[实用新型]一种用稀土冶炼用电解槽

说明书

技术领域

本实用新型涉及稀土冶炼技术领域，具体的说是一种稀土冶炼用电解槽。

背景技术

稀土金属在传统冶金领域应用主要用于钢、铸铁和有色金属中，稀土的加入明显地改善了钢、铸铁和有色金属的力学性能、工艺性能和使用性能。随着稀土高新技术材料的飞速发展，稀土金属的应用领域也从冶金等传统领域向新的、技术更加密集的新材料领域发展。由于稀土金属具有无法取代的优异磁、光、电性能，是高性能稀土永磁、储氢、磁光存储和记录、超磁致伸缩、磁致冷等高新材料必不可少的基础原料，这些材料广泛用于计算机、高密度信息存储、通讯、转换、高精度导向、信息高速公路及国家安全防范等高科技领域。随着新型稀土功能材料的开发和应用，稀土金属，特别是高纯稀土金属的用量将日益增加。

目前制备稀土金属的方法主要有金属热还原法和熔盐电解法。金属热还原法目前主要包括两种，一种是对于熔点低、沸点较低的稀土金属如钐、铕、铥等，可用其氧化物为原料用金属镧或混合轻稀土金属作还原剂，进行还原——蒸馏得到金属。二是对沸点低、熔点较高的稀土金属如镝、铒、钇等，可用它们的氟化物以金属钙为还原剂进行钙热直接还原得到金属，或者采用中间合金法即钙热还原过程中加入熔点较低的合金组元使其与高熔点的稀土金属形成熔点较低的合金，同时加入氯化钙助熔剂，以降低渣的熔点，还原后得到的稀土金属合金经真空蒸馏后得到稀土金属。熔盐电解法又分为氯化物电解法和氧化物-氟化物电解法，氯化物电解法是在石墨电解槽中，以石墨为阳极，惰性材料或铁棒为阴极，通过电解熔融的稀土氯化物得到稀土金属或者合金。这种方法电解的阳极产物为污染性的Cl₂，且金属直收率和电效都不太高。氧化物-氟化物电解法开始于20世纪60年代，这种方法是在由稀土氟化物、碱金属或碱土金属氟化物(有的还加上氟化钡)的电解质体系中直接添加稀土氧化物进行电解，其阳极气体为CO₂，收率和电效也较氯化物电解高。

在熔盐电解法中，电解槽作为反应发生的容器，其结构对产品质量有着非常大的影响。现有的电解槽大多采用的是石墨槽作为电解容器，在石墨槽的下方设置用于接收析出的稀土金属的接收器，电解用到的阴极和阳极从上方插入到石墨槽中。通常，石墨槽采用的是方形坩埚，棒状的阳极和阴极均匀插入坩埚中，或者采用阳极包围阴极的分布方式，以提高电流的利用率。但是这样的方式存在一些不足，首先是电极的分布不可调整，无法满足不同电解方式的要求，或者是需要借助外部的驱动设备来进行调整，额外增加了设备的复杂程度。除此之外，现有的接收器大多是单一的钼或者钨接收器，在高温的作用下，其表层可能会与电解熔盐发生一定的反应，而对产品质量产生不利影响。

实用新型内容

为了解决现有技术中的不足，本实用新型提供一种稀土冶炼用电解槽，能够灵活调整电解腔的大小以适用于不同的电解需求，阳极设置有抗腐蚀凸起，能够延长使用寿命，接收器为多层结构，在保证强度的同时增加耐腐蚀性能，还设置有接收器托架，增加了保护气体的流通通道，进而加强对电解槽保护力度。

为了实现上述目的，本实用新型采用的具体方案为：

一种稀土冶炼用电解槽，包括上下设置的石墨槽和接收器，在石墨槽中设置有阳极和阴极，所述接收器为两端封闭的半圆筒结构且开口向上，接收器为三层结构，从外向内依次是钼外壳、钨本体和铌涂层；在接收器的下方还设置有接收器托架，接收器托架的上表面上均匀开设有若干条凹槽，两个相邻凹槽之间形成凸块，所有凸块的上表面均与接收器的下底面相贴合；所述阳极为棒状结构，在阳极的中部设置有抗腐蚀凸起。

所述石墨槽为上下贯通的方形槽，在石墨槽两个相对的侧壁上各均匀开设有若干个插槽，且两个侧壁上的插槽一一对应；所述阴极呈板状结构，阴极上固定设置有两个插块，两个插块分别与石墨槽上的插槽相配合完成石墨槽与阴极的固定连接，石墨槽的侧壁与阴极围合出电解腔。

阳极悬挂设置在所述电解腔中，且抗腐蚀凸起的中部与电解腔内的熔盐液面平齐。

所述阴极呈长方形板状，两个插块分别固定设置在阴极的两条短边上。

所述插块的横截面呈“T”形。

所述凹槽共有三条。

所述石墨槽内壁的下端设置有倾斜面。

所述抗腐蚀凸起呈纺锤形。

有益效果：

1、本实用新型能够灵活调整电解腔的大小，以适用于不同的电解需求；

2、阳极设置有抗腐蚀凸起，能够延长使用寿命；

3、接收器为多层结构，在保证强度的同时增加耐腐蚀性能；