菱重工业株式会社，
类型：发明
国别省市：