一种联体‑多级铝电解槽下槽体装置的制作方法

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一种联体‑多级铝电解槽下槽体装置的制作方法

本实用新型涉及铝冶金、铝及铝合金熔铸领域,尤其涉及一种联体-多级铝电解槽下槽体装置。



背景技术:

高纯铝由于具有很好的导电性、可塑性、光反射性、延展性和耐腐蚀性以及极低的导磁性,在以高科技为主导的当今社会里具有广泛的应用。在电子工业领域,高纯铝用于制作高压电容器铝箔、高性能导线、集成电路键合线、计算机外部记忆装置磁盘合金的基体等。在航空航天领域用来开发制作等离子帆。在交通领域用于高速轨道交通配制高性能合金,在高铁、磁悬浮体材料中得到大量的应用。在能源领域用于铝/空气电池的材料,同样质量的铝,其放电量为锌的4倍,可以提供更大的电化学功率。在光学应用方面用于车灯反射罩,天文望远镜铝反射器,大型天文望远镜的反光面。在化工、冶金工业用于制造耐腐蚀反应设备及储存容器,用作真空蒸发材料(镀膜靶材)和喷镀材料等。

目前,三层液电解精练是高纯铝精炼的主要工艺之一,该方法是在三层液电解槽内,以金属铝为阳极合金,以氟盐为电解质,电解精炼得到精铝。最大缺点是铝的纯度一般不超过99.995%,电能消耗是原铝生产的130%。针对现有三层液电解精炼高纯铝存在的电能消耗极高,高纯铝的品级低,无法满足现代电子信息等高技术产业对高纯铝纯度的要求。现有的三层液铝电解槽需要采用纯度极高的冰晶石、氧化铝原料,由于每台电解槽只能进行一次电解净化,是造成所生产的高纯铝纯度不能超过99.995%的主要原因。现有的三层液电解槽的阴极均采用铝-碳-钢-铝结构,炉底阴极的电压组成包括以下部分:炉底阴极铝-碳接触压降28mv,炉底阴极碳素压降102mv,炉底阴极碳-钢接触压降69mv,炉底阴极钢棒欧姆压降186mv,炉底阴极钢-铝接触压降13mv,阴极铝母线-导杆欧姆压降38mv。理想情况下,单台电解槽炉底阴极压降高达436mv,是造成三层液铝电解能耗极高的重要原因。



技术实现要素:

本实用新型的目的就是针对上述已有技术存在的不足,提供一种联体-多级铝电解槽下槽体装置。

上述目的是通过下述方案实现的:

一种联体-多级铝电解槽下槽体装置,其特征在于,该装置包括联体-多级铝电解槽下槽体钢结构(2) 、素内衬(3)、刚玉质耐火内衬(4)、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙(5)、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙(6)、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙(7)。

根据上述装置,其特征在于,联体-多级铝电解槽槽体钢结构(2)作为电解槽整体支撑的骨架,碳素内衬(3)、刚玉质耐火内衬(4) 、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙(5)、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙(6)、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙(7)均为整体砌筑结构,作为铝液、电解液盛放的容器和电解工作区域;刚玉质耐火内衬(4)作为双层液普铝电解槽、一级高纯铝电解槽、二级高纯铝电解槽、三级高纯铝电解槽铝液区内衬,起到耐火、耐蚀、绝缘的作用;双层液普铝电解槽、一级高纯铝电解槽、二级高纯铝电解槽、三级高纯铝电解槽电解液区内衬采用耐氟盐腐蚀的碳素内衬(3)。

根据上述装置,其特征在于,联体-多级铝电解槽槽体钢结构(2)、碳素内衬(3)、刚玉质耐火内衬(4)、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙(5)、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙(6)、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙(7)将联体-分级铝电解槽槽体分隔成几个不同的区域,其中:碳素内衬(3)、刚玉质耐火内衬(4)、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙(5)、人造炉帮(8)等围成第一区域(1A),用于盛放双层铝电解槽电解液和铝液,是进行普铝电解的场所;碳素内衬(3)、刚玉质耐火内衬(4)、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙(5)、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙(6)围成第二区域(1B),用于盛放一级高纯铝电解槽阳极液、电解液和一级高纯铝液,是一级高纯铝电解的场所;碳素内衬(3)、刚玉质耐火内衬(4)、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙(6)、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙(7)围成第三区域(1C),用于盛放二级高纯铝电解槽阳极液、电解液和一级高纯铝液,是二级高纯铝电解的场所;碳素内衬(3)、刚玉质耐火内衬(4)、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙(7)、人造炉帮(8)围成第四区域(1D),用于盛放三级高纯铝电解槽阳极液、电解液和一级高纯铝液,是三级高纯铝电解的场。

