[发明专利]脱氧阳极、氟化物熔盐电解脱氧的装置及电解方法

权利要求书

1.一种脱氧阳极，其特征在于：包括一氧化锆固体电解质容器，一密封材料和一电极引线；该氧化锆固体电解质容器用于容纳脱氧剂，该密封材料用于密封该氧化锆固体电解质容器；该电极引线穿过该密封材料伸入该氧化锆固体电解质容器中与脱氧剂接触；该氧化锆固体电解质容器由氧化锆和稳定剂制成，所述的稳定剂为氧化钇、氧化镁和氧化钙中的一种或多种；所述的稳定剂的摩尔百分比为5%～30%，优选8%～15%；所述的摩尔百分比是指稳定剂的摩尔量占氧化锆固体电解质摩尔量的百分比；所述的脱氧剂为与氧反应时，反应的吉布斯自由能小于0的金属。

2.如权利要求1所述的脱氧阳极，其特征在于：所述的脱氧剂为锌、铝、锆、钛、锡和锰中的一种或多种。

3.如权利要求1所述的脱氧阳极，其特征在于：所述的电极引线的材料为惰性金属或石墨；所述的惰性金属较佳的为钨、钼和镍中的一种或多种；所述的电极引线在位于所述的氧化锆固体电解质容器内的部分与外界隔绝；所述的密封材料较佳的为高温水泥，所述的高温水泥较佳的为铝酸钙水泥，所述的铝酸钙水泥中氧化铝的质量百分含量较佳的为50%～60%，所述的质量百分含量是指氧化铝的质量占铝酸钙水泥总质量的百分比。

4.一种用于氟化物熔盐电解脱氧的装置，其特征在于：其包括一壳体，所述的壳体中设置有：一用于盛放氟化物熔盐的容器，一如权利要求1～3任一项所述的脱氧阳极，一阴极，一惰性气体进气口，一惰性气体出气口；所述的阴极与所述的脱氧阳极用于对盛放于所述的容器中的氟化物熔盐进行电解；该惰性气体进气口与该惰性气体出气口用于使电解过程在惰性气体保护下进行；

和/或，所述的装置还包括一冷却水设备，所述的冷却水设备用于在电解过程中对所述的装置进行冷却；

和/或，所述的装置还包括一用于取样分析的取样棒；

和/或，所述的装置还包括用于密封所述的壳体的一法兰和一用于密封所述的法兰的一密封圈；

和/或，所述的用于盛放氟化物熔盐的容器为一坩埚。

5.如权利要求4所述的用于氟化物熔盐电解脱氧的装置，其特征在于：所述的阴极的材料包括金属、合金或石墨；所述的金属较佳的为镍；所述的合金较佳的为镍基合金；所述的镍基合金较佳的为哈氏合金、蒙乃尔合金或英科耐尔合金；所述的惰性气体为高纯氩气、高纯氦气或高纯氮气；所述的高纯氩气中氩气的质量百分含量大于99.9%，所述的质量百分含量是指氩气的质量占高纯氩气总质量的百分比；所述的高纯氦气中氦气的质量百分含量大于99.9%，所述的质量百分含量是指氦气的质量占高纯氦气总质量的百分比；所述的高纯氮气中氮气的质量百分含量大于99.9%，所述的质量百分含量是指氮气的质量占高纯氮气总质量的百分比。

6.如权利要求5所述的用于氟化物熔盐电解脱氧的装置，其特征在于：所述的阴极的工作面积与脱氧阳极的工作面积的比值为2:1～30:1，较佳的为2:1～20:1。

7.一种电解方法，其特征在于包括以下步骤：在惰性气体保护下，采用权利要求4～6任一项所述的用于氟化物熔盐电解脱氧的装置对氟化物熔盐进行电解至所需纯度即可。

8.如权利要求7所述的电解方法，其特征在于：所述的电解温度为550℃～800℃。

9.如权利要求7所述的电解方法，其特征在于：

所述的电解时的电流密度为10mA/cm²～500mA/cm²；

和/或，所述的电解时的电压为2.0V～6.0V。

10.如权利要求7～9任一项所述的电解方法，其特征在于：电解结束后将脱氧阳极移出氟化物熔盐，使脱氧阳极内装有的杂质氧化物与氟化物熔盐分离。