专利名称：节能环保自焙阳极铝电解槽的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及铝电解槽，尤其涉及自焙阳极铝电解槽，具体为一种节能环保自 焙阳极铝电解槽。
背景技术：
目前，国内外铝业公司主要采用大型预焙阳极铝电解槽生产电解铝，其正常生产 过程需要定期更换阳极炭块，更换阳极炭块易使电解槽原有的磁场平衡遭受破坏，新换上 的阳极炭块底掌和其下的铝液面在较长时间内不能很好的适应，造成电解槽在一定时期内 技术经济指标不佳；更换下来的旧阳极炭块占原阳极炭块20%左右的残极，虽可以回收再 利用，但其造成的损耗非常大；大型预焙阳极铝电解槽所采用的预焙阳极炭块(即阳极炭 块)，需要专门的生产工厂来生产，且需要较大的投资；阳极炭块生产过程需要消耗大量的 能源，并需要对生产过程产生的废气、废水进行综合治理，否则会造成严重的环境污染；阳 极炭块运用到电解槽中去，必须通过组装工序方可使用，这样又增大投资，消耗能源，需要 配套净化设备；而且，一般不能在预焙阳极铝电解槽中直接生产铝合金或纯度更高的精铝， 这都影响了铝业公司的经济效益。针对预焙阳极铝电解槽存在的问题，传统的自焙阳极铝电解槽具有阳极连续使 用，电解槽能持续稳定生产，还可以利用电解槽自身上部的余热焙烧好阳极，所以说自焙阳 极铝电解槽总的来讲是节约能源的；但自焙阳极铝电解槽产生的浙青烟气难于治理而造成 环境污染，存在自动化程度低，人工加料劳动强度大、劳动环境恶烈，难以实现大型化作业 的不足。
发明内容本实用新型为了解决现有自焙阳极铝电解槽由于结构缺陷存在不足之处具体为 污染环境、自动化程度低、劳动强度大且难以实现大型化作业的问题，提供了一种节能环保 自焙阳极铝电解槽。本实用新型是采用如下技术方案实现的节能环保自焙阳极铝电解槽，包括阳极 装置、槽膛以及阴极，所述的阳极装置包括由若干前后分布且侧壁包有铝箔的阳极本体组 成的阳极，相邻两阳极本体之间的间隙内设有填料且在相邻两阳极本体之间的间隙内或间 隙左右外侧均设有下料排气机构，下料排气机构包括竖直放置的外套管和位于其内的下料 管和排气管，外套管、下料管和排气管之间的间隙处设有耐高温密封件，阳极下部的四周沿 上下方向套有若干紧贴阳极侧壁的集气罩，阳极上部的四周套有阳极框架，每个集气罩上 设有若干通孔和逸气口，通孔内穿有导电棒且导电棒穿入阳极本体内，集气罩上固定有支 撑导电棒的承重件，阳极框架连接底层的承重件，导电棒和与其对应的通孔之间的间隙处 设有密封圈。所选用的填料为本领域技术人员容易实现的，当进行电解作业时，在下料管所 对应的电解槽壳面周围开有下料口，然后将原材料(主要成分为氧化铝和氟化铝)通过下 料管流入下料口，进而进入电解质中发生溶解反应，产生的电解气体也通过下料口排出来，排出的电解气体通过排气管抽走；导电棒与集气罩的通孔之间设有密封圈，阳极本体产生 的阳极废气会进入集气罩，然后通过集气罩上的逸气口将阳极废气收集处理，克服了阳极 废气难以处理造成环境污染的问题；通过在相邻两阳极本体之间的间隙内或间隙左右外侧 设有下料排气机构，有利于加入的原材料快速溶解，减少沉淀生成；承重件用于承载阳极的 重量；同时根据电解槽容量大小的需要可以设置多个阳极本体，实现电解槽大型化的要求， 而且避免阳极过大时，容易产生裂纹、中心过热现象的产生，有利于阳极废气的排出，减小 气泡电阻。集气罩内壁与阳极侧壁之间充填有位于导电棒周围的填料，进一步增强了集气罩 通孔与导电棒之间及导电棒与阳极本体之间的密封性，防止阳极废气的产生和泄露。相邻两阳极本体之间的间隙在前后方向的距离为l-30cm，使得节能环保自焙阳极 铝电解槽的设计更加合理可靠。外套管周围设有竖直放置的气缸，气缸的活塞杆端固定有打击头，通过此种结构设 计可实现打壳下料作业的机械化和自动化的目的，避免人工操作时劳动强度较大的问题。集气罩是由两个由槽钢制成的半封闭(即三边围成的框架)状组件通过螺杆连接 而成，且组件的凹槽位于集气罩内侧，对集气罩进行拆除时，先将导电棒拔出，再将螺杆打 开，即可实现集气罩与阳极的脱离。