一種低溫電解鋁裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種低溫電解鋁裝置，屬于電解冶金領域。所述實用新型包括加熱爐，在加熱爐的空腔內設置有坩堝，在加熱爐的頂部設置有通往坩堝的加料管，還設置有陽極引線和陰極引線，陽極引線與設置在坩堝內的陽極石墨塊相連，陰極引線與坩堝側壁相連，在坩堝內由上至下依次填充有熔鹽電解質、鋁液，在鋁液中沉淀有球形氧化鋁物料。相對于現有技術，采用初晶溫度較低的NaCl?CaCl2混合熔鹽體系為電解質，降低了電解溫度，進而降低了電解過程中的電能消耗。
【專利說明】
一種低溫電解鋁裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及電解冶金領域，特別涉及一種低溫電解鋁裝置。【背景技術】
[0002]鋁是一種重要的有色金屬，用途廣泛，產量僅次于鋼鐵。目前工業上生產金屬鋁， 采用熔鹽電解法，該法以碳素材料為陽極，鋁液為陰極，熔融冰晶石體系為熔劑和電解質， 氧化鋁為反應物料，電解溫度在950°C左右。
[0003]電解過程中，氧化鋁粉末需溶解到冰晶石電解質中參加反應，反應生成的金屬鋁在陰極析出，生成的氧氣與陽極反應生成C0和C02排出。該方法存在的問題是，電解溫度過高，能耗較大。
【發明內容】
[0004]為了解決現有技術的問題，本實用新型提供了一種低溫電解鋁裝置，所述低溫電解鋁裝置，包括:
[0005]加熱爐，在所述加熱爐的空腔內設置有坩堝；
[0006]在所述加熱爐的頂部設置有通往所述坩堝的加料管，還設置有陽極引線和陰極引線，所述陽極引線與設置在所述坩堝內的陽極石墨塊相連，所述陰極引線與所述坩堝側壁相連；
[0007]在所述坩堝內由上至下依次填充有熔鹽電解質、鋁液，在所述鋁液中沉淀有球形氧化鋁物料。
[0008]可選的，所述加熱爐由外爐殼以及緊貼在所述外爐殼內壁的耐火保溫層構成，在所述耐火保溫層中設置有電阻絲。
[0009]可選的，所述陽極石墨塊的下半部浸在所述熔鹽電解質中，所述陽極石墨塊的底面距離所述鋁液液面1?3 cm 〇
[0010]可選的，所述熔鹽電解質為NaCl-CaCl2混合熔鹽。
[0011]可選的，所述電阻絲為鐵鉻鋁電阻絲。本實用新型提供的技術方案帶來的有益效果是:
[0012]采用初晶溫度最低只有500°C左右的NaCl-CaCl2混合熔鹽體系為電解質，降低了電解溫度，進而降低了電解過程中的電能消耗。【附圖說明】
[0013]為了更清楚地說明本實用新型的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。
[0014]圖1是本實用新型提供的一種低溫電解鋁裝置的結構示意圖；
[0015]圖2是本實用新型提供的一種低溫電解鋁裝置中加熱爐的結構示意圖。【具體實施方式】
[0016]為使本實用新型的結構和優點更加清楚，下面將結合附圖對本實用新型的結構作進一步地描述。
[0017]實施例一
[0018]本實用新型提供了一種低溫電解鋁裝置，所述低溫電解鋁裝置，包括:
[0019]加熱爐，在所述加熱爐的空腔內設置有坩堝；
[0020]在所述加熱爐的頂部設置有通往所述坩堝的加料管，還設置有陽極引線和陰極引線，所述陽極引線與設置在所述坩堝內的陽極石墨塊相連，所述陰極引線與所述坩堝側壁相連；
[0021]在所述坩堝內由上至下依次填充有熔鹽電解質、鋁液，在所述鋁液中沉淀有球形氧化鋁物料。
[0022]在實施中，為了解決現有技術中電解溫度高、能耗大的缺陷，本實用新型提出了一種低溫電解鋁裝置，如圖1所示，該低溫電解鋁裝置包括:
[0023]加熱爐1，在加熱爐1的空腔內設置有坩堝2;
[0024]在加熱爐1的頂部設置有通往坩堝的加料管3,還設置有陽極引線4和陰極引線5， 陽極引線4與設置在坩堝2內的陽極石墨塊6相連，陰極引線5與坩堝2側壁相連；
[0025]在坩堝2內由上至下依次填充有熔鹽電解質7、鋁液8,在鋁液8中沉淀有球形氧化鋁物料9。[〇〇26] 該裝置以鋁液為陰極，石墨塊為陽極，電解溫度控制在800°C以下，電解電壓為2.8 ?3.2V，坩堝2中使用的熔鹽電解質7不采用傳統的冰晶石體系，而采用熔點較低的NaCl-CaCl2混合熔鹽體系，該體系的最低初晶溫度只有500°C左右，因此可保障電解在低溫條件下順利進行。
