一種高效氯化鎂電解的陰極裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及氯化鎂電解生產金屬鎂領域，尤其涉及一種高效氯化鎂電解的陰極裝置。
【背景技術】
[0002]隨著世界各國對金屬鎂冶煉技術的節能、環保要求的不斷提高，現已普遍采用電解法生產金屬鎂。傳統氯化鎂電解的陰極裝置主要采用有隔板電解槽或無隔板電解槽，其主要結構為在一個電解槽內設置多組陰、陽電極，每組陰、陽電極形成一個電解室，一個電解槽內每個電解室之間為并聯關系。其中陰極結構均采用板式陰極結構，而這種陰極結構在之前的使用過程中存在著諸多的問題，其主要問題有以下幾個方面:第一，在電解的過程中存在著熔融金屬鎂液、氯氣和電解質三者難于快速有效分離。這一問題的產生主要是由于電解質在攜帶金屬鎂液和氯氣循環的過程中缺少有效的分離裝置，依靠簡單的物理分離過程難于達到混合物快速有效分離，繼而增大了氯氣與金屬鎂液的二次反應，減小了電流效率。第二，由于以上問題的存在，往往不得不通過增大陰陽極間距來減少氯氣與金屬鎂液的混合程度，減少二次反應。但較大的陰陽極間距又會提高極間電壓，增大產品單位能耗。第三，由于板式陰極一般為實心碳鋼結構，在電解質高溫運行時會產生較大變形。這種變形會使得陰陽極間距難以保證，不僅破壞電解工藝能量平衡，降低產能，而且還可能造成整個電解槽的癱瘓，縮短鎂電解槽壽命。
【發明內容】
[0003]在下文中給出關于本實用新型的簡要概述，以便提供關于本實用新型的某些方面的基本理解。應當理解，這個概述并不是關于本實用新型的窮舉性概述。它并不是意圖確定本實用新型的關鍵或重要部分，也不是意圖限定本實用新型的范圍。其目的僅僅是以簡化的形式給出某些概念，以此作為稍后論述的更詳細描述的前序。
[0004]本實用新型旨在提供一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，在鎂電解槽氯化鎂電解的過程中提高電流效率、單槽產能和鎂電解槽壽命，同時降低單位產品能耗的陰極裝置。
[0005]本實用新型解決技術問題采用如下技術方案:
[0006]—種高效氯化鎂電解的陰極裝置，包括由陰極側板和底板組成的陰極箱體結構；陰極箱體結構前端的上部設有金屬鎂出口；陰極箱體頂端設有金屬鎂進口 ；在陰極箱體內設有導鎂槽和多組不同角度的導鎂板;陰極箱體結構后端設有陰極導電板。
[0007]可選的，所述陰極箱體結構由碳鋼拼裝焊接或鑄造而成。
[0008]可選的，所述的金屬鎂出口為矩形。
[0009]可選的，所述的金屬鎂進口為矩形。
[0010]可選的，所述的導鎂槽采用1/2-1/4鋼管或180-90度弧形結構的碳鋼或不銹鋼拼裝焊接于陰極箱體內部。
[0011]可選的，所述的導鎂板采用矩形碳鋼鋼板或不銹鋼鋼板，其按設角度與水平成5°-50°的夾角，導鎂板由陰極底部到上部的按設角度依次減小。
[0012]可選的，所述的陰極導電板采用碳鋼鋼板焊接結于陰極箱體后端側板上。
[0013]本實用新型的有益效果如下:
[0014]第一，高效氯化鎂電解的陰極裝置在電解的過程中可以使熔融金屬鎂液和氯氣快速有效分離。達到這一有益效果主要是由于陰極裝置內部設置的導鎂槽和導鎂板將高速循環電解質中的金屬鎂液和氯氣快速有效的分離開來，繼而大幅度減小了氯氣與金屬鎂液的二次反應所帶來的金屬鎂損失。
[0015]第二，可以保證在高的電流效率的基礎上減小陰陽極的間距，降低槽電壓。
[0016]第三，由于陰極裝置屬于鋼板拼裝焊接而成的框架結構，所以其受熱變形影響小，且結構尺寸在高溫腐蝕環境下的穩定性強。這樣一來能夠保證鎂電解槽在運行的過程中陰陽極間距大小的穩定，從而保證電解工藝的能量平衡。
[0017](I)通過該高效氯化鎂電解的陰極裝置，能夠避免由于金屬鎂液和氯氣無法快速有效分離所造成的電流效率下降和產能降低。
[0018](2)通過該高效氯化鎂電解的陰極裝置，能夠避免由于陰陽極間距過大所造成槽電壓增大。
[0019](3)通過該高效氯化鎂電解的陰極裝置，能夠避免陰極在高溫腐蝕環境下的變形所帶來的產能降低、運行不穩定或鎂電解槽癱瘓現象，同時提高鎂電解槽的整體壽命。
【附圖說明】
[0020]參照下面結合附圖對本實用新型實施例的說明，會更加容易地理解本實用新型的以上和其它目的、特點和優點。附圖中的部件只是為了示出本實用新型的原理。在附圖中，相同的或類似的技術特征或部件將采用相同或類似的附圖標記來表示。
[0021]圖1為本實用新型實施例中一種高效氯化鎂電解的陰極裝置的主視結構示意圖。
[0022]圖2為本實用新型實施例中一種高效氯化鎂電解的陰極裝置的側視剖面結構示意圖。
