一种高纯铝电解槽制造技术

本实用新型专利技术涉及一种高纯铝电解槽，属于高纯铝制备技术领域，电解槽包括钢壳体、阳极石墨块、阴极石墨块、绝缘隔离墙、液态电解质和合金母液，液态电解质、合金母液和绝缘隔离墙一起将钢壳体的内部分成阳极区和阴极区，阳极区设置有阳极石墨块，阴极区设置有阴极石墨块，直接利用原铝液为原料，采用环保型电化学方法，一步生产出99.999％以上的高纯铝，提高生产效率并降低成本。产效率并降低成本。产效率并降低成本。

A high purity aluminum electrolytic cell

【技术实现步骤摘要】
一种高纯铝电解槽


[0001]本技术涉及高纯铝制备
，特别是涉及一种高纯铝电解槽。

技术介绍

[0002]高纯铝(99.999％及以上)具有许多优良性质，用途广泛，特别是在电子工业及航空航天工业等领域应用较多。其中96％用于半导体行业，4％用作超导电缆的稳定化材料。
[0003]在制造集成电路芯片时，阴极溅射是一道必不可少的工艺，蒸发的呈等离子状态的铝沉积阴极靶面，即在硅片上形成一层薄薄的均匀的极少缺陷的铝膜，随后在铝膜上涂一层感光性树脂，经曝光后去除未感光的树脂，保留极窄的铝条便是所需的导电体。阴极溅镀的铝越纯，其导电率越高。
[0004]高纯铝的另外一个用途是作为集成电路的配线。其中杂质铀和钍含量越少越好，因为铀和钍是放射性元素，时时释放出α粒子，从而造成集成电路出现故障，使程序出现失误和混乱。
[0005]高纯铝可制作板状靶材，大规模应用于PDP及TFT平板显示器用溅射靶材。还可用于制造光电子存储媒体，如CD、CD～ROM、CD～RW、数据盘或微型盘、DVD银盘等。在银盘中用高纯铝溅射膜作为光反射层。
[0006]近代激光器具有处理样本的精确点数字信息传呼能力，但需要高精密装备与高纯铝，即利用高纯铝制造存储媒体。
[0007]目前生产纯度为99.999％以上的高纯铝的方法是传统三层液法、偏析法和联合法，偏析法生产高纯铝纯度不如三层液法生产的高纯铝纯度高，主要原因是在铝中存在很多分配系数大于1的元素，这些元素利用偏析法是去除不掉的。联合法是以三层液法生产的高纯铝为原料，进一步采用偏析法提纯，联合法流程长，成本高。
[0008]另外，现有三层液电解法生产该级别高纯铝都是采用20世纪50年代的氟氯化物电解质体系，吨耗不低于13000kWh，最大缺点是环境污染，以氯化物为主的BaCl2，含2个结晶水，该氯化物吸水性极强，与其他电解质接触产生化学反应，产出氯化氢气体，不断向外排出，造成环境污染，更为严重的是由于吸水后必须造渣，还促使槽内结成炉帮，需要按时清理大量废渣，与此同时，目前使用的固体铝阴极底部，同样造渣，减小了导电面积，影响电流通过，容易出现打火现象，需要停电清理，捞渣，三个月局部更换电极一次，该操作在高温下进行，环境恶劣，并且在清除废渣时，槽温下降，给生产带来极大不稳定性，还容易因操作不当，使高纯铝变成废铝，操作时镁含量成倍增加，使得高纯铝的质量不断下降。

