[发明专利]一种带有集锂室的熔盐电解槽

说明书

本发明公开了一种带有集锂室的熔盐电解槽，包括石墨阳极、阴极体、电解槽盖、槽膛、阴极臂、隔板；所述的槽膛由内胆、外壳以及内胆和外壳之间的保温层组成；槽膛内侧底部设置多个阴极支座，阴极支座上方固定阴极体；阴极体两侧设置阴极臂，阴极臂向槽膛两侧伸出；槽膛顶部设置电解槽盖，石墨阳极穿过电解槽盖插入阴极体内；在槽膛内位于阴极体上方水平设置隔板将电解槽分为集锂室和电解室；隔板边沿与槽膛内壁留有间距；电解槽盖上连接有排气管；该电解槽为实现自动化高效出锂提供技术支撑，有效减少出锂过程锂液二次氮化、氧化损失，提高了产品收率，大幅降低了成本。

技术领域

本发明涉及电解锂技术领域，具体涉及一种带有集锂室的熔盐电解槽。

背景技术

目前工业化生产金属锂均为熔盐电解法方法制备。其采用石墨阳极和低碳钢阴极，以LiCl、KCl为电解质，其中KCl为支持电解质，起稳定和降低熔点的作用，在直流电作用下，阳极产生Cl2，阴极产生Li。锂电解槽按阳极安装方式可分为上插式、下插式、侧插式。上插式电解槽制作简单、性价比较高，具有明显技术优势。其阴极完全沉没在电解质中，阳极产生的氯气进入密闭电解室空间内由负压排出，阴极产出的锂液由电解质强烈的循环流带到槽电解质液面上部自由漂浮扩散。

人工出锂时将槽电解质熔体表面的锂液用小漏勺舀出、汇聚到槽外大勺内，之后将大勺内锂液移到浇铸平台处，将大勺内锂液缓慢连续浇入铸模成型，全过程均为手工作业。由于锂液具有极强的化学活性，人工舀锂、浇铸时长时间与空气中氮气、氧气接触极易发生化学反应生成氮化锂、氧化锂，造成烧损，同时，该杂质对槽内电解质及产品电解锂锭成分形成负面影响。此外，还需要增加下一道工序需将固态电解锂锭重熔后进行精炼提纯。

因此，采用传统的锂电解槽人工出锂具有烧损高、劳动强度大，操作环境差，工作效率低，安全风险相对高、产品质量不良等问题。

发明内容

针对现有技术中的问题，本发明旨在解决现有锂熔盐电解槽技术装备的不足，目的对现有槽型进行优化改造，将槽体内部结构通过隔板分为电解室和集锂室，集锂室收集由电解室来的锂液。实现锂液与氯气隔离，电解槽运行时，电解质在电解室和集锂室之间循环流动。借助循环运动，在电解质浮力作用下，锂液从电解室进入集锂室汇聚。利用真空抬包将金属锂抽出，直接转入金属锂加工工序的熔化炉，提高自动化程度，实现了连续出锂。

为实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：

一种带有集锂室的熔盐电解槽，包括石墨阳极、阴极体、电解槽盖、槽膛、阴极臂、隔板；所述的槽膛由内胆、外壳以及内胆和外壳之间的保温层组成；槽膛内侧底部设置多个阴极支座，所述阴极支座上方固定阴极体；阴极体两侧设置阴极臂，阴极臂向槽膛两侧伸出；槽膛顶部设置电解槽盖，所述的石墨阳极穿过电解槽盖插入阴极体内；在槽膛内位于阴极体上方水平设置隔板将电解槽分为集锂室和电解室；所述的隔板边沿与槽膛内壁留有间距；电解槽盖上连接有排气管。

优选的；所述的电解槽盖上石墨阳极穿过的位置设置支撑垫，所述的支撑垫上安装用于固定石墨阳极的卡箍。

优选的，所述的支撑垫采用刚玉绝缘材料。

优选的，外壳采用δ10-15mm的Q235材质钢板制成；内胆采用δ20-30mm的Q345B或Q235材质钢板制成。

优选的，保温层采用耐火微膨胀灌浆料和轻质保温砖制成。

优选的，所述的隔板采用δ25-35mm的Q345B或Q235钢板制成的截面成矩形的结构；所述的隔板边沿与槽膛内壁的间距为150-300mm。