一种高效氯化镁电解的阴极装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及氯化镁电解生产金属镁领域，尤其涉及一种高效氯化镁电解的阴极装置。
【背景技术】
[0002]随着世界各国对金属镁冶炼技术的节能、环保要求的不断提高，现已普遍采用电解法生产金属镁。传统氯化镁电解的阴极装置主要采用有隔板电解槽或无隔板电解槽，其主要结构为在一个电解槽内设置多组阴、阳电极，每组阴、阳电极形成一个电解室，一个电解槽内每个电解室之间为并联关系。其中阴极结构均采用板式阴极结构，而这种阴极结构在之前的使用过程中存在着诸多的问题，其主要问题有以下几个方面:第一，在电解的过程中存在着熔融金属镁液、氯气和电解质三者难于快速有效分离。这一问题的产生主要是由于电解质在携带金属镁液和氯气循环的过程中缺少有效的分离装置，依靠简单的物理分离过程难于达到混合物快速有效分离，继而增大了氯气与金属镁液的二次反应，减小了电流效率。第二，由于以上问题的存在，往往不得不通过增大阴阳极间距来减少氯气与金属镁液的混合程度，减少二次反应。但较大的阴阳极间距又会提高极间电压，增大产品单位能耗。第三，由于板式阴极一般为实心碳钢结构，在电解质高温运行时会产生较大变形。这种变形会使得阴阳极间距难以保证，不仅破坏电解工艺能量平衡，降低产能，而且还可能造成整个电解槽的瘫痪，缩短镁电解槽寿命。
【发明内容】
[0003]在下文中给出关于本实用新型的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。
[0004]本实用新型旨在提供一种高效氯化镁电解的阴极装置，在镁电解槽氯化镁电解的过程中提高电流效率、单槽产能和镁电解槽寿命，同时降低单位产品能耗的阴极装置。
[0005]本实用新型解决技术问题采用如下技术方案:
[0006]—种高效氯化镁电解的阴极装置，包括由阴极侧板和底板组成的阴极箱体结构；阴极箱体结构前端的上部设有金属镁出口；阴极箱体顶端设有金属镁进口 ；在阴极箱体内设有导镁槽和多组不同角度的导镁板;阴极箱体结构后端设有阴极导电板。
[0007]可选的，所述阴极箱体结构由碳钢拼装焊接或铸造而成。
[0008]可选的，所述的金属镁出口为矩形。
[0009]可选的，所述的金属镁进口为矩形。
[0010]可选的，所述的导镁槽采用1/2-1/4钢管或180-90度弧形结构的碳钢或不锈钢拼装焊接于阴极箱体内部。
[0011]可选的，所述的导镁板采用矩形碳钢钢板或不锈钢钢板，其按设角度与水平成5°-50°的夹角，导镁板由阴极底部到上部的按设角度依次减小。
[0012]可选的，所述的阴极导电板采用碳钢钢板焊接结于阴极箱体后端侧板上。
[0013]本实用新型的有益效果如下:
[0014]第一，高效氯化镁电解的阴极装置在电解的过程中可以使熔融金属镁液和氯气快速有效分离。达到这一有益效果主要是由于阴极装置内部设置的导镁槽和导镁板将高速循环电解质中的金属镁液和氯气快速有效的分离开来，继而大幅度减小了氯气与金属镁液的二次反应所带来的金属镁损失。
[0015]第二，可以保证在高的电流效率的基础上减小阴阳极的间距，降低槽电压。
[0016]第三，由于阴极装置属于钢板拼装焊接而成的框架结构，所以其受热变形影响小，且结构尺寸在高温腐蚀环境下的稳定性强。这样一来能够保证镁电解槽在运行的过程中阴阳极间距大小的稳定，从而保证电解工艺的能量平衡。
[0017](I)通过该高效氯化镁电解的阴极装置，能够避免由于金属镁液和氯气无法快速有效分离所造成的电流效率下降和产能降低。
[0018](2)通过该高效氯化镁电解的阴极装置，能够避免由于阴阳极间距过大所造成槽电压增大。
[0019](3)通过该高效氯化镁电解的阴极装置，能够避免阴极在高温腐蚀环境下的变形所带来的产能降低、运行不稳定或镁电解槽瘫痪现象，同时提高镁电解槽的整体寿命。
【附图说明】
[0020]参照下面结合附图对本实用新型实施例的说明，会更加容易地理解本实用新型的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本实用新型的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。