阳极本体的尺寸各异，通过调节阳极本体尺寸，使阳极本体之间间隙正对电解质 流速较快、温度较高的地方，从而使下料管的原材料流入下料口，进一步加快原材料迅速溶 解，不致形成沉淀。本实用新型通过合理的设计克服了现有自焙阳极铝电解槽由于结构缺陷存在不 足之处具体为污染环境、自动化程度低、劳动强度大且难以实现大型化作业的问题，通过增 设集气罩装置阻止了阳极废气特别是导电棒周围逸出的阳极废气的产生，即使逸出阳极废 气也能被集气罩收集起来，有利于此阳极废气通过电解气体被燃烧掉或通过专门废气处理 装置处理掉，防止阳极废气扩散造成环境污染的问题，同时避免阳极废气不先收集而直接 同低温电解气体混合，从而增加电解气体处理难度的问题出现，具有阳极废气量少，收集容 易，处理简便、电解气体处理无难度、费用低及效果好等优点，集气罩装置还具有防止阳极 外鼓，减少阳极散热，有利于阳极焙烧、导电，阳极导电棒受力均勻，不易产生阳极裂纹等优 势；通过在相邻两阳极本体之间的间隙内或间隙左右外侧设有下料排气机构，实现了计算 机控制电解槽加料操作的要求，技术经济指标稳定、先进，大大提高了操作的机械化和自动 化水平，减轻了操作人员的劳动强度并改善了操作人员的劳动环境，具有下料过程电解质 壳面不易塌陷、电解质不往槽外喷、阳极不氧化及自动控制稳定等特点；阳极是由若干阳极 本体组成且阳极本体的尺寸各异，解决了电解槽大型化的瓶颈，有利于电解槽向更大型发 展，从而节省投资，提高劳动生产率；由于采用连续的自焙阳极，不需要定期更换阳极，所以 阳极底掌始终与槽膛中的铝液面相吻合，电解槽生产稳定，各项技术经济指标稳定，自动控 制容易，且阳极能充分利用电解槽上部的余热焙烧而不需要特别生产工厂去生产和组装， 节省了能源和投资，经济效益和社会效益好。
图1为本实用新型的结构示意图；[0013]图2为图1的A-A剖视示意图；图3为本实用新型中集气罩处的结构示意图图4为图3的侧视示意图。图中1-槽膛，2-阴极，3-铝箔，4-阳极本体，5、19-填料，6_外套管，7_下料管， 8-排气管，9-耐高温密封件，10-集气罩，11-阳极框架，12-通孔，13-逸气口，14-导电棒， 15-承重件，16-密封圈，17-气缸，18-打击头。
具体实施方式
节能环保自焙阳极铝电解槽，包括阳极装置、槽膛1以及阴极2，所述的阳极装置 包括由若干前后分布且侧壁包有铝箔3的阳极本体4组成的阳极，相邻两阳极本体4之间 的间隙内设有填料5且在相邻两阳极本体4之间的间隙内或间隙左右外侧均设有下料排气 机构，下料排气机构包括竖直放置的外套管6和位于其内的下料管7和排气管8，外套管6、 下料管7和排气管8之间的间隙处设有耐高温密封件9，阳极下部的四周沿上下方向套有若 干紧贴阳极侧壁的集气罩10，阳极上部的四周套有阳极框架11，每个集气罩10上设有若干 通孔12和逸气口 13，通孔12内穿有导电棒14且导电棒14穿入阳极本体4内，集气罩10 上固定有支撑导电棒14的承重件，阳极框架11连接底层的承重件15，导电棒14和与其对 应的通孔12之间的间隙处设有密封圈16。集气罩10内壁与阳极侧壁之间充填有位于导电 棒14周围的填料19 ；相邻两阳极本体4之间的间隙在前后方向的距离为l-30cm ；外套管6 周围设有竖直放置的气缸17，气缸17的活塞杆端固定有打击头18 ；填料5或填料19可采 用氧化铝、氟化铝或冰晶石；集气罩10是由两个由槽钢制成的半封闭状组件通过螺杆连接 而成，且组件的凹槽位于集气罩10内侧。使用时，随着底部阳极的不断消耗，需将底层集气 罩10上的导电棒14拔出，与其对应的集气罩10也同时与阳极脱离，然后将阳极框架11向 上提升一定高度，然后在顶层集气罩10上方的阳极四周重新套有一层集气罩10，集气罩10 上穿有若干导电棒14，接着将阳极框架11与底层集气罩10连接，随着阳极不断损耗的过程 中，反复进行上述步骤，具体实施过程时，逸气口 13上连有一端位于下料口上方的通气管， 将集气罩10收集到的阳极废气经通气管排到下料口上方，接着阳极废气与产生的高温电 解气体混合燃烧，然后被排气管8抽走，使得阳极废气的处理更加合理；阳极框架11和承重 件15上均设有吊钩，阳极框架11的吊钩与底层承重件15上的吊钩通过吊链相连，下料排 气机构贯穿于阳极上下端面，由于原材料的流动性较好，所以原材料经下料管7流向下料
