一种用于镓盐熔盐电解的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于回收金属镓装置的技术领域，涉及一种用于镓盐熔盐电解的装置，包括电解炉炉体和盖设于电解炉炉体的电解炉炉盖，所述电解炉炉体内设置有阴极主体和阳极主体，所述电解炉炉体的侧壁内设置有电解炉加热体，所述阴极主体为筒装结构，通过阴极引线与电源连接，所述阳极主体为平板结构且活动设置于电解炉炉体内，通过阳极引线与电源连接，所述电解炉炉盖还设置有进气管和出气管。本实用新型专利技术的装置结构简单，使用方便，可以通过移动阳极主体的位置来设置阴极主体、阳极主体合理的位置来控制熔盐电解过程中的电场作用，使得阴极与电解池合为一体，金属镓完全生成于阴极主体中，方便收集，从而提高了熔盐电解的生产效率。从而提高了熔盐电解的生产效率。从而提高了熔盐电解的生产效率。

【技术实现步骤摘要】
一种用于镓盐熔盐电解的装置


[0001]本技术属于回收金属镓装置的
，特别是涉及一种用于镓盐熔盐电解的装置。

技术介绍

[0002]镓是一种关键的战略性稀散金属，由其制备的一系列化合物被制成半导体材料、电子光学材料、新型功能材料、特殊合金等，是支撑新能源技术、现代通讯以及半导体工业等领域的重要基础材料。随着近些年来，集成电路、大功率半导体和太阳能光伏产业的迅猛发展，对镓的需求与日俱增。
[0003]一方面，目前，90％的镓来源于在氧化铝的生产过程中拜耳法母液中，通过离子交换法和电解法相结合提取金属镓(专利CN 210367939U)。然而，在碱性水溶液中的电解伴随着严重的析氢副反应，降低电解效率(专利CN 102703928A)。另一方面，从镓的二次资源，例如氮化镓、砷化镓等进行回收提取镓也越来越有研究价值和实际意义。在镓的二次资源回收中镓常常是以氯化物形式得到收集，再以电解的方式提取为金属镓，如
[0004]CN201810297694.8。除此之外，三氯化镓法制备高纯镓是一种行之有效的高纯镓制备方法，通过将金属镓或含镓废料氯化得到氯化镓、再对氯化镓进行定向结晶或者区域熔炼法提纯、最后通过熔盐电解法制备高纯镓。因此，氯化镓的熔盐电解生产的研究具有极高的应用价值。但是，就目前公开的技术和专利技术来看，目前对氯化镓的熔盐电解生产的工程设备上的研究相当缺乏，难以发挥其独特的优点，实现大规模的应用生产。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种用于镓盐熔盐电解的装置，装置结构简单，使用方便，可以通过移动阳极主体的位置来设置阴极主体、阳极主体合理的位置来控制熔盐电解过程中的电场作用，并且阴极主体为筒状结构，既可以使得阴极与电解池合为一体，节省成本，又可以使得金属镓完全生成于阴极主体中，方便收集。
[0006]本技术实现目的所采用的方案是：一种用于镓盐熔盐电解的装置，包括电解炉炉体和盖设于电解炉炉体的电解炉炉盖，所述电解炉炉体内设置有阴极主体和阳极主体，所述电解炉炉体的侧壁内设置有电解炉加热体，所述阴极主体为筒装结构，通过阴极引线与电源连接，所述阳极主体为平板结构且活动设置于电解炉炉体内，通过阳极引线与电源连接，所述电解炉炉盖还设置有进气管和出气管。
[0007]优选地，所述进气管的底端位置低于所述出气口的底端位置。
[0008]优选地，所述电解炉炉盖还设置有气压阀和热电偶，当所述电解炉炉盖盖设于电解炉炉体后，所述气压阀和热电偶位于电解炉炉体内。
[0009]优选地，所述电解炉炉体外围设置有保温层。
[0010]优选地，所述电解炉炉盖内设置有冷媒循环系统。
[0011]优选地，所述阴极主体的俯视面面积与阳极主体的俯视面面积之比为1：0.9～1：
0.7。
[0012]优选地，所述阴极主体与阳极主体同轴设置，所述阳极主体可沿阴极主体的轴向方向移动。
[0013]优选地，所述电解炉炉盖的厚度、电解炉炉体的侧壁和底壁的厚度均为为3～10mm。
[0014]本技术具有以下优点和有益效果：
[0015]本技术的装置结构简单，使用方便，阳极活动设置于电解炉炉体内，可以通过移动阳极主体的位置来设置阴极主体、阳极主体合理的位置来控制熔盐电解过程中的电场作用，并且阴极主体为筒状结构，阳极主体设置为平板结构，既可以使得阴极与电解池合为一体，节省成本，又可以使得金属镓完全生成于阴极主体中，方便收集，同时还可以使阴极有足够大的反应面积、阳极能够很好地因此电流回路，从而提高了熔盐电解的生产效率。
