專利名稱：節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鋁電解槽，尤其涉及自焙陽極鋁電解槽，具體為一種節(jié)能環(huán)保自焙陽 極鋁電解槽。
背景技術：
目前，國內外鋁業(yè)公司主要采用大型預焙陽極鋁電解槽生產電解鋁，其正常生產 過程需要定期更換陽極炭塊，更換陽極炭塊易使電解槽原有的磁場平衡遭受破壞，新換上 的陽極炭塊底掌和其下的鋁液面在較長時間內不能很好的適應，造成電解槽在一定時期內 技術經濟指標不佳；更換下來的舊陽極炭塊占原陽極炭塊20%左右的殘極，雖可以回收再 利用，但其造成的損耗非常大；大型預焙陽極鋁電解槽所采用的預焙陽極炭塊(即陽極炭 塊)，需要專門的生產工廠來生產，且需要較大的投資；陽極炭塊生產過程需要消耗大量的 能源，并需要對生產過程產生的廢氣、廢水進行綜合治理，否則會造成嚴重的環(huán)境污染；陽 極炭塊運用到電解槽中去，必須通過組裝工序方可使用，這樣又增大投資，消耗能源，需要 配套凈化設備；而且，一般不能在預焙陽極鋁電解槽中直接生產鋁合金或純度更高的精鋁， 這都影響了鋁業(yè)公司的經濟效益。針對預焙陽極鋁電解槽存在的問題，傳統的自焙陽極鋁電解槽具有陽極連續(xù)使 用，電解槽能持續(xù)穩(wěn)定生產，還可以利用電解槽自身上部的余熱焙燒好陽極，所以說自焙陽 極鋁電解槽總的來講是節(jié)約能源的；但自焙陽極鋁電解槽產生的浙青煙氣難于治理而造成 環(huán)境污染，存在自動化程度低，人工加料勞動強度大、勞動環(huán)境惡烈，難以實現大型化作業(yè) 的不足。

發(fā)明內容
本發(fā)明為了解決現有自焙陽極鋁電解槽由于結構缺陷存在不足之處具體為污染 環(huán)境、自動化程度低、勞動強度大且難以實現大型化作業(yè)的問題，提供了一種節(jié)能環(huán)保自焙 陽極鋁電解槽。本發(fā)明是采用如下技術方案實現的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，包括陽極裝置、 槽膛以及陰極，所述的陽極裝置包括由若干前后分布且側壁包有鋁箔的陽極本體組成的陽 極，相鄰兩陽極本體之間的間隙內設有填料且在相鄰兩陽極本體之間的間隙內或間隙左右 外側均設有下料排氣機構，下料排氣機構包括豎直放置的外套管和位于其內的下料管和排 氣管，外套管、下料管和排氣管之間的間隙處設有耐高溫密封件，陽極下部的四周沿上下方 向套有若干緊貼陽極側壁的集氣罩，陽極上部的四周套有陽極框架，每個集氣罩上設有若 干通孔和逸氣口，通孔內穿有導電棒且導電棒穿入陽極本體內，集氣罩上固定有支撐導電 棒的承重件，陽極框架連接底層的承重件，導電棒和與其對應的通孔之間的間隙處設有密 封圈。所選用的填料為本領域技術人員容易實現的，當進行電解作業(yè)時，在下料管所對應的 電解槽殼面周圍開有下料口，然后將原材料(主要成分為氧化鋁和氟化鋁)通過下料管流 入下料口，進而進入電解質中發(fā)生溶解反應，產生的電解氣體也通過下料口排出來，排出的電解氣體通過排氣管抽走；導電棒與集氣罩的通孔之間設有密封圈，陽極本體產生的陽極 廢氣會進入集氣罩，然后通過集氣罩上的逸氣口將陽極廢氣收集處理，克服了陽極廢氣難 以處理造成環(huán)境污染的問題；通過在相鄰兩陽極本體之間的間隙內或間隙左右外側設有下 料排氣機構，有利于加入的原材料快速溶解，減少沉淀生成；承重件用于承載陽極的重量； 同時根據電解槽容量大小的需要可以設置多個陽極本體，實現電解槽大型化的要求，而且 避免陽極過大時，容易產生裂紋、中心過熱現象的產生，有利于陽極廢氣的排出，減小氣泡 電阻。集氣罩內壁與陽極側壁之間充填有位于導電棒周圍的填料，進一步增強了集氣罩 通孔與導電棒之間及導電棒與陽極本體之間的密封性，防止陽極廢氣的產生和泄露。相鄰兩陽極本體之間的間隙在前后方向的距離為l-30cm，使得節(jié)能環(huán)保自焙陽極 鋁電解槽的設計更加合理可靠。