根据上述装置,其特征在于,普铝一级高纯铝电解槽分隔墙(5)上设置普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道(5a)、一级高纯铝电解槽阳极导流板(5b);一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙(6)上设置一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液联通通道(6a)、二级高纯铝电解槽阳极导流板(6b);二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙(7)上设置二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液联通通道(7a)、三级高纯铝电解槽阳极导流板(7b)。

根据上述装置,其特征在于,普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道(5a)用于联通双层液普铝电解区与一级高纯铝阳极铝液区,双层液普铝电解槽的电解铝液通过连通器的原理与一级高纯铝电解槽的阳极铝液联成一个整体,使双层液普铝电解槽的电解铝液可以通过普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道流入一级高纯铝阳极铝液第二区域(1B)。通道(5a)既是铝液联通通道,也是电流由双层液普铝电解槽流入一级高纯铝电解槽的导电通道。冰晶石-氧化铝双层液普铝电解槽的电解产物作为一级高纯铝电解槽的原料;一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液区联结通道(6a)用于联通一级高纯铝电解槽阴极铝液区与二级高纯铝电解槽的阳极铝液区,一级高纯铝电解槽的电解铝液通过连通器的原理与二级高纯铝电解槽的阳极铝液区联成一个整体,使一级高纯铝电解槽的阴极铝液可以通过一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液区联结通道(6a)流入二级高纯铝电解槽的阳极铝液第三区域(1C)。一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液区联结通道(6a)既是铝液联通通道,也是电流由一级高纯铝电解槽流入二级高纯铝电解槽的导电通道,一级高纯铝电解槽的电解产物作为二级高纯铝电解槽的原料;二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液区联结通道(7a)用于联通二级高纯铝电解槽与三级高纯铝电解槽的阳极铝液区,二级高纯铝电解槽的电解铝液通过连通器的原理与三级高纯铝电解槽的阳极铝液区联成一个整体,使二级高纯铝电解槽的电解铝液可以通过二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液区联结通道(7a)流入三级高纯铝电解槽的阳极铝液第四区域(1D)。二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液区联结通道(7a)既是铝液联通通道,也是电流由二级高纯铝电解槽流入三级高纯铝电解槽的导电通道,二级高纯铝电解槽的电解产物作为三级高纯铝电解槽的原料。

本实用新型专利提出的联体-多级高纯铝电解槽下槽体装置,采用联体-多级电解方法生产产品,不需要进行人工转运铝液作业,大大提高了生产效率,减少了人工转运环节对铝液的污染,提高了铝液的品质。与传统三层液电解装置相比,可以减少散热面积,降低散热损失。

附图说明

图1为联体-多级铝电解槽下槽体装置A-A剖面示意图;

图2为联体-多级铝电解槽下槽体B-B剖面俯视示意图;

图3为联体-多级铝电解槽下槽体C-C、D-D、E-E剖面结构示意图。

具体实施方式

本实用新型所述的制备高纯铝的联体-多级铝电解槽下槽体装置是由联体-多级高纯铝电解槽下槽体1、联体-多级铝电解槽槽体钢结构2、碳素内衬3、刚玉质内衬4、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙5、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙6、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙7组成。联体-多级高纯铝电解槽结构示意图见图1。

本实用新型所述的普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙5上设置普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道5a、一级高纯铝电解槽阳极导流板5b。一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙6上设置一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液联通通道6a、二级高纯铝电解槽阳极导流板6b。二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙7上设置二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液联通通道7a、三级高纯铝电解槽阳极导流板7b,见图2。

根据上述装置,联体-多级铝电解槽槽体钢结构2作为电解槽整体支撑的骨架,碳素内衬3、刚玉质耐火内衬4、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙5、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙6、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙7均为整体砌筑结构,作为铝液、电解液盛放的容器和电解工作区域。

