專利名稱：一種鋁電解槽的陽極結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種能降低鋁電解槽陽極氣體逸出向 電解質(zhì)熔體中的貫穿深度及陽極氣體逸出對鋁液波動影響的陽極結(jié)構(gòu)。
背景技術(shù)：
目前工業(yè)上的純鋁是由熔鹽電解法生產(chǎn)，電解槽是一個內(nèi)襯有耐火材料、保溫材 料和碳陰極的船型結(jié)構(gòu)。鋁電解的陽極是由炭質(zhì)材料制成，陽極炭塊在電解槽縱向方向的 數(shù)量隨著電解槽電流強(qiáng)度的增大而增加。陽極炭塊由陽極鋼爪連接至陽極導(dǎo)桿，陽極導(dǎo)桿 的上部連接在陽極母線上，通常一個陽極導(dǎo)桿下有1 2個陽極炭塊，當(dāng)同一陽極導(dǎo)桿在電 解槽縱向方向有兩個并列的陽極炭塊時成為雙陽極?，F(xiàn)行電解槽中使用的陽極炭塊的寬為 400 700mm，長為1400 1800mm，高為450 700mm。在正常生產(chǎn)過程中，電解槽的炭素 陰極內(nèi)襯內(nèi)存有鋁水，鋁液水平一般在10 25cm。在電解槽內(nèi)的陰極鋁液上面為由冰晶 石一氧化鋁組成的電解質(zhì)熔體，其水平高度在15 25cm。電解槽陽極底表面與陰極鋁液之 間距離為3 5cm。陽極底表面的炭與電解質(zhì)熔體中的氧離子發(fā)生電化學(xué)反應(yīng)，生成CO2氣體，陽極 氣體從陽極底表面生成后穿過電解質(zhì)熔體，從陽極周邊的電解質(zhì)熔體中逸出。由于陽極底 表面與陰極鋁液之間的距離(極距)很短，因此，陽極氣體從陰極底表面逸出過程中，會引起 陰極鋁液面的波動。在給定的陽極電流密度條件下，即在給定的陽極氣體逸出速度的條件 下，陽極氣體向電解質(zhì)熔體中的貫穿深度和在電解質(zhì)中停留的時間以及陽極氣體對陰極鋁 液波動影響隨著陽極的寬度和長度的增加而增加。陽極氣體向電解質(zhì)熔體中貫穿深度的 增加和電解質(zhì)熔體中停留時間的延長以及對鋁液液面波動影響的增加，不僅增加陽極氣體 CO2與電解質(zhì)熔體中鋁的二次反應(yīng)，使電流效率降低，而且影響電解槽有效極距和槽電壓的 降低，從而使電解槽鋁電解生產(chǎn)的電能消耗增加?，F(xiàn)行鋁電解槽所實(shí)施的大尺寸陽極所帶 來的對電流效率以及陽極氣體逸出對陰極鋁液波動的影響已經(jīng)嚴(yán)重地制約了極距、槽電壓 和電能消耗的進(jìn)一步降低。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實(shí)用新型提供了一種新的鋁電解槽的陽極結(jié)構(gòu)，一種能降低鋁 電解槽陽極氣體逸出向電解質(zhì)熔體中的貫穿深度及陽極氣體逸出對鋁液波動陽極結(jié)構(gòu)。本實(shí)用新型一種鋁電解槽的陽極結(jié)構(gòu)，包括數(shù)個陽極導(dǎo)桿、陽極鋼爪，陽極導(dǎo)桿的 上部連接在陽極母線上，每個陽極導(dǎo)桿下部連接陽極鋼爪，陽極炭塊由陽極鋼爪連接至陽 極導(dǎo)桿，同一陽極導(dǎo)桿的下面通過陽極鋼爪懸掛有2 M個小陽極，其小陽極的排列方式 為在電解槽縱向方向有1 4排，每排有2 6個，組成炭塊陽極組。上述陽極小炭塊炭塊小陽極在電解槽縱向方向的長度為300 750mm，在電解槽 橫向方向的寬度為300 750mm，，高為450 700mm。上述炭塊小陽極之間有10 40mm的縫隙。[0008]上述炭塊小陽極側(cè)面與底面成90° 120°角，側(cè)面與底面也可以有弧形倒角。本實(shí)用新型的炭塊小陽極長度和寬度不超過750mm，可縮短鋁電解生產(chǎn)過程中陽 極底掌表面形成的CO2氣體在電解質(zhì)熔體中停留時間，減少形成大陽極氣泡的可能，從而減 少了對鋁液波動的影響，降低鋁的二次反應(yīng)，同時使電解槽的極距得到顯著的降低，由過去 的5cm降低到4cm左右或以下，使極距和槽電壓進(jìn)一步降低，最終達(dá)到提高電流效率和降低 電耗的目的。

圖1為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有1排，每排4個小陽極 的陽極組合正視圖。圖2為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有1排，每排4個小陽極 的陽極組合側(cè)視圖。圖3為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有2排，每排4個陽極的 陽極組合正視圖。圖4為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有2排，每排4個陽極的 陽極組合的側(cè)視圖。圖5為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有3排，每排4個陽極的 陽極組合正視圖。圖6為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有3排，每排4個陽極的 陽極組合側(cè)視圖。圖7為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有4排，每排6個陽極的 陽極組合正視圖。圖8為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有4排，每排6個陽極的 陽極組合側(cè)視圖。圖9為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有3排，每排2個陽極的 陽極組合正視圖。圖10為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有3排，每排2個陽極的 陽極組合側(cè)視圖。