[实用新型]一种安全环保高龄型铝电解装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及铝电解冶炼领域，更具体地说，涉及一种安全环保高龄型铝电解装置。

背景技术

铝作为日常生活中必不可少的金属之一，一般采用电解法来进行金属铝的制备。

如图1所示，一种大型预焙电解设备，包括有矩形的电解槽1和沿电解槽1长度方向铺设的若干阴极碳块2，电解槽1内的若干阴极碳块2通过若干阴极钢棒3连接有阴极母线4，其中相邻的阴极碳块2之间形成有中缝、阴极碳块2与电解槽1侧壁之间形成有侧缝，在铺设阴极碳块2时用碳间糊（碳粉与沥青的混合物）把中缝填充，在侧缝处使用碳间糊作为材料向上延伸形成有围边22，围边22与若干阴极碳块2形成了能够容纳电解质8和铝液9的阴极部分，在电解槽1阴极部分上方设置有阳极部分5，阳极部分5包括有铝导杆51和设置在铝导杆51端部的阳极碳块52，铝导杆51远离阳极碳块52的一端连接有阳极母线6，阳极母线6起到串联所有铝导杆51的作用，直流电从阳极母线6经过阳极部分5后进入电解槽1内发生铝电解反应。结合图2、图3所示，在阴极碳块2底部设置有用于插接配合阴极钢棒3的钢棒槽21，在电解槽1外设置有槽壳7，槽壳7将电解槽1包裹起来并且起到保温作用，筑完炉后阴极钢棒3全部隐蔽在阴极碳块2底部，仅有一小部分端头伸出槽壳7外与阴极母线4连接。

在实际生产中，完成还原后的铝液9沉淀在阴极部分内，由于电解铝的反应温度为950℃，阴极部分在长时间使用下，阴极碳块2内部和阴极碳块2之间容易出现裂缝导致铝液9渗入阴极部分内部，当阴极部分内部的裂缝延伸至阴极钢棒3处，铝液9与阴极钢棒3直接接触后会出现直流电从阳极母线6-阳极部分5-铝液9-阴极钢棒3-阴极母线4，铝液与铁在高温通电的状况下会发生反应生产铁铝化合物，从而阴极钢棒3内的Fe离子析出进入电解质8和铝液9内，出现阴极钢棒3融化的现象，阴极部分内的铝液9和电解质8从阴极钢棒3位置向槽壳7漏出，造成漏槽事故。电解槽1内铝液9达950度左右，施救难度大，同时流出的铝液9直接面对解电解槽1外的阴极母线4，时间稍长就会冲断阴极母线4。

目前检测阴极钢棒3是否熔化主要有两种方法：其一、通过电解再产铝铁含量上升来判断，阴极钢棒3熔化后铁离子会溶入再生铝，当再生铝表现出铁含量连续上升，则可能阴极钢棒3出现熔化，再去人工检查阴极碳块2下的阴极钢棒3，这种方法相对容量较小的电解槽1非常有效，但随着现代电解槽1的容量越来越大，再产铝容量也越来越大（一般达30吨以上，且每天出铝量近3吨），一根阴极钢棒3每天熔化量在再产铝中的铁含量变化不明显，在常规化验中反映不出来，以至于出现有些电解槽1铝含量还在99.70%以上情况下就出现漏槽。其二、通过阴极钢棒3棒头温度变化来判断阴极钢棒3是否熔化，当铝液9穿过碳缝与阴极钢棒3接触后形成直导电体，使该阴极钢棒3电流增大，造成该阴极钢棒3较其它阴极钢棒温度较高，该方法只能发现一部分电解槽1阴极钢棒3的熔化现象，但也出现了一些阴极钢棒3棒头温度变化不明显出现漏槽的情况，其原因是电解槽1本身就是高温体，棒头温度受位置、环境、技术参数等诸多因素影响。

随着现代电解铝技术的发展电解槽1容量的不断扩大，铝电解槽1的寿命问题就更加突出，电解槽1阴极破损（即漏槽）直接影响到电解槽1的使用寿命。影响电解槽1的槽龄因素很多，到最后基本都归结到阴极钢棒3融化。目前为了保证正常生产，预防漏槽，有的厂采取计划修槽，即电解槽1运行一定时间后，强制停产大修，造成一些不必要浪费；有的对高龄电解槽1实行专人重点监护，费时费工，一般电解槽1阴极碳块2其中出现一根阴极钢棒3熔化后，就会存在漏槽的风险，因此最先熔化的阴极钢棒3决定了电解槽1寿命，现有技术存在改进之处。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种安全环保高龄型铝电解装置，该铝电解装置通过设置插接部，将阴极钢棒延伸至电解槽外侧，能够降低漏槽风险，延长电解槽的使用寿命。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种安全环保高龄型铝电解装置，包括电解槽以及位于电解槽内用于容纳电解质和铝液的阴极部分，所述阴极部分包括有若干阴极碳块以及与阴极碳块相连接的阴极钢棒，阴极钢棒连接阴极母线，若干所述阴极碳块向电解槽外侧延伸形成有插接部，所述阴极钢棒位于电解槽外侧且与插接部相连接。