外套管周圍設有豎直放置的氣缸，氣缸的活塞桿端固定有打擊頭，通過此種結構設 計可實現打殼下料作業(yè)的機械化和自動化的目的，避免人工操作時勞動強度較大的問題。集氣罩是由兩個由槽鋼制成的半封閉(即三邊圍成的框架)狀組件通過螺桿連接 而成，且組件的凹槽位于集氣罩內側，對集氣罩進行拆除時，先將導電棒拔出，再將螺桿打 開，即可實現集氣罩與陽極的脫離。陽極本體的尺寸各異，通過調節(jié)陽極本體尺寸，使陽極本體之間間隙正對電解質 流速較快、溫度較高的地方，從而使下料管的原材料流入下料口，進一步加快原材料迅速溶 解，不致形成沉淀。本發(fā)明通過合理的設計克服了現有自焙陽極鋁電解槽由于結構缺陷存在不足之 處具體為污染環(huán)境、自動化程度低、勞動強度大且難以實現大型化作業(yè)的問題，通過增設集 氣罩裝置阻止了陽極廢氣特別是導電棒周圍逸出的陽極廢氣的產生，即使逸出陽極廢氣也 能被集氣罩收集起來，有利于此陽極廢氣通過電解氣體被燃燒掉或通過專門廢氣處理裝置 處理掉，防止陽極廢氣擴散造成環(huán)境污染的問題，同時避免陽極廢氣不先收集而直接同低 溫電解氣體混合，從而增加電解氣體處理難度的問題出現，具有陽極廢氣量少，收集容易， 處理簡便、電解氣體處理無難度、費用低及效果好等優(yōu)點，集氣罩裝置還具有防止陽極外 鼓，減少陽極散熱，有利于陽極焙燒、導電，陽極導電棒受力均勻，不易產生陽極裂紋等優(yōu) 勢；通過在相鄰兩陽極本體之間的間隙內或間隙左右外側設有下料排氣機構，實現了計算 機控制電解槽加料操作的要求，技術經濟指標穩(wěn)定、先進，大大提高了操作的機械化和自動 化水平，減輕了操作人員的勞動強度并改善了操作人員的勞動環(huán)境，具有下料過程電解質 殼面不易塌陷、電解質不往槽外噴、陽極不氧化及自動控制穩(wěn)定等特點；陽極是由若干陽極 本體組成且陽極本體的尺寸各異，解決了電解槽大型化的瓶頸，有利于電解槽向更大型發(fā) 展，從而節(jié)省投資，提高勞動生產率；由于采用連續(xù)的自焙陽極，不需要定期更換陽極，所以 陽極底掌始終與槽膛中的鋁液面相吻合，電解槽生產穩(wěn)定，各項技術經濟指標穩(wěn)定，自動控 制容易，且陽極能充分利用電解槽上部的余熱焙燒而不需要特別生產工廠去生產和組裝， 節(jié)省了能源和投資，經濟效益和社會效益好。


圖1為本發(fā)明的結構示意圖2為圖1的A-A剖視示意圖；圖3為本發(fā)明中集氣罩處的結構示意圖圖4為圖3的側視示意圖。圖中1-槽膛，2-陰極，3-鋁箔，4-陽極本體，5、19-填料，6_外套管，7_下料管， 8-排氣管，9-耐高溫密封件，10-集氣罩，11-陽極框架，12-通孔，13-逸氣口，14-導電棒， 15-承重件，16-密封圈，17-氣缸，18-打擊頭。
具體實施例方式節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，包括陽極裝置、槽膛1以及陰極2，所述的陽極裝置 包括由若干前后分布且側壁包有鋁箔3的陽極本體4組成的陽極，相鄰兩陽極本體4之間 的間隙內設有填料5且在相鄰兩陽極本體4之間的間隙內或間隙左右外側均設有下料排氣 機構，下料排氣機構包括豎直放置的外套管6和位于其內的下料管7和排氣管8，外套管6、 下料管7和排氣管8之間的間隙處設有耐高溫密封件9，陽極下部的四周沿上下方向套有若 干緊貼陽極側壁的集氣罩10，陽極上部的四周套有陽極框架11，每個集氣罩10上設有若干 通孔12和逸氣口 13，通孔12內穿有導電棒14且導電棒14穿入陽極本體4內，集氣罩10 上固定有支撐導電棒14的承重件，陽極框架11連接底層的承重件15，導電棒14和與其對 應的通孔12之間的間隙處設有密封圈16。集氣罩10內壁與陽極側壁之間充填有位于導電 棒14周圍的填料19 ；相鄰兩陽極本體4之間的間隙在前后方向的距離為l-30cm ；外套管6 周圍設有豎直放置的氣缸17，氣缸17的活塞桿端固定有打擊頭18 ；填料5或填料19可采 用氧化鋁、氟化鋁或冰晶石；集氣罩10是由兩個由槽鋼制成的半封閉狀組件通過螺桿連接 而成，且組件的凹槽位于集氣罩10內側。