一种低温电解铝装置的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种低温电解铝装置，属于电解冶金领域。所述实用新型包括加热炉，在加热炉的空腔内设置有坩埚，在加热炉的顶部设置有通往坩埚的加料管，还设置有阳极引线和阴极引线，阳极引线与设置在坩埚内的阳极石墨块相连，阴极引线与坩埚侧壁相连，在坩埚内由上至下依次填充有熔盐电解质、铝液，在铝液中沉淀有球形氧化铝物料。相对于现有技术，采用初晶温度较低的NaCl?CaCl2混合熔盐体系为电解质，降低了电解温度，进而降低了电解过程中的电能消耗。
【专利说明】
一种低温电解铝装置
技术领域
[0001]本实用新型涉及电解冶金领域，特别涉及一种低温电解铝装置。【背景技术】
[0002]铝是一种重要的有色金属，用途广泛，产量仅次于钢铁。目前工业上生产金属铝， 采用熔盐电解法，该法以碳素材料为阳极，铝液为阴极，熔融冰晶石体系为熔剂和电解质， 氧化铝为反应物料，电解温度在950°C左右。
[0003]电解过程中，氧化铝粉末需溶解到冰晶石电解质中参加反应，反应生成的金属铝在阴极析出，生成的氧气与阳极反应生成C0和C02排出。该方法存在的问题是，电解温度过高，能耗较大。
【发明内容】
[0004]为了解决现有技术的问题，本实用新型提供了一种低温电解铝装置，所述低温电解铝装置，包括:
[0005]加热炉，在所述加热炉的空腔内设置有坩埚；
[0006]在所述加热炉的顶部设置有通往所述坩埚的加料管，还设置有阳极引线和阴极引线，所述阳极引线与设置在所述坩埚内的阳极石墨块相连，所述阴极引线与所述坩埚侧壁相连；
[0007]在所述坩埚内由上至下依次填充有熔盐电解质、铝液，在所述铝液中沉淀有球形氧化铝物料。
[0008]可选的，所述加热炉由外炉壳以及紧贴在所述外炉壳内壁的耐火保温层构成，在所述耐火保温层中设置有电阻丝。
[0009]可选的，所述阳极石墨块的下半部浸在所述熔盐电解质中，所述阳极石墨块的底面距离所述铝液液面1?3 cm 〇
[0010]可选的，所述熔盐电解质为NaCl-CaCl2混合熔盐。
[0011]可选的，所述电阻丝为铁铬铝电阻丝。本实用新型提供的技术方案带来的有益效果是:
[0012]采用初晶温度最低只有500°C左右的NaCl-CaCl2混合熔盐体系为电解质，降低了电解温度，进而降低了电解过程中的电能消耗。【附图说明】
[0013]为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0014]图1是本实用新型提供的一种低温电解铝装置的结构示意图；
[0015]图2是本实用新型提供的一种低温电解铝装置中加热炉的结构示意图。【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型的结构和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的结构作进一步地描述。
[0017]实施例一
[0018]本实用新型提供了一种低温电解铝装置，所述低温电解铝装置，包括:
[0019]加热炉，在所述加热炉的空腔内设置有坩埚；
[0020]在所述加热炉的顶部设置有通往所述坩埚的加料管，还设置有阳极引线和阴极引线，所述阳极引线与设置在所述坩埚内的阳极石墨块相连，所述阴极引线与所述坩埚侧壁相连；
[0021]在所述坩埚内由上至下依次填充有熔盐电解质、铝液，在所述铝液中沉淀有球形氧化铝物料。
[0022]在实施中，为了解决现有技术中电解温度高、能耗大的缺陷，本实用新型提出了一种低温电解铝装置，如图1所示，该低温电解铝装置包括:
[0023]加热炉1，在加热炉1的空腔内设置有坩埚2;
[0024]在加热炉1的顶部设置有通往坩埚的加料管3,还设置有阳极引线4和阴极引线5， 阳极引线4与设置在坩埚2内的阳极石墨块6相连，阴极引线5与坩埚2侧壁相连；
[0025]在坩埚2内由上至下依次填充有熔盐电解质7、铝液8,在铝液8中沉淀有球形氧化铝物料9。[〇〇26] 该装置以铝液为阴极，石墨块为阳极，电解温度控制在800°C以下，电解电压为2.8 ?3.2V，坩埚2中使用的熔盐电解质7不采用传统的冰晶石体系，而采用熔点较低的NaCl-CaCl2混合熔盐体系，该体系的最低初晶温度只有500°C左右，因此可保障电解在低温条件下顺利进行。
