[实用新型]一种稀土熔盐电解的铁阴极装置

说明书

本发明涉及一种稀土熔盐电解制备Y－Fe合金的铁阴极导电装置。

目前，自耗阴极熔盐电解制备Y－Fe合金工艺的阴极电导装置，通常用如图1所示的螺钉紧固。图1中，（1）为紧固螺钉、（2）为导电杆、（3）为多束铁棒。随着铁棒的消耗，阴极紧固螺钉（1）随之下降，逐渐靠近炉膛。由于炉口表面温度高，致使螺钉氧化、变形、有时，由于螺钉拧不下来，劳动强度十分大，费功费时，更换阴极十分困难（需半小时），如遇螺钉拧不下来，则需更长时间，劳动强度更大，操作条件恶化，而且导电不良，严重妨碍工艺连续进行。因而影响生产连续和合金的稳定（《日本专利》昭49－34412，《日本公开特许公报》昭62－222094）。

本实用新型的目的是要提供一种操作简便，更换迅速、导电良好、劳动强度低，使生产能顺利连续的阴极结构装置。

本实用新型稀土熔盐电解铁阴极导电装置，包括导电杆和多束铁棒，导电杆为倒山形，导电杆的两端与导电槽相连，在导电槽内装有Pb－Sn低熔合金。导电槽内的低熔合金Pb－Sn中Pb与Sn的重量百分比为45～55：55～45。

本实用新型稀土熔盐电解铁阴极导电装置，在使用中随着铁棒的消耗，导电槽也随之下降，当铁棒消耗下降临近炉口时，导电槽内配制的低熔合金，熔点约为183℃，正好被炉口上方热量加热充分熔化，也正好是铁棒束几乎耗尽需更换之时，只需轻便、迅速取出阴极，换上新阴极，最多只需1分钟，取放简便，操作条件好，导电优良，连续作业不受影响，而且大大降低了操作者的劳动强度，改善了环保条件。本实用新型还可结合附图给予更详细的说明。

附图2为本实用新型的结构示意图。

附图3为本实用新型的实验装置示意图。

实施例：

以内径φ400mm，深380mm的石墨坩埚作电解槽，φ_内220mm，高320mm的石墨作阳极，将含有LiF20％，YF₃80％的混合物加入电解槽内，用石墨电阻发热体加热使其熔于电解槽中，待电解质熔化至所需温度，取出石墨电阻发热体，将铁阴极插入电解槽中心，然后供给Y₂O₃电解。平均直流1500A，盐溶1050℃，Y₂O₃加入按1.0kg／小时，连续120小时。

铁阴极和阴极升降架的导电是通过低熔Pb－Sn合金连接。合金的组成为50％Pb－50％Sn，熔点约为183℃。如图4所示。图中（1）为整流器、（2）为阳极板、（3）为石墨阳极、（4）为铁阴极、（5）为钼坩埚、（6）为石墨坩埚、（7）为耐火材料、（8）为Pb－Sn合金导电槽。

将阴极连接端悬入低熔合金导电槽，把预先熔化的Pb－Sn合金倒入槽内。由于电解开始时，阴极较长，导电远离炉口，Pb－Sn合金凝固，导电，阴极固定。随着电解的连续进行，阴极不断消耗下降，当阴极几乎耗尽时，导电槽接近炉口，此时，炉口上的温度达200℃以上，Pb－Sn合金开始熔化，残余阴极可以活动，迅速提高阴极升降架，换上新阴极。此时，导电槽远离炉口，Pb－Sn合金凝固，导电，阴极固定。平均每20小时更换一次阴极，连续操作120小时后，发现低熔合金导电性能良好，损耗极少，更换时间短（仅一分钟）、简便、劳动强度低，保证了电解的连续性。平均电流效率46.7％，平均稀土金属直收率94.6％，典型合金成分为23％Fe，76.5％RE（Y／RE）≥90％。