专利名称：金属电解装置的制作方法
技术领域：
本实用新型属于冶金领域，涉及一种碱金属的生产装置，尤其涉及一种碱金属的电解装置，其主要用于金属锂的生产。
背景技术：
工业上生产碱金属一般采用熔盐电解法。以金属锂为例，将无水氯化锂置于电解槽中，以无水氯化钾作为助剂，在高温状态下熔融电解制取金属锂。液态金属锂在电解槽的阴极析出，聚集在熔融盐的表面上，再用金属漏勺将金属锂从电解槽中舀出，倒入变压器油中冷却、铸锭。这种手动出锂的工艺工作环境差、生产效率低，不能大规模生产，而且舀出的金属锂夹带杂质多，并在舀出过程中容易被污染，降低了金属的纯度。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种生产效率高、产品品质好、纯度高、自动化程度高的金属电解装置。
本实用新型的目的可以通过以下措施实现一种金属电解装置，包括电解槽及电解槽内由阳极和阴极组成的电解单元。所述阳极和阴极从电解槽的底部插入；所述阴极的上部设有金属收集罩，其通过顶部的导出管与金属贮存罐相连；所述阳极的上部设有气体收集罩，其通过顶部的排气管与电解槽盖连接。
所述阳极和阴极之间设有隔膜。
所述金属收集罩通过阴阳极间的隔膜与气体收集罩连成一体。
所述金属收集罩为弧形，其顶部的坡度为5-15℃。
所述气体收集罩为斗形。
所述金属贮存罐通过底部的控制阀与无氧工作箱连接，所述无氧工作箱设有金属铸模。
所述金属贮存罐的外壁上设有加热装置。
所述无氧工作箱的箱体上设有出料口、充气口、排气口、观察窗及操作孔。
本实用新型与现有技术相比具有以下优点1、本实用新型电解槽中的阴阳极采用底插方式，并在阴阳极上设置金属收集罩及气体收集罩，将阴极析出的金属自动收集并贮存，然后经无氧工作箱直接铸锭，实现了电解法生产金属的自动化，提高了产品的产率和产品质量，改善了生产环境。
2、本实用新型结构简单、操作方便，适于规模化生产。
图1为本实用新型的结构示意图图2为本实用新型电解槽的阴阳极及收集罩示意图图3为本实用新型无氧工作箱的侧视图图4为图3的正视图具体实施方式
一种金属电解装置，包括电解槽1及电解槽内由阳极2和阴极3组成的电解单元。电解槽1的槽体为方形，由碳钢或不锈钢经焊接而成。阳极2和阴极3从电解槽1的底部插入，在阳极2和阴极3之间设有隔膜12(参照图2)；阴极3的上部设有金属收集罩4，其通过顶部的导出管8固定在电解槽盖(11)上并与金属贮存罐6相连；阳极2的上部设有气体收集罩5，其通过排气管11固定在电解槽盖(11)上(参照图1)；金属收集罩4为弧形，其顶部的坡度为5-15℃；气体收集罩5为斗形；且金属收集罩4与气体收集罩5通过阴阳极间的隔膜12连成一体(参照图2)，这种电解槽能保证金属锂在熔融盐中有一定高度。金属锂在罩内和电解质分离后，借助熔盐对液体锂的浮力，液体锂沿坡而上，并经由导出管8流至密闭的金属贮存罐6中。隔膜12、金属收集罩4、气体收集器5均由A9合金制作。金属贮存罐6通过底部的控制阀9与无氧工作箱7连接，无氧工作箱7设有金属铸模13，贮罐6内金属锂由贮罐底端的金属阀9控制按时导至无氧工作箱7内的铸模13内直接铸锭。金属贮罐6水平断面为三角形，由不锈钢制成，其外壁上设有加热装置。无氧工作箱7的箱体由不锈钢制成，箱体正面有两个操作孔18，上面安装一双橡胶手套，正面设有有机玻璃视窗17用于观察箱内操作，箱体左面设有进出料口14，箱体设有充氩气的管道15和排气口16。工作箱内设有由油槽和铸模13两部分组成的金属铸锭装置。
将干燥的氯化锂和氯化钾按一定比例加入电解槽中，起弧，熔盐。当电解槽1建立热平衡后，通直流电电解，金属锂在阴极3析出后进入收集罩4中，随着电解时间的增长，金属锂在收集罩4中越集越多，液体锂借熔融盐的浮力沿坡而上，连续不断地流入金属贮存罐6中。金属贮存罐6的外壁带有加热装置，其温度采用自动控制，使罐中的锂始终保持液态，金属锂由贮存罐底端的金属阀9控制按时导至无氧工作箱7内的铸模13中直接铸锭。无氧工作箱7在工作前用真空泵将箱内空气抽走，再向箱内充经净化过的氩气，依次反复数次，直到工作箱内气氛氧气小于750ppm，氮气小于750ppm为止，工作箱方可进行工作。铸模放在油槽中，铸锭时，由贮存罐排出的金属锂，借下落的动力将油排开，油对金属锂产生浮力，金属锂浮在油上。油加速铸锭冷却，防止金属锂氧化。铸锭好的金属锂在无氧工作站中包装好后取出。经连续运转，得到产品金属锂的品位99.5％。
权利要求1.一种金属电解装置，包括电解槽(1)及电解槽(1)内由阳极(2)和阴极(3)组成的电解单元，其特征在于所述阳极(2)和阴极(3)从电解槽(1)的底部插入；所述阴极(3)的上部设有金属收集罩(4)，其通过顶部的导出管(8)与金属贮存罐(6)相连；所述阳极(2)的上部设有气体收集罩(5)，其通过顶部的排气管(10)与电解槽盖(11)连接。
2.如权利要求1所述的金属电解装置，其特征在于所述阳极(2)、阴极(3)之间设有隔膜(12)。
3.如权利要求1或2所述的金属电解装置，其特征在于所述金属收集罩(4)通过阴阳极间的隔膜(12)与气体收集罩(5)连成一体。
4.如权利要求1或2所述的金属电解装置，其特征在于所述金属收集罩(4)为弧形，其顶部的坡度为5-15℃。
5.如权利要求1或2所述的金属电解装置，其特征在于所述气体收集罩(5)为斗形。
6.如权利要求1或2所述的金属电解装置，其特征在于所述金属贮存罐(6)通过底部的控制阀(9)与无氧工作箱(7)连接，所述无氧工作箱(7)内设有金属铸模(13)。
7.如权利要求1或2所述的金属电解装置，其特征在于所述金属贮存罐(6)的外壁上设有加热装置。
8.如权利要求6所述的金属电解装置，其特征在于所述无氧工作箱(7)的箱体上设有出料口(14)、充气口(15)、排气口(16)、观察窗(17)及操作孔(18)。
专利摘要本实用新型提供一种生产金属的电解装置，该装置电解槽中的阴阳极采用底插方式，并在阴阳极上分别设置金属收集罩及气体收集罩，将阴极析出的金属自动收集并贮存，然后经无氧工作箱直接铸锭，实现了电解法生产金属的自动化，提高了产品的产率和产品质量，改善了生产环境。本实用新型结构简单、操作方便，适于规模化生产。
文档编号C25C3/00GK2801816SQ20052007836
公开日2006年8月2日 申请日期2005年2月4日 优先权日2005年2月4日
发明者庞全世, 李 权, 狄晓亮 申请人:中国科学院青海盐湖研究所