【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于铝电解槽，特别是涉及一种阴极可更换的铝电解槽。
技术介绍
1、霍尔-埃鲁特法是现代工业生产原铝的方法，该方法所采取的主要设备为铝电解槽。传统铝电解槽在运行过程中，其底部内衬中的阴极炭块受到碱金属钠和电解质的持续渗透，导致体积膨胀、内应力增加，进而造成电解槽槽内沉渣堆积、槽内升温、电流空耗。渗透严重时会导致底部内衬破损，发生漏铝事故，需要停槽、中断生产，之后进行电解槽大修。
2、传统电解槽大修一般要持续20天以上，会消耗大量人力和物力，严重影响电解槽的连续生产。在大修过程中，产生的废料除了破损的底部内衬，还会有大量由电解槽槽体组成的额外废料，所有这些废料统称为大修渣。大修渣是一种固态废物，含有可溶性氟化物及氰化物，其中可溶性氟化物具有强烈的腐蚀性，属于有害物质。氰化物为剧毒物质，需要进一步消耗资源对大修渣进行无害化处理。总的来说，大修渣成分复杂且含有大量有害物质，是一种难以处理且对环境危害巨大的固废，难以对其进行资源化利用，并且需要消耗大量的资源进行无害化处理。
3、相关研究表明，传统电解槽底部阴极炭块中存在的电流会极大加剧钠和电解质的渗透，也会加剧底部内衬的破损，并最终降低电解槽的寿命。而在传统电解槽中，电流必须通过底部阴极炭块，才能进行正常生产，这恰恰是传统电解槽结构设计的矛盾之处。
4、综上所述，传统电解槽虽然短期内可以正常生产，但长时间运行后，阴极炭块会由于电流的存在被钠和电解质严重渗透和腐蚀，并在投入运行几年后导致底部内衬破损，需要停槽大修。电解槽停槽大修会消耗大量人力物
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供一种阴极可更换的铝电解槽，能够在铝电解槽正常生产过程中实现破损阴极的更换，无需停槽大修底部内衬，保证连续生产作业，降低固废产出，提高铝电解槽的使用寿命，提高阴极炭块的利用率，提高经济利益。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种阴极可更换的铝电解槽，在铝电解槽的中部竖直固设有绝缘挡板，在绝缘挡板底部开设有铝液通道孔，绝缘挡板两侧区域分别为阳极炭块区域和阴极炭块区域，阳极炭块区域与阴极炭块区域底部通过铝液通道孔导通。
3、所述绝缘挡板的数量为一个或多个。
4、当绝缘挡板的数量为一个时，所述阳极炭块区域和阴极炭块区域的数量均为一个，阳极炭块区域与阴极炭块区域对称分布在绝缘挡板两侧。
5、当绝缘挡板的数量为多个时，所述阳极炭块区域和阴极炭块区域交替布设。
6、所述阴极炭块区域内采用悬挂式结构安装有阴极炭块。
7、所述阴极炭块通过阴极钢爪悬挂于底部内衬上方，阴极钢爪与阴极母线相连，阴极炭块浸入铝液中。
8、所述阴极炭块区域内的铝液厚度为5cm～100cm，阴极炭块区域内的电解质厚度为1cm～30cm。
9、所述铝液通道孔的宽度为1cm～80cm，铝液通道孔比阳极炭块区域内的铝液液面低1cm～10cm。
10、专利技术的有益效果：
11、本专利技术的阴极可更换的铝电解槽，摒弃了阴极炭块置于电解槽底部内衬的传统设计，改进为将阴极炭块悬挂于铝电解槽内，在该结构设计下，阴极炭块周围留有空间，不会由于体积膨胀而导致破损，使阴极炭块具有更长久的寿命，即便阴极炭块损坏，也可以将损坏的阴极炭块吊出，并快速更换上全新的阴极炭块，铝电解槽的连续生产不会中断，有利于铝电解槽的连续作业。
12、本专利技术的阴极可更换的铝电解槽，电流传导路径具体为：两侧阳极炭块→两侧阳极炭块区域内的电解质→两侧阳极炭块区域内的铝液→阴极炭块区域内的铝液→阴极炭块，底部内衬的电阻是铝液数百倍以上，因此铝电解槽底部内衬几乎没有电流通过，可以有效减少钠和电解质对底部内衬的渗透，也可有效避免电化学反应导致的底部内衬腐蚀，提高底部内衬的使用寿命，避免了底部内衬破损导致的频繁停槽大修，同时也减少了固废产出。
13、本专利技术的阴极可更换的铝电解槽，可直接将阴极炭块吊出后作为阳极炭块继续使用，不仅使废阴极炭块实现了资源化利用，降低了生产成本，而且减少了固废产出，更加环保。
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1.一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：在铝电解槽的中部竖直固设有绝缘挡板，在绝缘挡板底部开设有铝液通道孔，绝缘挡板两侧区域分别为阳极炭块区域和阴极炭块区域，阳极炭块区域与阴极炭块区域底部通过铝液通道孔导通。
2.根据权利要求1所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：所述绝缘挡板的数量为一个或多个。
3.根据权利要求1所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：当绝缘挡板的数量为一个时，所述阳极炭块区域和阴极炭块区域的数量均为一个，阳极炭块区域与阴极炭块区域对称分布在绝缘挡板两侧。
4.根据权利要求2所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：当绝缘挡板的数量为多个时，所述阳极炭块区域和阴极炭块区域交替布设。
5.根据权利要求2所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：所述阴极炭块区域内采用悬挂式结构安装有阴极炭块。
6.根据权利要求1所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：所述阴极炭块通过阴极钢爪悬挂于底部内衬上方，阴极钢爪与阴极母线相连，阴极炭块浸入铝液中。
7.根据权利要求1所述的一种阴极可
8.根据权利要求1所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：所述铝液通道孔的宽度为1cm～80cm，铝液通道孔比阳极炭块区域内的铝液液面低1cm～10cm。
...【技术特征摘要】
1.一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：在铝电解槽的中部竖直固设有绝缘挡板，在绝缘挡板底部开设有铝液通道孔，绝缘挡板两侧区域分别为阳极炭块区域和阴极炭块区域，阳极炭块区域与阴极炭块区域底部通过铝液通道孔导通。
2.根据权利要求1所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：所述绝缘挡板的数量为一个或多个。
3.根据权利要求1所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：当绝缘挡板的数量为一个时，所述阳极炭块区域和阴极炭块区域的数量均为一个，阳极炭块区域与阴极炭块区域对称分布在绝缘挡板两侧。
4.根据权利要求2所述的一种阴极可更换的铝电解槽，其特征在于：当绝缘挡板的数量为多个时，所述阳极炭块区域和阴极炭块区...
【专利技术属性】
技术研发人员：彭建平，付宇轩，狄跃忠，王耀武，李轶斐，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：
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