[0021]图1为本实用新型实施例中一种高效氯化镁电解的阴极装置的主视结构示意图。
[0022]图2为本实用新型实施例中一种高效氯化镁电解的阴极装置的侧视剖面结构示意图。
[0023]图中标记示意为:I一金属镁出口、2—导镁板、3—导镁槽、4一金属镁进口、5—阴极导电板、6 —阴极侧板、7 —阴极底板、8 —阴极箱体。
【具体实施方式】
[0024]参见图1一2、一种高效氯化镁电解的阴极装置，包括由阴极侧板6和阴极底板7组成的阴极箱体结构8;阴极箱体结构前段端的上部设有金属镁出口 I;阴极箱体顶端设有金属镁进口4;在阴极箱体内设有导镁槽3和多组不同安设角度的导镁板2;阴极箱体结构后端设有阴极导电板5。
[0025]通过镁电解工艺参数来确定高效阴极装置的外形尺寸，根据所确定尺寸加工阴极侧板6和阴极底板7，然后再加工导镁槽3和导镁板2，再根据需要在阴极两个侧板6的内侧面上测量定位并焊接导镁槽3和导镁板2，然后再按照焊接顺序依次将高效阴极装置拼装焊接完成。
[0026]上述实施例中，所述导镁槽3可采用1/2-1/4钢管或180-90度弧形结构的碳钢或不锈钢拼装焊接于阴极侧板6上。
[0027]上述实施例中，所述导镁板2的安设角度与水平成5-50°的夹角，导镁板由阴极底部到上部的安设角度依次减小。
[0028]本实用新型的工作原理如下:
[0029]在镁电解槽电解过程中，在阴阳极间隔处的电解质由于产生的氯气浮力与氯气和熔融金属镁液同步上升，当上升超过至阴极顶端时，熔融金属镁液会溢流流入高效阴极的腔体内，而混合的氯气会在溢流的过程中形成有效的分离。此时电解质中混合的熔融金属镁液通过导镁板的层层隔滤分离上浮，然后汇聚到导镁槽内。由于导镁槽带有一定角度，分离汇聚的镁液会以导镁槽为导向流入镁电解槽集镁室中，完成一个完整的电解循环过程。
[0030]在此过程中阴极装置结构、导镁板和导镁槽使得电解过程中的氯气和熔融金属镁液能够快速有效的分离，减少了熔融金属镁液与氯气的二次反应，提高了电流效率。与此同时高效阴极的应用，使得阴阳极的间距能够缩小。
[0031]本实用新型的一种高效氯化镁电解的阴极装置并不局限于以上【具体实施方式】所进行的描述，对某些技术特征的惯用技术手段的替换亦在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种高效氯化镁电解的阴极装置，其特征在于:包括由阴极侧板和阴极底板组成的阴极箱体结构；阴极箱体结构前端的上部设有金属镁出口；阴极箱体顶端设有金属镁进口 ；在阴极箱体内设有导镁槽和多组不同安设角度的导镁板;阴极箱体结构后端设有阴极导电板。2.根据权利要求1所述的一种高效氯化镁电解的阴极装置，其特征在于:所述的导镁板为矩形碳钢钢板或不锈钢钢板，其安设角度与水平成5°-50°的夹角，由阴极底部到上部的安设角度依次减小。3.根据权利要求1所述一种高效氯化镁电解的阴极装置，其特征在于:所述的阴极导镁槽与所述的金属镁出口上端平齐设置，且导镁槽与水平成1-3°的夹角。4.根据权利要求1所述的一种高效氯化镁电解的阴极装置，其特征在于:所述的阴极箱体采用碳钢拼装焊接或铸造而成。5.根据权利要求1所述的一种高效氯化镁电解的阴极装置，其特征在于:所述的导镁板和导镁槽采用碳钢或不锈钢拼装焊接而成。6.根据权利要求1所述的一种高效氯化镁电解的阴极装置，其特征在于:所述的金属镁出口金属镁进口均为矩形。
【专利摘要】本实用新型涉及氯化镁电解生产金属镁领域，具体公开了一种高效氯化镁电解的阴极装置，包括金属镁出口、导镁板、导镁槽、金属镁进口、阴极导电板和阴极箱体；在阴极箱体内设有导镁槽；在阴极前端面上部设有金属镁出口；在阴极顶端部设有金属镁进口；在阴极后端面设有阴极导电板。本实用新型的高效阴极装置使得熔融金属镁和氯气与高速循环的电解质能够迅速高效分离，从而提高了镁电解槽电流效率，减小了产品单位能耗。
【IPC分类】C25C3/04, C25C7/02
【公开号】CN205223370
【申请号】CN201521021235
【发明人】周茂敬, 巨邦昌, 兰青
【申请人】青海北辰科技有限公司, 青海柏斯特金属科技有限公司
【公开日】2016年5月11日
【申请日】2015年12月10日