[发明专利]一种制备金属铸锭的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及冶金领域，具体涉及一种制备金属铸锭的装置及方法。

背景技术

工业上生产碱金属和碱土金属一般采用熔盐电解法。以金属锂为例，将无水氯化锂置于电解槽中，以无水氯化钾作为助剂，在高温状态下熔融电解制取金属锂。液态金属锂在阴极析出，聚集在熔融盐表面上，再用金属漏勺将金属锂从电解槽中舀出，倒入变压器油中冷却、铸锭。这种手动出锂工艺工作环境差，生产效率低，不能大规模生产，而舀出的金属锂夹带电解质多，并在舀出过程中容易被污染，降低了金属的纯度。虽然针对上述问题目前已有一些制备金属铸锭的装置。但是在实际使用过程中，发现现有的制备金属铸锭的装置仍存在效率低、自动化程度不高的缺陷，例如当在液体锂通过导出管流至金属贮存罐的过程中，液体锂会部分贴附于导出管的内壁上，长时间会堵塞导出管，影响液体锂的流通，降低了生产效率。

发明内容

为克服现有技术的不足，本发明提供一种制备金属铸锭的装置及方法，以在现有金属铸锭装置的基础上进一步提高铸锭装置的生产效率。

为了实现上述的目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明提供了一种制备金属铸锭的装置，包括电解槽、分别插入所述电解槽中的阳极和阴极、设于所述阳极和所述阴极之间的隔膜、设于所述阴极和所述隔膜间上端的用于收集所述阴极产生的液态金属的金属收集罩、用于对液态金属进行贮存的金属贮存罐及用于对液态金属进行铸锭的工作箱，所述金属贮存罐的一端设有用于入料的导管，所述金属贮存罐的另一端为出料端并插入所述工作箱，所述导管插入所述电解槽并与所述金属收集罩连通，所述金属贮存罐内设有伸入所述导管的刮刀，所述刮刀用于疏通所述导管内堵塞的液态金属。

进一步地，所述刮刀伸出金属贮存罐顶部，并相对于导管可旋转。

进一步地，所述电解槽的上部和/或侧部和/或底部开槽孔，使所述阳极和所述阴极通过所述槽孔从所述电解槽的上部和/或侧部和/或底部插入。

进一步地，所述电解槽上端设有电解槽盖，所述导管穿过所述电解槽盖并插入所述电解槽与所述金属收集罩连通并固定；所述阳极上端设有气体收集罩，所述电解槽盖顶部设有排气管，所述气体收集罩通过所述排气管固定在所述电解槽盖上。

进一步地，所述工作箱包括设于所述金属贮存罐出料端下方的第一工作箱和设于所述第一工作箱侧部并与第一工作箱连通的第二工作箱，所述金属贮存罐出料端插入所述第一工作箱并与第一工作箱连通，所述第一工作箱底部设有用于容置金属以形成铸锭的铸模，所述第二工作箱用于存放铸锭，所述第二工作箱背离所述第一工作箱的一侧设有用于取出铸锭的出料口。

进一步地，所述工作箱背离所述电解槽的一侧分别设有操作孔和视窗。

进一步地，所述金属贮存罐插入所述第一工作箱的一端设有控制阀，所述控制阀置于所述工作箱内。

进一步地，还包括内置有冷却水的夹套，所述夹套适配紧贴所述工作箱外壁以降低所述工作箱的温度。

进一步地，所述夹套为L型，并分别紧贴于所述工作箱的底部外壁及所述工作箱与所述电解槽相对一侧的外壁，所述夹套的底部间隔设有进水口和出水口。

本发明还提供了一种制备金属铸锭的方法，采用上述的制备金属铸锭的装置，控制所述金属贮存罐的温度为190～300℃，控制所述工作箱的温度为20～80℃且湿度不大于2％。

本发明提出的一种制备金属铸锭的装置及方法具有以下优点：

(1)所述电解槽、金属贮存罐及铸锭的工作箱依次连接，阴极析出的液态金属自动流入贮存罐并经工作箱直接铸锭，实现了金属铸锭的自动化生产，同时贮存罐内的刮刀方便对导管进行及时疏通，保证了液态金属的自然流出，进一步提高了生产效率；

(2)控制贮存罐出料端的控制阀设置于工作箱内部，使得操作人员可以在工作箱内直接操作控制阀和工作箱内的铸模，避免了由于分开操作而引起的失误；

(3)设于工作箱外壁的冷却夹套能够及时对工作箱进行降温，从而使得工作箱内的铸锭及时冷却并取出，同时配合双箱体，可进一步加快生产速度，提高生产率；

(4)由于电解槽可以从多方位进行开槽，使得阴阳极可以从电解槽的不同方位插入，降低了电解装置的安装环境，更利于规模化生产。

附图说明

图1为本发明一种制备金属铸锭的装置的结构示意图；

图2为本发明一种制备金属铸锭的装置中电解槽的阴阳极及收集罩示意图；

图3为本发明一种制备金属铸锭的装置中工作箱的侧视示意图；