專利名稱：電解鋁生產工藝及熔鋁電解槽的制作方法
技術領域：
本發明屬于鋁生產技術領域，特別涉及一種能源消耗少、生產成本低、環保性能好的電解鋁生產工藝及熔鋁電解槽。
背景技術：
傳統鋁冶煉方法是，在自外向內依次設置外殼層、保溫材料層和耐火磚層的電解槽中，槽底設置陰極、頂部設置碳塊自焙陽極，在電極之間通電使氧化鋁熔化電解。生產過程中，向氧化鋁中加入氧化鋁重量10-11％的冰晶石作為助熔劑，熔化溫度為1250℃。電解過程中，碳塊電極熔燒，污染嚴重；每生產1噸鋁液，要熔燒800千克電極碳塊，原料消耗多；每噸鋁液耗電10000千瓦時，能耗大；電解所得鋁液從電解槽上部抽走，需另設動力。產品生產成本整體較高。
發明內容
本發明目的在于提供一種能源消耗少、生產成本低、環保性能好的電解鋁生產工藝及熔鋁電解槽。
為達上述目的，本發明采用如下技術方案電解鋁生產工藝，采用自外向內依次設置外殼層、保溫材料層和耐火材料層的電解槽，電解槽內壁設置耐熱抗堿層，兩側的耐熱抗堿層上對應均設安裝電極的凹槽或卡件，相鄰設置的陰、陽電極與電源連接。
耐熱抗堿層為石墨層或金屬鎂層。
電解槽槽底與凹槽或卡件對應位置設置有電極支墩，電解槽底部設有鋁液出口。
電極采用耐熱鋼合金電極，電極間距60-100mm。
向氧化鋁中加入氧化鋁重量6-14％的氫氧化鈉和3-4％的冰晶石作為助熔劑。
熔鋁電解槽，包括自外向內依次設置的外殼層、保溫材料層和耐火材料層，電解槽內壁設有耐熱抗堿層，兩側的耐熱抗堿層上對應均設安裝豎向電極的凹槽或卡件。
槽底與凹槽或卡件對應位置設置有電極支墩，電解槽底部設有鋁液出口。
凹槽或卡件中插裝電極片，電極間距60-100mm。
本發明利用豎向設置于耐熱抗堿層(石墨層或金屬鎂層)上凹槽或卡件內的陽極與陰極，通電進行氧化鋁的熔化電解，一改傳統的自焙碳塊陽極電解熔鋁方法。電極可用耐熱鋼合金電極，電極豎向設置后，間距大為減小，發熱面大幅度增加。由于不再使用自焙電極，原材料消耗大為減少，同時避免了碳塊熔燒帶來的污染，環保節能。以大部分氫氧化鈉代替冰晶石作為助熔劑，原料成本降低；同時氫氧化鈉的加入使得系統的熔點降低，系統熔化溫度約750-800℃，電力消耗減少。采用上述工藝和電解槽，氧化鋁從電解槽上面加入，鋁液從電解槽下面自行匯流流出，可實現連續生產。由于電解槽工作溫度低，不但電解槽使用壽命長，而且電極消耗小、使用壽命長。使用本發明工藝，可降低耗電量約40％，噸鋁生產成本降低40-50％。本發明中通電電流、電壓同現有技術。
圖1為本發明所用電解槽結構示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖。
具體實施例方式
實施例1、電解鋁生產工藝，采用自外向內依次設置外殼層1、保溫材料層2和耐火材料層3的電解槽，電解槽內壁設置石墨層4，兩側的石墨層4上對應均設插裝有電極的凹槽5，相鄰設置的陰、陽電極與電源連接。電極采用耐熱鋼合金電極，電極間距60mm。電解槽槽底與凹槽5對應位置設置有電極支墩6，電解槽底部設有鋁液出口7。
電解過程中，向氧化鋁中加入氧化鋁重量6％的氫氧化鈉和3％的冰晶石作為助熔劑。
實施例2、本實施例中，電極間距80mm。電解過程中，向氧化鋁中加入氧化鋁重量10％的氫氧化鈉和3.5％的冰晶石作為助熔劑。其他同實施例1。
實施例3、本實施例中，電極間距100mm。電解過程中，向氧化鋁中加入氧化鋁重量14％的氫氧化鈉和4％的冰晶石作為助熔劑。其他同實施例1。
權利要求
1.電解鋁生產工藝，其特征在于，采用自外向內依次設置外殼層、保溫材料層和耐火材料層的電解槽，電解槽內壁設置耐熱抗堿層，兩側的耐熱抗堿層上對應均設安裝電極的凹槽或卡件，相鄰設置的陰、陽電極與電源連接。
2.如權利要求1所述的電解鋁生產工藝，其特征在于，耐熱抗堿層為石墨層或金屬鎂層。
3.如權利要求1或2所述的電解鋁生產工藝，其特征在于，電解槽槽底與凹槽或卡件對應位置設置有電極支墩，電解槽底部設有鋁液出口。
4.如權利要求3所述的電解鋁生產工藝，其特征在于，電極采用耐熱鋼合金電極，電極間距60-100mm。
5.如權利要求3所述的電解鋁生產工藝，其特征在于，向氧化鋁中加入氧化鋁重量6-14％的氫氧化鈉和3-4％的冰晶石作為助熔劑。
6.如權利要求4所述的電解鋁生產工藝，其特征在于，向氧化鋁中加入氧化鋁重量6-14％的氫氧化鈉和3-4％的冰晶石作為助熔劑。
7.熔鋁電解槽，包括自外向內依次設置的外殼層、保溫材料層和耐火材料層，其特征在于，電解槽內壁設有耐熱抗堿層，兩側的耐熱抗堿層上對應均設安裝豎向電極的凹槽或卡件。
8.如權利要求7所述的熔鋁電解槽，其特征在于，槽底與凹槽或卡件對應位置設置有電極支墩，電解槽底部設有鋁液出口。
9.如權利要求7或8所述的熔鋁電解槽，其特征在于，凹槽或卡件中插裝電極片，電極間距60-100mm。
全文摘要
電解鋁生產工藝及熔鋁電解槽，屬于鋁生產技術領域。采用自外向內依次設置外殼層、保溫材料層和耐火材料層的電解槽，電解槽內壁設置耐熱抗堿層，兩側的耐熱抗堿層上對應均設安裝電極的凹槽或卡件，電極與電源連接。電解槽槽底與凹槽對應位置設置有電極支墩，電解槽底部設有鋁液出口。電極采用耐熱鋼合金電極，電極間距60－100mm。向氧化鋁中加入氧化鋁重量6－14％的氫氧化鈉和3－4％的冰晶石作為助熔劑。本發明工藝能源消耗少、生產成本低、環保性能好。
文檔編號C25C3/08GK1936086SQ20061007764
公開日2007年3月28日 申請日期2006年4月20日 優先權日2006年3月7日
發明者趙西安 申請人:趙西安