[实用新型]带防氧化保护装置的阴极棒

说明书

技术领域

本实用新型涉及制取稀土金属的熔盐电解装置，尤其涉及一种电解阴极棒，具体为一种带防氧化保护装置的阴极棒。

背景技术

稀土是一种同时具有电、磁、光、以及生物等多种特性的新型功能材料， 是高技术领域和国防建设的重要基础材料，同时也对改造某些传统产业，如农业、化工、建材等起着重要作用。

我国是世界第一大稀土资源国，已探明的稀土资源量约6588万吨。我国稀土资源不但储量丰富，而且还具有矿种和稀土元素齐全、稀土品位及矿点分布合理等优势，为我国稀土工业的发展奠定了坚实的基础。

目前，工业上大批量生产混合稀土金属一般使用熔盐电解法，这一方法是把稀土氧化物、稀土氯化物等稀土化合物加热熔融后作为电解原料，钨棒或钼棒等作为阴极，石墨坩埚作为阳极，然后通以电流进行直流电解，最后在阴极上析出稀土金属。但是在上述冶炼方法中，特别是将稀土氧化物作为电解原料时，在电解过程中，电解液会产生大量的氧气，再加上电解所需要的高温环境，这样就极易使电解液上方裸露于空气中的阴极棒被氧化损坏，若将稀土氯化物等其他稀土化合物作为电解原料时，虽说电解液不会放出氧气，但由于高温和空气中氧的共同作用，在阴极棒的通电接头处还是会被氧化损坏，而目前解决该问题的方法是等电解液上方的阴极棒氧化损坏到一定程度后，再将阴极棒调头焊接换位使用（即阴极棒在电解液上方被氧化的一端放入电解液中进行电解，而原来在电解液中完好的那端调头到电解液上方通电继续使用）。即使这样，一根阴极棒的有效使用时间也只能维持不到一年，而一根阴极棒的成本却在上万块钱，这样就给稀土冶炼企业增加了巨大的经济负担。

发明内容

本实用新型是为了解决在熔盐电解法制取稀土金属过程中，电解液上方的阴极棒体及其顶部的通电接头处极易被氧化损坏的问题，而提供一种带防氧化保护装置的阴极棒，从而延长阴极棒的使用寿命，减轻企业的经济负担。

本实用新型是采用如下技术方案实现的：

一种带防氧化保护装置的阴极棒，包括顶部设有通电接头的阴极棒体，其中所述阴极棒体在电解液以上的部分紧密缠绕有注水金属管，注水金属管一个端口为进水口、另一个端口为出水口；阴极棒体缠绕注水金属管后，在注水金属管外部套装一个将注水金属管及阴极棒体顶部通电接头全部套住的套筒，套筒内与注水金属管、阴极棒体及其通电接头的间隙间填充有隔热材料。

在电解制取稀土金属过程中，由于反应温度较高，所以致使阴极棒体的温度也高居不下，再加上空气中的氧气以及在反应过程中电解液放出的氧气（电解稀土氧化物制取稀土金属时），这样就导致电解液以上的阴极棒体及其顶部的通电接头处很容易被氧化损坏，而本装置在电解液以上部分的阴极棒体上紧密缠绕了注水金属管，一方面是将冷却水从注水金属管的进水口注入，冷却水沿经紧密缠绕在阴极棒体上的注水金属管与高温阴极棒体换热后，从注水金属管的出水口排出，这样通过热交换就降低阴极棒体的温度，另一方面紧密缠绕的注水金属管以及套在注水金属管和通电接头外部的套筒在一定程度上隔绝了空气，消除了阴极棒体被氧化所需要的氧气条件；而填充在套筒内的隔热材料一方面有效地防止了注水金属管内的冷却水与阴极棒体外部环境的热空气进行换热反应，从而提高了冷却水与阴极棒体之间的换热效率，另一方面也将阴极棒体与电解反应的高温环境隔绝，防止阴极棒体的温度过高。

所述的套筒上还开设有与注水金属管进、出水口穿插对应的孔，方便进、出水口在套筒上的插入与穿出，从而使该装置更加美观。

所述的套筒为圆形套筒或正多边形套筒，以此增加该装置的美观性。

本实用新型设计巧妙、结构简单，通过对电解液以上部分的阴极棒体紧密缠绕注水管以及套插内填隔热材料的套筒，从而在一定程度上有效地防止了阴极棒体被氧化损坏，使阴极棒体的使用寿命提高了3-5倍，为企业节省了经济支出。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图中，1-阴极棒体、2-注水金属管、2a-进水口、2a′-出水口、3-套筒、4-隔热材料、5-孔、6-通电接头。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型作进一步的描述：

如图1所示，一种带防氧化保护装置的阴极棒，包括顶部设有通电接头6的阴极棒体1，其中所述阴极棒体1在电解液以上的部分紧密缠绕有注水金属管2，注水金属管2一个端口为进水口2a、另一个端口为出水口2a′；阴极棒体1缠绕注水金属管2后，在注水金属管2外部套装一个将注水金属管2及阴极棒体1顶部通电接头6全部套住的套筒3，套筒3内与注水金属管2、阴极棒体1及其通电接头6的间隙间填充有隔热材料4。