[实用新型]新型熔盐电解电流调整系统

说明书

本实用新型提供了一种新型熔盐电解电流调整系统，包括电解电流调整装置、阳极电流监测装置和阴极升降装置；电解电流调整装置包括圆盘固定装置、阴极调整轴、限位圆盘；圆盘固定装置的上端面设置有阴极调整上轨道，下端面设置有阴极调整下轨道；阴极调整轴活动设置在圆盘固定装置上；阴极调整轴的底端连接有阴极棒；阳极电流监测装置活动设置在阳极卡具上；本设计通过电流监测装置实时监测每块石墨阳极片电流，为实时掌握熔盐反应状态提供数据支撑；针对每块阳极，对应一个阴极棒，可根据阳极所监测的电流大小，通过调整对应的阴极棒位置，实时调整极距，提高熔盐中电流、温度分布的均匀性，从而提高电流效率，避免阳极效应的发生。

技术领域

本实用新型涉及熔盐电解技术领域，具体为一种新型熔盐电解电流调整系统。

背景技术

稀土熔盐电解法是生产稀土金属及其合金的主要生产工艺，电解槽坩埚(炉胆)由石墨材料制成，作为该工艺的关键设备，其结构直接影响稀土金属产品质量、工作效率和生产成本。利用熔盐电解法生产稀土金属多采用氟化物电解体系，所采用的电解槽槽型为敞口式，电解时坩埚中间插入阴极棒，坩埚周边挂装石墨阳极片，由此形成电极产生电场，熔炼温度在1000℃以上。氧化稀土加入石墨坩埚后，高温和熔盐助溶使氧化稀土溶解，析出的稀土金属离子由电场作用趋向阴极，析出的氧则与坩埚内石墨材料(碳)产生反应，形成气体挥发。

一般情况下，稀土熔盐电解生产所用石墨坩埚均为规则圆柱体结构，实际生产中，以阴极棒为中心轴对称分布不少于2组阳极片，阳极片一端固定于卡具上，通过调整卡具位置将阳极片沿石墨坩埚内壁环向排列悬挂于电解液中。阴极棒下部正对位置放置有一外形为规则圆柱体的金属接收器，反应生成的金属液滴在阴极棒上富集，金属液滴达到一定重量后自阴极棒底端下落至金属接收器中。

在稀土熔盐电解反应中，阴极直接固定在升降架铜排上，通过升降架带动阴极进入电解槽中进行电解反应，如专利公开号CN203222626U公开的一种稀土金属电解炉固定式阴极升降架及专利公开号CN204825074U公开的一种物联网式稀土金属电解炉阴极升降装置。

目前，熔盐电解中阴极升降架基本结构为单侧受力，阴极悬空置于电解槽液面上方，这样的弊端是，单点、一侧受力，调节缓慢，上升过程中阴极容易晃动的安全隐患，且无法控制阴极插入熔盐中的深度，长时间以后，承载阴极一侧难免发生倾斜，无法使阴极保持与液面垂直，导致极距出现差异，而熔盐电解液中电流的平稳、电解体系的正常运行均是靠极距来调整，极距过大或过小，对电解反应效率均有较大影响，在实际操作中，为使阴极垂直于液面，操作员需要反复调整升降架，这也直接增加了工作量。

石墨阳极片在电解过程中，往往随着反应的进行而消耗变薄，因阳极片耗消速度不同，导致薄厚不一，极距也产生差异，常规按每8小时更换一个阳极片，新更换的阳极片因未消耗其厚度大于老阳极片，极距也相对更小，阴极与阳极之间的距离过小，首先容易引起阳极效应，氟化稀土参与电解；其次熔盐运动加剧，其携带阴极析出的稀土金属与阳极析出的氧气发生二次反应，降低了电流效率。阴极与阳极之间的距离过大，会增大电解槽中熔盐的温度梯度，加剧熔盐的温度分布的不均匀性，造成局部温度过高或过低，从而对电解生产造成一些不良的影响。这就导致电解槽的阳极与阴极极距必须稳定、一致、且选择合理的范围，过大过小都不利于电解生产。

实用新型内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种新型熔盐电解电流调整系统，实时监测每块石墨阳极片电流，同时，针对每块阳极，对应一个阴极棒，可根据所监测的电流大小，通过调整对应的阴极棒位置，实时调整极距，提高熔盐中电流、温度分布的均匀性，从而提高电流效率，避免阳极效应的发生。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型熔盐电解电流调整系统，横跨设置在电解槽坩埚的上方，电解槽坩埚上设置有台板，台板上设置有用于固定阳极片的阳极卡具，包括电解电流调整装置、阳极电流监测装置和阴极升降装置；