圖11為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有4排，每排5個陽極的 陽極組合正視圖。圖12為本實(shí)用新型的一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有4排，每排5個陽極的 陽極組合側(cè)視圖。上圖中1為陽極導(dǎo)桿，2為陽極鋼爪，3為炭塊小陽極，4為陽極鋼角。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型的技術(shù)方案做進(jìn)一步的說明。實(shí)施例1如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有1排，每排4個 炭塊小陽極的陽極組合取代傳統(tǒng)電解槽中的傳統(tǒng)炭塊陽極，其中每個小陽極的長度方向與電解槽縱向方向一致，即平行于陽極母線方向，長度為660mm ；寬度為370mm，高度為700mm， 與傳統(tǒng)陽極相當(dāng)。炭塊與炭塊之間為40mm。小陽極側(cè)面與底面的夾角為90°。實(shí)施例2如圖3、圖4所示，本實(shí)用新型一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有2排，每排4個 炭塊小陽極的陽極組合取代傳統(tǒng)電解槽中的傳統(tǒng)炭塊陽極，其中每個小陽極的長度方向與 電解槽縱向方向一致，即平行于陽極母線方向，長度為320mm ；寬度為370mm ；高度為600mm。 炭塊與炭塊之間為30mm。小陽極側(cè)面與底面的夾角為90°。實(shí)施例3如圖5、圖6所示，本實(shí)用新型一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有3排，每排4個 炭塊小陽極的陽極組合取代傳統(tǒng)電解槽中的傳統(tǒng)炭塊陽極，其中每個小陽極的長度方向與 電解槽縱向方向一致，即平行于陽極母線方向，長度為450mm，寬度為500mm ；高度為600mm。 炭塊與炭塊之間為10mm。小陽極側(cè)面與底面的夾角為90°。實(shí)施例4如圖7、圖8所示，本實(shí)用新型一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有4排，每排6個 炭塊小陽極的陽極組合取代傳統(tǒng)電解槽中的傳統(tǒng)炭塊陽極，其中每個小陽極的長度方向與 電解槽縱向方向一致，即平行于陽極母線方向，長度為330mm，寬度為300mm ；高度為600mm。 炭塊與炭塊之間為10mm。小陽極側(cè)面與底面的夾角為95°。實(shí)施例5如圖9、圖10所示，本實(shí)用新型一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有3排，每排 2個炭塊小陽極的陽極組合取代傳統(tǒng)電解槽中的傳統(tǒng)炭塊陽極，其中每個小陽極的長度方 向與電解槽縱向方向一致，即平行于陽極母線方向，長度為320mm，寬度為570mm，高度為 450mm。炭塊與炭塊之間為10mm。小陽極側(cè)面與底面的夾角為120°。實(shí)施例6如圖11、圖12所示，本實(shí)用新型一個陽極導(dǎo)桿和陽極鋼爪下面懸掛有4排，每排 5個炭塊小陽極的陽極組合取代傳統(tǒng)電解槽中的傳統(tǒng)炭塊陽極，其中每個小陽極的長度方 向與電解槽縱向方向一致，即平行于陽極母線方向，長度為320mm，寬度為300mm;高度為 600mm。炭塊與炭塊之間為10mm。小陽極下部與底面有弧形倒角。
權(quán)利要求1.一種鋁電解槽的陽極結(jié)構(gòu)，包括數(shù)個陽極導(dǎo)桿、陽極鋼爪，陽極導(dǎo)桿的上部連接在陽 極母線上，每個陽極導(dǎo)桿下部連接陽極鋼爪，陽極炭塊由陽極鋼爪連接至陽極導(dǎo)桿，其特征 在于同一陽極導(dǎo)桿的下面通過陽極鋼爪懸掛有2 對個小陽極，其小陽極的排列方式為在 電解槽縱向方向有1 4排，每排有2 6個，組成炭塊陽極組。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述炭塊小陽極在電解槽縱向方向長 為300 750mm，在電解槽橫向方向?qū)挒?00 750mm，高為500 700mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述炭塊小陽極之間有10 40mm的 縫隙。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的陽極結(jié)構(gòu)，其特征在于所述炭塊小陽極側(cè)面與底面的夾角為 90 120°，或側(cè)面與底面有弧形倒角。
專利摘要一種鋁電解槽的陽極結(jié)構(gòu)，屬于鋁電解技術(shù)領(lǐng)域。本實(shí)用新型包括陽極導(dǎo)桿、陽極鋼爪，每個陽極上包含數(shù)個陽極導(dǎo)桿，同一陽極導(dǎo)桿的下面通過陽極鋼爪懸掛有2～24個小陽極，其小陽極的排列方式為在電解槽縱向方向有1～4排，每排有2～6個，組成炭塊陽極組。陽極小炭塊在電解槽縱向方向的長度為300～750mm，在電解槽橫向方向的寬度為300～750mm，高450～700mm，炭塊小陽極之間有10～40mm的縫隙，炭塊小陽極側(cè)面與底面成90°～120°角，側(cè)面與底面也可以有弧形倒角。本實(shí)用新型可縮短鋁電解生產(chǎn)過程中陽極底掌表面形成的CO2氣體在電解質(zhì)熔體中停留時間，從而減少了對鋁液波動的影響，使極距和槽電壓進(jìn)一步降低，最終達(dá)到提高電流效率和降低電耗的目的。
文檔編號C25C3/12GK201883156SQ201020644399
公開日2011年6月29日 申請日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者馮乃祥, 彭建平 申請人:馮乃祥