專利名稱：一種惰性電極的鋁電解槽結構的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋁電解技術，特別是一種鋁電解槽結構。
現行鋁電解槽的電極由碳素材料制成，陽極為塊狀，陰極由碳塊砌成并與槽體聯成一體。陰、陽極水平方向平行配置。由于炭陽極不斷消耗，需不斷調整極距和更換陽極，增加了額外的操作費用。且炭塊消耗不勻，實際上難以保持極距一致。在炭陰極上，鋁液對其濕潤不良，故一般須保持在20～30厘米厚度。由于鋁液波動和攪動，使極距不得不保持在4～5厘米，消耗在此間的電壓降約占總槽電壓的40％。
若采用惰性電極并相應地改善槽結構，有可能節電20％以上。美國專利3，930，967中公開了一種雙極性惰性電極的電解槽結構，但此法在制造工藝上難以使陰、陽極兩類不同性質的材料牢固地聯接在一起。在使用時，陰極上析出的鋁很容易腐蝕同一電極上的陽極材料。電極與槽體相連，全部沒入電解液中，使得難以掌握其工作情況，且只有在停槽時才能更換電極，無法滿足處理突發事故的要求。制造成本亦較高。
本實用新型的目的是提供一種惰性電極的鋁電解槽結構，便于制造、安裝和在生產中更換，并使槽體更為緊湊，有利于縮短極距、降低電壓損失。
實現本實用新型的電解槽主要由槽體、電極構成，其結構要點是(1)電極均制成平板狀，陰極由TiB2及其組合物構成，陽極由惰性或碳素材料構成。(2)電極豎直懸放在電解槽內，電極的上端設有可導電的聯接桿從上面固定，使電極與槽體相分離。(3)電極表面相互平行，槽體內至少設有一組以陽－陰－陽方式排列的電極，用此方式在同一槽內也可安裝多組電極，即陽－陰－陽－陰……陽。(4)單個陽極的面積小于陰極，但在一組電極中，陽極面積之和應大于陰極。陰極與陽極之間的距離為1.8～3.5厘米。(5)槽體由碳素材料或惰性材料制成的長方形或方形槽體，槽的內壁至電極表面的距離應大于極距。槽底部設有下凹的鋁穴正對于陰極下端。
此種槽結構的優點是(1)板狀電極易于大規模制造，并可節省原料，以同樣數量的原料可獲得較多的工作表面。(2)陽極氣體易于排出，有利于降低超電壓和縮短極距，節省槽電壓0.4～1.0V。(3)陽極不易受到陰極鋁的腐蝕。(4)電極系統便于安裝，可在不停槽的工作狀態下調整和更換。(5)槽體與陰極分離，可延長其壽命。(6)槽體緊湊，占地少，制造和運行費用較低。(7)可避免“沉淀”造成的危害。
下面結合一實施例附圖對本實用新型作進一步描述。
圖1為本實用新型電解槽結構示意圖。
參照附
圖1所示在電解槽〔8〕內，有兩個陽極〔5〕和一個陰極〔3〕。電極為平板狀其上端分別裝有連接桿〔1〕，借此將電極分別平行、垂直懸放在槽內電解質溶液〔6〕中。槽底部正對于陰極〔3〕下端設有一個鋁穴〔7〕，其內壁襯有絕緣耐蝕材料〔10〕。產物鋁層〔4〕牢牢粘附在陰極〔3〕的表面上，新生鋁會順勢淌入鋁穴〔9〕中。槽內壁和上表面有電解質和氧化鋁構成的結殼〔2〕和〔7〕。
在采用上述結構的100A電解槽中，當電解質組成為2.4NaF·AlF3＋4％Al2O3＋6％MgF2、溫度為930℃、極距1.9～2.1厘米時，電流效率可達88～92％。
權利要求1.一種惰性電極的鋁電解槽，它由槽體、電極構成，其特征在于電極為平板形，電極的上端設有可導電的聯接桿，并豎直懸放在電解槽內，使電極與槽體相分離，槽體內至少設有一組以陽-陰-陽方式排列的電極，并在槽底設有下凹的鋁穴正對于陰極下端。
2.按照權利要求1所述的鋁電解槽，其特征在于單個陽極的面積小于陰極，在一組電極中，陽極面積之和大于陰極。
3.按照權利要求1所述的鋁電解槽，其特征在于陰極與陽極之間的距離為1.8～3.5厘米，槽內壁至電極表面的距離大于極距，槽體為長方形或方形。
專利摘要本實用新型提供了一種惰性電極的鋁電解槽結構，電極呈平板形，以陽—陰—陽的方式排列，豎直懸放于電解質中，槽體與電極相分離。此種結構緊湊，便于制造、安裝和不停槽更換，能縮短極距，減少槽電壓降0.4～1.0伏，電流效率達90％以上，可延長槽體壽命，降低制造和運行費用。
文檔編號C25C3/08GK2045742SQ89210028
公開日1989年10月11日 申請日期1989年1月14日 優先權日1989年1月14日
發明者薛濟來, 邱竹賢 申請人:東北工學院