技术实现思路

[0009]本技术的目的是提供一种高纯铝电解槽，以使用原铝液为原料，一步生产高纯铝，提高生产效率并降低成本。
[0010]为实现上述目的，本技术提供了如下方案：
[0011]一种高纯铝电解槽，所述电解槽包括：钢壳体、阳极石墨块、阴极石墨块、绝缘隔离
墙、液态电解质和合金母液；
[0012]阳极石墨块、阴极石墨块和绝缘隔离墙设置在钢壳体的上底面的内壁上，绝缘隔离墙位于阳极石墨块和阴极石墨块之间；
[0013]在阳极石墨块远离绝缘隔离墙一侧的钢壳体的上底面上开设下料口，在阴极石墨块远离绝缘隔离墙一侧的钢壳体的上底面上开设出铝口；
[0014]所述钢壳体的内部从下至上依次注有合金母液和液态电解质；液态电解质和绝缘隔离墙一起将钢壳体的内部分成阳极区和阴极区；所述阳极区用于通过下料口注入原铝液和粗铝；所述阴极区用于析出高纯铝，并通过出铝口取出高纯铝。
[0015]可选的，所述阳极石墨块和阴极石墨块上方的钢壳体的上底面包括从下至上依次设置的防渗料层和硅酸盐纤维保温板；
[0016]钢壳体上除上底面以外的面的内壁上由外向内依次设置有硅酸盐纤维保温板、黏土保温砖、防渗料层和氧化镁耐火砖内衬。
[0017]可选的，所述下料口处设置有下料口盖板，所述出铝口处设置有出铝口盖板。
[0018]可选的，所述阳极石墨块和阴极石墨块的数量均为多个；
[0019]多个阳极石墨块依次排布在绝缘隔离墙一侧的钢壳体的上底面的内壁上，多个阴极石墨块依次排布在绝缘隔离墙另一侧的钢壳体的上底面的内壁上。
[0020]可选的，所述电解槽还包括：多个阳极钢棒、多个阴极钢棒和电源；
[0021]多个阳极钢棒分别一一对应地插装在多个阳极石墨块的内部，多个阴极钢棒分别一一对应地插装在多个阴极石墨块的内部；
[0022]多个阳极钢棒的一端穿出钢壳体后均与电源的正极连接，多个阴极钢棒的一端穿出钢壳体后均与电源的负极连接。
[0023]可选的，所述电解槽还包括：多个第一钢铝爆炸块和多个第二钢铝爆炸块；
[0024]穿出钢壳体的多个阳极钢棒的一端分别一一对应地与多个第一钢铝爆炸块连接，每个第一钢铝爆炸块通过铝软带连接母线后与电源的正极连接；
[0025]穿出钢壳体的多个阴极钢棒的一端分别一一对应地与多个第二钢铝爆炸块连接，每个第二钢铝爆炸块通过铝软带连接母线后与与电源的负极连接。
[0026]可选的，所述合金母液由30％
‑
35％电解铜和65％
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70％普通铝组成，合金母液的密度为3.4
‑
3.7g/cm3，合金母液的液体高度为35
‑
40cm。
[0027]可选的，所述液态电解质为纯氟化物体系，液态电解质的密度为 2.6
‑
2.8g/cm3，液态电解质的液体高度为7
‑
10cm。
[0028]根据本技术提供的具体实施例，本技术公开了以下技术效果：
[0029]本技术公开一种高纯铝电解槽，液态电解质、合金母液和绝缘隔离墙一起将钢壳体的内部分成阳极区和阴极区，阳极区设置有阳极石墨块，阴极区设置有阴极石墨块，直接利用原铝液为原料，采用环保型电化学方法，一步生产出99.999％以上的高纯铝，提高生产效率并降低成本。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的
一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]图1为本技术提供的一种高纯铝电解槽的正视图；
[0032]图2为本技术提供的一种高纯铝电解槽的俯视图。
[0033]符号说明：1
‑
下料口，2
‑
下料口盖板，3
‑
阳极区，4
‑
阳极钢棒，5
‑
阳极石墨块，6
‑
阳极原铝液，7
‑
绝缘隔离墙，8
‑
电解槽阴极区，9
‑
高纯铝，10
‑
阴极石墨块，11
‑
阴极钢棒，12
‑
出铝口盖板，13
‑
出铝口，14
‑
氧化镁耐火砖内衬，15本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高纯铝电解槽，其特征在于，所述电解槽包括：钢壳体、阳极石墨块、阴极石墨块、绝缘隔离墙、液态电解质和合金母液；阳极石墨块、阴极石墨块和绝缘隔离墙设置在钢壳体的上底面的内壁上，绝缘隔离墙位于阳极石墨块和阴极石墨块之间；在阳极石墨块远离绝缘隔离墙一侧的钢壳体的上底面上开设下料口，在阴极石墨块远离绝缘隔离墙一侧的钢壳体的上底面上开设出铝口；所述钢壳体的内部从下至上依次注有合金母液和液态电解质；液态电解质和绝缘隔离墙一起将钢壳体的内部分成阳极区和阴极区；所述阳极区用于通过下料口注入原铝液和粗铝；所述阴极区用于析出高纯铝，并通过出铝口取出高纯铝。2.根据权利要求1所述的高纯铝电解槽，其特征在于，所述阳极石墨块和阴极石墨块上方的钢壳体的上底面包括从下至上依次设置的防渗料层和硅酸盐纤维保温板；钢壳体上除上底面以外的面的内壁上由外向内依次设置有硅酸盐纤维保温板、黏土保温砖、防渗料层和氧化镁耐火砖内衬。3.根据权利要求1所述的高纯铝电解槽，其特征在于，所述下料口处设置有下料口盖板，所述出铝口处设置有出铝口盖板。4.根据权利要求1所述的高纯铝电解槽，其特征在于，所述阳极石墨块和阴极石墨块的数量均为多个；多个阳极石墨块依次排布在绝缘隔离墙一侧的钢壳体的上底面的内壁上，多个阴极石墨块依次排布在绝缘隔离墙另一侧...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢惠民，卢小溪，
申请(专利权)人：北京欧菲金太科技有限责任公司，
类型：新型
国别省市：