[0027]另外，在使用该低温电解铝装置时之所以使用球形氧化铝9物料，是为了避免氧化铝在电解质中悬浮，进而影响电流效率，还可避免向铝液中引入细小的悬浮杂质。作为阴极产物的铝液，通过真空抬包从槽内抽出，送往铸造车间，在保温炉内经净化澄清后，浇铸成铝锭或直接加工成线坯、型材等供工业使用。
[0028]本实用新型提供了一种低温电解铝装置，包括加热炉，在加热炉的空腔内设置有坩埚，在加热炉的顶部设置有通往坩埚的加料管，还设置有阳极引线和阴极引线，阳极引线与设置在坩埚内的阳极石墨块相连，阴极引线与坩埚侧壁相连，在坩埚内由上至下依次填充有熔盐电解质、铝液，在铝液中沉淀有球形氧化铝物料。相对于现有技术，采用初晶温度最低只有500°C左右的NaCl-CaCl2混合熔盐体系为电解质，降低了电解温度，进而降低了电解过程中的电能消耗。
[0029]可选的，所述加热炉由外炉壳以及紧贴在所述外炉壳内壁的耐火保温层构成，在所述耐火保温层中设置有电阻丝。
[0030]在实施中，如图2所示，加热炉1由外炉壳10和紧贴在外炉壳10内壁的耐火保温层 12构成，在耐火保温层中设置有电阻丝11。
[0031]通过对电阻丝11通电为电解铝这一电化学反应提供所需的热量，为了尽可能减少热量损失，在外炉壳10的内壁上紧贴有耐火保温层12,在保持热炉1内部热量减少的同时降低火灾发生的风险。
[0032]可选的，所述阳极石墨块的下半部浸在所述熔盐电解质中，所述阳极石墨块的底面距离所述铝液液面1?3 cm 〇[〇〇33]在实施中，如图1所示，为了保证电解铝这一电化学反应的正常进行，需要将阳极石墨块6的一部分浸在熔盐电解质7中，同时还需要保证作为阳极的阳极石墨块6不与作为阴极的铝液8接触，阳极石墨块6的底面距离铝液8的液面需要1?3cm。[〇〇34] 可选的，所述熔盐电解质为NaCl-CaCl2混合熔盐。[〇〇35]在实施中，熔盐电解质不采用传统的冰晶石体系，而采用熔点较低的NaCl_CaCl2 混合熔盐体系，该体系的最低初晶温度只有500°C左右，因此可保障电解在低温条件下顺利进行。
[0036]可选的，所述电阻丝为铁铬铝电阻丝。
[0037]在实施中，铁铬铝电热合金其使用温度高，最高使用温度可达1400度，使用寿命长、表面负荷高、抗氧化性能好、电阻率高，价格便宜等。因此可以作为电解铝过程中的发热单元。
[0038]本实用新型提供了一种低温电解铝装置，包括加热炉，在加热炉的空腔内设置有坩埚，在加热炉的顶部设置有通往坩埚的加料管，还设置有阳极引线和阴极引线，阳极引线与设置在坩埚内的阳极石墨块相连，阴极引线与坩埚侧壁相连，在坩埚内由上至下依次填充有熔盐电解质、铝液，在铝液中沉淀有球形氧化铝物料。相对于现有技术，采用初晶温度最低只有500°C左右的NaCl-CaCl2混合熔盐体系为电解质，降低了电解温度，进而降低了电解过程中的电能消耗。
[0039]需要说明的是:上述实施例提供的一种低温电解铝装置进行电解铝的实施例，仅作为该低温电解铝装置在实际应用中的说明，还可以根据实际需要而将上述低温电解铝装置在其他应用场景中使用，其具体实现过程类似于上述实施例，这里不再赘述。
[0040]上述实施例中的各个序号仅仅为了描述，不代表各部件的组装或使用过程中得先后顺序。
[0041]以上所述仅为本实用新型的实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种低温电解铝装置，其特征在于，所述低温电解铝装置，包括:加热炉，在所述加热炉的空腔内设置有坩埚；在所述加热炉的顶部设置有通往所述坩埚的加料管，还设置有阳极引线和阴极引线， 所述阳极引线与设置在所述坩埚内的阳极石墨块相连，所述阴极引线与所述坩埚侧壁相 连；在所述坩埚内由上至下依次填充有熔盐电解质、铝液，在所述铝液中沉淀有球形氧化 铝物料。2.根据权利要求1所述的低温电解铝装置，其特征在于，所述加热炉由外炉壳以及紧贴 在所述外炉壳内壁的耐火保温层构成，在所述耐火保温层中设置有电阻丝。3.根据权利要求1所述的低温电解铝装置，其特征在于，所述阳极石墨块的下半部浸在 所述熔盐电解质中，所述阳极石墨块的底面距离所述铝液液面1?3cm。4.根据权利要求2所述的低温电解铝装置，其特征在于，所述电阻丝为铁铬铝电阻丝。
【文档编号】C25C3/18GK205603692SQ201521135910
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2015年12月31日
【发明人】杜金晶, 王斌, 俞娟, 方钊, 武小雷
【申请人】西安建筑科技大学