[0027]另外，在使用該低溫電解鋁裝置時之所以使用球形氧化鋁9物料，是為了避免氧化鋁在電解質中懸浮，進而影響電流效率，還可避免向鋁液中引入細小的懸浮雜質。作為陰極產物的鋁液，通過真空抬包從槽內抽出，送往鑄造車間，在保溫爐內經凈化澄清后，澆鑄成鋁錠或直接加工成線坯、型材等供工業使用。
[0028]本實用新型提供了一種低溫電解鋁裝置，包括加熱爐，在加熱爐的空腔內設置有坩堝，在加熱爐的頂部設置有通往坩堝的加料管，還設置有陽極引線和陰極引線，陽極引線與設置在坩堝內的陽極石墨塊相連，陰極引線與坩堝側壁相連，在坩堝內由上至下依次填充有熔鹽電解質、鋁液，在鋁液中沉淀有球形氧化鋁物料。相對于現有技術，采用初晶溫度最低只有500°C左右的NaCl-CaCl2混合熔鹽體系為電解質，降低了電解溫度，進而降低了電解過程中的電能消耗。
[0029]可選的，所述加熱爐由外爐殼以及緊貼在所述外爐殼內壁的耐火保溫層構成，在所述耐火保溫層中設置有電阻絲。
[0030]在實施中，如圖2所示，加熱爐1由外爐殼10和緊貼在外爐殼10內壁的耐火保溫層 12構成，在耐火保溫層中設置有電阻絲11。
[0031]通過對電阻絲11通電為電解鋁這一電化學反應提供所需的熱量，為了盡可能減少熱量損失，在外爐殼10的內壁上緊貼有耐火保溫層12,在保持熱爐1內部熱量減少的同時降低火災發生的風險。
[0032]可選的，所述陽極石墨塊的下半部浸在所述熔鹽電解質中，所述陽極石墨塊的底面距離所述鋁液液面1?3 cm 〇[〇〇33]在實施中，如圖1所示，為了保證電解鋁這一電化學反應的正常進行，需要將陽極石墨塊6的一部分浸在熔鹽電解質7中，同時還需要保證作為陽極的陽極石墨塊6不與作為陰極的鋁液8接觸，陽極石墨塊6的底面距離鋁液8的液面需要1?3cm。[〇〇34] 可選的，所述熔鹽電解質為NaCl-CaCl2混合熔鹽。[〇〇35]在實施中，熔鹽電解質不采用傳統的冰晶石體系，而采用熔點較低的NaCl_CaCl2 混合熔鹽體系，該體系的最低初晶溫度只有500°C左右，因此可保障電解在低溫條件下順利進行。
[0036]可選的，所述電阻絲為鐵鉻鋁電阻絲。
[0037]在實施中，鐵鉻鋁電熱合金其使用溫度高，最高使用溫度可達1400度，使用壽命長、表面負荷高、抗氧化性能好、電阻率高，價格便宜等。因此可以作為電解鋁過程中的發熱單元。
[0038]本實用新型提供了一種低溫電解鋁裝置，包括加熱爐，在加熱爐的空腔內設置有坩堝，在加熱爐的頂部設置有通往坩堝的加料管，還設置有陽極引線和陰極引線，陽極引線與設置在坩堝內的陽極石墨塊相連，陰極引線與坩堝側壁相連，在坩堝內由上至下依次填充有熔鹽電解質、鋁液，在鋁液中沉淀有球形氧化鋁物料。相對于現有技術，采用初晶溫度最低只有500°C左右的NaCl-CaCl2混合熔鹽體系為電解質，降低了電解溫度，進而降低了電解過程中的電能消耗。
[0039]需要說明的是:上述實施例提供的一種低溫電解鋁裝置進行電解鋁的實施例，僅作為該低溫電解鋁裝置在實際應用中的說明，還可以根據實際需要而將上述低溫電解鋁裝置在其他應用場景中使用，其具體實現過程類似于上述實施例，這里不再贅述。
[0040]上述實施例中的各個序號僅僅為了描述，不代表各部件的組裝或使用過程中得先后順序。
[0041]以上所述僅為本實用新型的實施例，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種低溫電解鋁裝置，其特征在于，所述低溫電解鋁裝置，包括:加熱爐，在所述加熱爐的空腔內設置有坩堝；在所述加熱爐的頂部設置有通往所述坩堝的加料管，還設置有陽極引線和陰極引線， 所述陽極引線與設置在所述坩堝內的陽極石墨塊相連，所述陰極引線與所述坩堝側壁相 連；在所述坩堝內由上至下依次填充有熔鹽電解質、鋁液，在所述鋁液中沉淀有球形氧化 鋁物料。2.根據權利要求1所述的低溫電解鋁裝置，其特征在于，所述加熱爐由外爐殼以及緊貼 在所述外爐殼內壁的耐火保溫層構成，在所述耐火保溫層中設置有電阻絲。3.根據權利要求1所述的低溫電解鋁裝置，其特征在于，所述陽極石墨塊的下半部浸在 所述熔鹽電解質中，所述陽極石墨塊的底面距離所述鋁液液面1?3cm。4.根據權利要求2所述的低溫電解鋁裝置，其特征在于，所述電阻絲為鐵鉻鋁電阻絲。
【文檔編號】C25C3/18GK205603692SQ201521135910
【公開日】2016年9月28日
【申請日】2015年12月31日
【發明人】杜金晶, 王斌, 俞娟, 方釗, 武小雷
【申請人】西安建筑科技大學