[发明专利]一种新型电解铝用电解槽及其电解工艺

权利要求书

1.一种电解铝用电解槽，包括，

槽体(1)，所述槽体(1)内设置有阳极(2)和阴极(3)，所述槽体(1)内还装有电解质(4)；

其特征在于，

所述阴极(3)是包括TiB₂和Al的复合物；所述复合物是由TiB₂和Al混合、成型后的成型物，或由TiB₂、Al和树脂混合、成型后的成型物在大于铝的熔点下焙烧得到的；

所述阳极(2)的组分包括Fe、Cu和Sn，其中以所述Fe和Cu为主要组分；

所述电解质(4)由30-38wt％的NaF、49-60wt％的AlF₃、1-5wt％的LiF、1-6wt％的KF和3-6wt％的Al₂O₃组成，其中所述NaF与AlF₃的摩尔比为1.0-1.52。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)与阴极(3)设置在槽底的上方。

3.根据权利要求1或2所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)为多个，所述阴极(3)为多个。

4.根据权利要求1-3任一所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)与阴极(3)平行设置且排成一列，所述阳极(2)与阴极(3)间隔排列，所述阳极(2)和阴极(3)上面积最大的面相对设置。

5.根据权利要求1-4任一所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)与阴极(3)垂直于所述槽底设置，所述槽底设置有覆盖有铝液(11)的导电层，所述阳极(2)的下端通过第一绝缘层(12)与所述导电层相连接，所述阴极(3)的下端与所述导电层相连接，并且所述第一绝缘层(12)和阴极(3)的下部浸在所述铝液(11)中；所述导电层内设置有阴极棒(10)，用于将所述阴极(3)与电源连接。

6.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)设置在槽底的上方，所述阴极(3)设置在所述槽底，所述阴极(3)的下部覆盖有铝液(11)；所述电解质(4)设置在所述阳极(2)与阴极(3)之间，且覆盖在所述铝液(11)上；所述阳极(2)的底面平行于所述槽底；所述阴极(3)上设置有阴极棒(10)，用于将所述阴极(3)与电源连接。

7.根据权利要求1-6任一所述的电解槽，其特征在于，所述槽体(1)的内壁上设置有第二绝缘层(5)，用于将所述槽体(1)的内壁与所述电解质(4)和氧气相隔离；所述槽体(1)的内壁与所述第二绝缘层(5)之间设置有碳素层。

8.根据权利要求1-7任一所述的电解槽，其特征在于，所述槽体(1)的上端设置有槽盖(6)，所述槽盖(6)上设置有排气孔(7)和进料孔(8)；所述阳极(2)的一端连接设置有接线柱(9)，用于将所述阳极(2)与电源连接。

9.根据权利要求1-8任一所述的电解槽，其特征在于，所述阴极(3)是由TiB₂和Al组成的复合物，其中所述TiB₂的含量为40～80wt％，所述Al的含量为20～60wt％。

10.根据权利要求1-9任一所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)中，所述Fe、Cu和Sn的质量比为(23～40)∶(36～60)∶(0.2～5)。

11.根据权利要求1-10任一所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)的组分还包括Ni。

12.根据权利要求11所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)由Fe、Cu、Ni和Sn组成，其中所述Fe的含量为23～40wt％，所述Cu的含量为36～60wt％，所述Ni的含量为14～28wt％，所述Sn的含量为0.2～5wt％。

13.根据权利要求1-12任一所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)的组分还包括Al和Y。

14.根据权利要求13所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)由Fe、Cu、Ni、Sn、Al和Y组成，其中所述Fe的含量为23～40wt％，所述Cu的含量为36～60wt％，所述Ni的含量为14～28wt％，所述Al的含量为大于零且小于或等于4wt％，所述Y的含量为大于零且小于或等于2wt％，所述Sn的含量为0.2～5wt％。