权利要求一种节能环保自焙阳极铝电解槽，包括阳极装置、槽膛(1)以及阴极(2)，其特征在于所述的阳极装置包括由若干前后分布且侧壁包有铝箔(3)的阳极本体(4)组成的阳极，相邻两阳极本体(4)之间的间隙内设有填料(5)且在相邻两阳极本体(4)之间的间隙内或间隙左右外侧设有下料排气机构，下料排气机构包括竖直放置的外套管(6)和位于其内的下料管(7)和排气管(8)，外套管(6)、下料管(7)和排气管(8)之间的间隙处设有耐高温密封件(9)，阳极下部的四周沿上下方向套有若干紧贴阳极侧壁的集气罩(10)，阳极上部的四周套有阳极框架(11)，每个集气罩(10)上设有若干通孔(12)和逸气口(13)，通孔(12)内穿有导电棒(14)且导电棒(14)穿入阳极本体(4)内，集气罩(10)上固定有支撑导电棒(14)的承重件(15)，阳极框架(11)连接底层的承重件(15)，导电棒(14)和与其对应的通孔(12)之间的间隙处设有密封圈(16)。
2.根据权利要求1所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于集气罩(10)内壁 与阳极侧壁之间充填有位于导电棒(14)周围的填料(19)。
3.根据权利要求1或2所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于相邻两阳极 本体(4)之间的间隙在前后方向的距离为l-30cm。
4.根据权利要求1或2所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于外套管(6)周 围设有竖直放置的气缸(17)，气缸(17)的活塞杆端固定有打击头(18)。
5.根据权利要求3所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于外套管(6)周围 设有竖直放置的气缸(17)，气缸(17)的活塞杆端固定有打击头(18)。
6.根据权利要求1或2所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于填料(5、19) 可采用氧化铝、氟化铝或冰晶石。
7.根据权利要求1或2所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于集气罩(10) 是由两个由槽钢制成的半封闭状组件通过螺杆连接而成，且组件的凹槽位于集气罩(10) 内侧。
8.根据权利要求5所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于集气罩(10)是由 两个由槽钢制成的半封闭状组件通过螺杆连接而成，且组件的凹槽位于集气罩(10)内侧。
9.根据权利要求1或2所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于阳极本体(4) 的尺寸各异。
10.根据权利要求4所述的节能环保自焙阳极铝电解槽，其特征在于阳极本体(4)的 尺寸各异。
专利摘要本实用新型具体为一种节能环保自焙阳极铝电解槽，解决了现有自焙阳极铝电解槽存在污染环境、自动化程度低、劳动强度大且难以实现大型化作业的问题。阳极装置包括由若干阳极本体组成的阳极，相邻两阳极本体之间的间隙内设有填料且在其间隙处均设有下料排气机构，下料排气机构包括外套管和下料管和排气管，阳极下部和上部的四周套有集气罩和阳极框架，集气罩上设有通孔和逸气口，通孔内穿有导电棒，阳极框架连接有承重件，导电棒和通孔之间设有密封圈。本实用新型实现了对阳极废气收集处理的目的，具有防止阳极外鼓、导电棒受力均匀的优点；可实现打壳下料的机械化和自动化的目的；克服了电解槽大型化的瓶颈。
文档编号C25C3/08GK201713581SQ201020217838
公开日2011年1月19日 申请日期2010年6月4日 优先权日2010年6月4日
发明者党建平 申请人:山西关铝股份有限公司