[0023]圖中標記示意為:I一金屬鎂出口、2—導鎂板、3—導鎂槽、4一金屬鎂進口、5—陰極導電板、6 —陰極側板、7 —陰極底板、8 —陰極箱體。
【具體實施方式】
[0024]參見圖1一2、一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，包括由陰極側板6和陰極底板7組成的陰極箱體結構8;陰極箱體結構前段端的上部設有金屬鎂出口 I;陰極箱體頂端設有金屬鎂進口4;在陰極箱體內設有導鎂槽3和多組不同安設角度的導鎂板2;陰極箱體結構后端設有陰極導電板5。
[0025]通過鎂電解工藝參數來確定高效陰極裝置的外形尺寸，根據所確定尺寸加工陰極側板6和陰極底板7，然后再加工導鎂槽3和導鎂板2，再根據需要在陰極兩個側板6的內側面上測量定位并焊接導鎂槽3和導鎂板2，然后再按照焊接順序依次將高效陰極裝置拼裝焊接完成。
[0026]上述實施例中，所述導鎂槽3可采用1/2-1/4鋼管或180-90度弧形結構的碳鋼或不銹鋼拼裝焊接于陰極側板6上。
[0027]上述實施例中，所述導鎂板2的安設角度與水平成5-50°的夾角，導鎂板由陰極底部到上部的安設角度依次減小。
[0028]本實用新型的工作原理如下:
[0029]在鎂電解槽電解過程中，在陰陽極間隔處的電解質由于產生的氯氣浮力與氯氣和熔融金屬鎂液同步上升，當上升超過至陰極頂端時，熔融金屬鎂液會溢流流入高效陰極的腔體內，而混合的氯氣會在溢流的過程中形成有效的分離。此時電解質中混合的熔融金屬鎂液通過導鎂板的層層隔濾分離上浮，然后匯聚到導鎂槽內。由于導鎂槽帶有一定角度，分離匯聚的鎂液會以導鎂槽為導向流入鎂電解槽集鎂室中，完成一個完整的電解循環過程。
[0030]在此過程中陰極裝置結構、導鎂板和導鎂槽使得電解過程中的氯氣和熔融金屬鎂液能夠快速有效的分離，減少了熔融金屬鎂液與氯氣的二次反應，提高了電流效率。與此同時高效陰極的應用，使得陰陽極的間距能夠縮小。
[0031]本實用新型的一種高效氯化鎂電解的陰極裝置并不局限于以上【具體實施方式】所進行的描述，對某些技術特征的慣用技術手段的替換亦在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，其特征在于:包括由陰極側板和陰極底板組成的陰極箱體結構；陰極箱體結構前端的上部設有金屬鎂出口；陰極箱體頂端設有金屬鎂進口 ；在陰極箱體內設有導鎂槽和多組不同安設角度的導鎂板;陰極箱體結構后端設有陰極導電板。2.根據權利要求1所述的一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，其特征在于:所述的導鎂板為矩形碳鋼鋼板或不銹鋼鋼板，其安設角度與水平成5°-50°的夾角，由陰極底部到上部的安設角度依次減小。3.根據權利要求1所述一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，其特征在于:所述的陰極導鎂槽與所述的金屬鎂出口上端平齊設置，且導鎂槽與水平成1-3°的夾角。4.根據權利要求1所述的一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，其特征在于:所述的陰極箱體采用碳鋼拼裝焊接或鑄造而成。5.根據權利要求1所述的一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，其特征在于:所述的導鎂板和導鎂槽采用碳鋼或不銹鋼拼裝焊接而成。6.根據權利要求1所述的一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，其特征在于:所述的金屬鎂出口金屬鎂進口均為矩形。
【專利摘要】本實用新型涉及氯化鎂電解生產金屬鎂領域，具體公開了一種高效氯化鎂電解的陰極裝置，包括金屬鎂出口、導鎂板、導鎂槽、金屬鎂進口、陰極導電板和陰極箱體；在陰極箱體內設有導鎂槽；在陰極前端面上部設有金屬鎂出口；在陰極頂端部設有金屬鎂進口；在陰極后端面設有陰極導電板。本實用新型的高效陰極裝置使得熔融金屬鎂和氯氣與高速循環的電解質能夠迅速高效分離，從而提高了鎂電解槽電流效率，減小了產品單位能耗。
【IPC分類】C25C3/04, C25C7/02
【公開號】CN205223370
【申請號】CN201521021235
【發明人】周茂敬, 巨邦昌, 蘭青
【申請人】青海北辰科技有限公司, 青海柏斯特金屬科技有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月10日