附图说明
[0016]图1为本技术的结构示意图。
[0017]其中，1、阴极主体；2、阴极引线；3、阳极主体；4、阳极引线；5、电解炉加热体；6、热电偶；7、气压阀；8、进气管；9、出气管；10、电解炉炉盖；11、电解炉冷媒循环系统；12、电解炉炉体；13、保温层。
具体实施方式
[0018]为更好的理解本技术，下面的实施例是对本技术的进一步说明，但本技术的内容不仅仅局限于下面的实施例。
[0019]一种用于镓盐熔盐电解的装置，如图1所示，包括阴极主体1、阳极主体3、电解炉加热体5、电解炉炉盖10；阴极主体1和阳极主体3设置于电解炉炉体12内，且电解炉炉体12的侧壁内设置有电解炉加热体5，为电解提供良好的温度场；所述阴极主体1为筒装结构，以焊接与阴极引线2相连接；所述阳极主体3为圆饼结构，以焊接方式与阳极引线4，阳极主体3的结构与阴极主体1的结构相匹配设置，所述电解炉炉盖10内部设置有冷媒循环系统11，用于回收在电解过程中挥发的氯化镓气体，可以进一步地提高整体的收率，具有良好的经济效益。所述电解炉炉盖设置有气体进入口8和9、气压阀7和热电偶6，当所述电解炉炉盖10盖设于电解炉炉体12后，所述气压阀7和热电偶6位于电解炉炉体10内。通过气压阀7和热电偶6实时测定回收过程中电解炉炉体12内的温度和气压，便于控制电解炉加热体5和气体的进出，加电解炉炉体12外设置有一层保温层13。
[0020]本实施例中，所述进气管的底端位置低于所述出气口的底端位置，便于产生的热气排出，避免通入的气体溢出造成浪费。
[0021]本实施例中，所述阴极主体的俯视面面积与阳极主体的俯视面面积之比为1：0.9～1：0.7。所述阴极主体与阳极主体同轴设置，所述阳极主体可沿阴极主体的轴向方向移动。所述电解炉炉盖的厚度、电解炉炉体的侧壁和底壁的厚度均为为3～10mm。
[0022]本实施例中，阴极主体、阴极引线、阳极主体和阳极引线可有以下搭配，(1)阴极主体1和阴极引线2均为金属铂，阳极主体3和阳极引线4均为金属镍；(2)阴极主体1和阴极引线2均为金属镍，阳极主体3和阳极引线4均为金属铂，(3)阴极主体1为金属铂，阴极引线2为
金属镍，阳极主体3为石墨，阳极引线4为金属镍；(4)阴极主体1和阴极引线2均为金属镍，阳极主体3和阳极引线4均为不锈钢；(5)阴极主体1和阴极引线2均为金属铂，阳极主体3和阳极引线4均为金属铂；(6)阴极主体1和阴极引线2均为金属镍，阳极主体3和阳极引线4均为金属镍。
[0023]本实施例的装置的使用方法，包括如下步骤：
[0024]步骤一、将配置好的镓盐电解质放置于阴极主体1内，安装电解炉炉盖10，将阳极主体3安放于电解炉炉体12内；
[0025]步骤二、通过进气管8通入氩气气体，测试装置密封性并保持气体氛围；
[0026]步骤三、电解炉加热体5开始工作，电解炉炉盖10中冷媒系统11通入循环冷媒；
[0027]步骤四、待阴极主体1内的熔盐完全熔融，将阳极主体3下移至阴极主体1的熔盐中；
[0028]步骤五、阴极引线2、阳极引线4接入直流电源进行熔盐电解；
[0029]步骤六、电解完毕后，待电解炉炉体12内温度冷却至可操作温度后，打开电解炉炉盖10，取出阴极主体1；
[0030]步骤七、分离熔盐本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于镓盐熔盐电解的装置，其特征在于：包括电解炉炉体和盖设于电解炉炉体的电解炉炉盖，所述电解炉炉体内设置有阴极主体和阳极主体，所述电解炉炉体的侧壁内设置有电解炉加热体，所述阴极主体为筒装结构，通过阴极引线与电源连接，所述阳极主体为平板结构且活动设置于电解炉炉体内，通过阳极引线与电源连接，所述电解炉炉盖还设置有进气管和出气管。2.根据权利要求1所述的用于镓盐熔盐电解的装置，其特征在于：所述进气管的底端位置低于所述出气管的底端位置。3.根据权利要求1所述的用于镓盐熔盐电解的装置，其特征在于：所述电解炉炉盖还设置有气压阀和热电偶，当所述电解炉炉盖盖设于电解炉炉体后，所述气压阀和热电偶位于电解炉炉体...

【专利技术属性】
技术研发人员：周静，洪标，王景，吴田，肖巍，
申请(专利权)人：默特瑞武汉科技有限公司，
类型：新型
国别省市：