根据上述装置,联体-多级铝电解槽槽体钢结构2、碳素内衬3、刚玉质耐火内衬4、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙5、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙6、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙7将联体-分级铝电解槽槽体分隔成几个不同的区域,其中:碳素内衬3、刚玉质耐火内衬4、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙5、人造炉帮8等围成的第一区域1A为普铝双层液铝电解区。碳素内衬3、刚玉质耐火内衬4、普铝-一级高纯铝电解槽分隔墙5、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙6围成的第二区域1B为一级高纯铝电解区。碳素内衬3、刚玉质耐火内衬4、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽分隔墙6、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙7围成的第三区域1C为二级高纯铝电解区。碳素内衬3、刚玉质耐火内衬4、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽分隔墙7、人造炉帮8围成的第四区域1D为三级高纯铝电解区,见图2。

根据上述装置,1A用于盛放双层铝电解槽电解液和铝液,是进行普铝电解的场所;1B用于盛放一级高纯铝电解槽阳极液、电解液和一级高纯铝液,是一级高纯铝电解的场所。1C用于盛放二级高纯铝电解槽阳极液、电解液和一级高纯铝液,是二级高纯铝电解的场所。1D用于盛放三级高纯铝电解槽阳极液、电解液和一级高纯铝液,是三级高纯铝电解的场所。见图1、图2。

根据上述装置,刚玉质耐火内衬4作为双层液普铝电解槽、一级高纯铝电解槽、二级高纯铝电解槽、三级高纯铝电解槽铝液区内衬,起到耐火、耐蚀、绝缘的作用,双层液普铝电解槽、一级高纯铝电解槽、二级高纯铝电解槽、三级高纯铝电解槽电解液区内衬采用耐氟盐腐蚀的碳素内衬3。

根据上述装置,双层液电解区与一级高纯铝电解区分隔墙5的基座区域开设普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道5a并设置一级高纯铝电解槽阳极区电流导板5b。一级高纯铝电解区与二级高纯铝电解区分隔墙6的上部区域开设一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液区联结通道6a并设置二级高纯铝电解槽阳极区电流导板6b。二级高纯铝电解区与三级高纯铝电解区分隔墙7的基座区域开设二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液区联结通道7a并设置三级高纯铝电解槽阳极区电流导板7b。高纯铝电解槽阳极区电流导板一级高纯铝电解槽阳极区电流导板5b、二级高纯铝电解槽阳极区电流导板6b、三级高纯铝电解槽阳极区电流导板7b用于均布三层液电解区阳极区电流。联体-分级铝电解槽分隔墙、铝液联通通道、阳极导流板分布示意图见图1。

根据上述装置,普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道5a用于联通双层液普铝电解区与一级高纯铝阳极铝液区,使双层液普铝电解槽的电解铝液可以通过普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道5a流入一级高纯铝阳极铝液第二区域1B。双层液普铝电解槽的电解铝液通过连通器的原理与一级高纯铝电解槽的阳极铝液联成一个整体。普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道5a既是铝液联通通道,也是电流由双层液普铝电解槽流入一级高纯铝电解槽的导电通道。冰晶石-氧化铝双层液普铝电解槽的电解产物作为一级高纯铝电解槽的原料。

根据上述装置,一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液区联结通道6a用于联通一级高纯铝电解槽阴极铝液区与二级高纯铝电解槽的阳极铝液区,使一级高纯铝电解槽的阴极铝液可以通过一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液区联结通道6a流入二级高纯铝电解槽的阳极铝液第三区域1C。一级高纯铝电解槽的电解铝液通过连通器的原理与二级高纯铝电解槽的阳极铝液区联成一个整体。一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液区联结通道6a既是铝液联通通道,也是电流由一级高纯铝电解槽流入二级高纯铝电解槽的导电通道。一级高纯铝电解槽的电解产物作为二级高纯铝电解槽的原料。

根据上述装置,二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液区联结通道7a用于联通二级高纯铝电解槽与三级高纯铝电解槽的阳极铝液区,使二级高纯铝电解槽的电解铝液可以通过二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液区联结通道7a流入三级高纯铝电解槽的阳极铝液第四区域1D。二级高纯铝电解槽的电解铝液通过连通器的原理与三级高纯铝电解槽的阳极铝液区联成一个整体。二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液区联结通道7a既是铝液联通通道,也是电流由二级高纯铝电解槽流入三级高纯铝电解槽的导电通道。二级高纯铝电解槽的电解产物作为三级高纯铝电解槽的原料。

本实用新型专利提出的联体-多级高纯铝电解槽下槽体装置,采用联体-多级电解方法生产产品,不需要进行人工转运铝液作业,大大提高了生产效率,减少了人工转运环节对铝液的污染,提高了铝液的品质。与传统三层液电解装置相比,可以减少散热面积,降低散热损失。

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