使用時，隨著底部陽極的不斷消耗，需將底層集氣 罩10上的導電棒14拔出，與其對應的集氣罩10也同時與陽極脫離，然后將陽極框架11向 上提升一定高度，然后在頂層集氣罩10上方的陽極四周重新套有一層集氣罩10，集氣罩10 上穿有若干導電棒14，接著將陽極框架11與底層集氣罩10連接，隨著陽極不斷損耗的過程 中，反復進行上述步驟，具體實施過程時，逸氣口 13上連有一端位于下料口上方的通氣管， 將集氣罩10收集到的陽極廢氣經通氣管排到下料口上方，接著陽極廢氣與產生的高溫電 解氣體混合燃燒，然后被排氣管8抽走，使得陽極廢氣的處理更加合理；陽極框架11和承重 件15上均設有吊鉤，陽極框架11的吊鉤與底層承重件15上的吊鉤通過吊鏈相連，下料排 氣機構貫穿于陽極上下端面，由于原材料的流動性較好，所以原材料經下料管7流向下料
權利要求
一種節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，包括陽極裝置、槽膛(1)以及陰極(2)，其特征在于所述的陽極裝置包括由若干前后分布且側壁包有鋁箔(3)的陽極本體(4)組成的陽極，相鄰兩陽極本體(4)之間的間隙內設有填料(5)且在相鄰兩陽極本體(4)之間的間隙內或間隙左右外側設有下料排氣機構，下料排氣機構包括豎直放置的外套管(6)和位于其內的下料管(7)和排氣管(8)，外套管(6)、下料管(7)和排氣管(8)之間的間隙處設有耐高溫密封件(9)，陽極下部的四周沿上下方向套有若干緊貼陽極側壁的集氣罩(10)，陽極上部的四周套有陽極框架(11)，每個集氣罩(10)上設有若干通孔(12)和逸氣口(13)，通孔(12)內穿有導電棒(14)且導電棒(14)穿入陽極本體(4)內，集氣罩(10)上固定有支撐導電棒(14)的承重件(15)，陽極框架(11)連接底層的承重件(15)，導電棒(14)和與其對應的通孔(12)之間的間隙處設有密封圈(16)。
2.根據權利要求1所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于集氣罩(10)內壁 與陽極側壁之間充填有位于導電棒(14)周圍的填料(19)。
3.根據權利要求1或2所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于相鄰兩陽極 本體(4)之間的間隙在前后方向的距離為l-30cm。
4.根據權利要求1或2所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于外套管(6)周 圍設有豎直放置的氣缸(17)，氣缸(17)的活塞桿端固定有打擊頭(18)。
5.根據權利要求3所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于外套管(6)周圍 設有豎直放置的氣缸(17)，氣缸(17)的活塞桿端固定有打擊頭(18)。
6.根據權利要求1或2所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于填料(5、19) 可采用氧化鋁、氟化鋁或冰晶石。
7.根據權利要求1或2所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于集氣罩(10) 是由兩個由槽鋼制成的半封閉狀組件通過螺桿連接而成，且組件的凹槽位于集氣罩(10) 內側。
8.根據權利要求5所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于集氣罩(10)是由 兩個由槽鋼制成的半封閉狀組件通過螺桿連接而成，且組件的凹槽位于集氣罩(10)內側。
9.根據權利要求1或2所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于陽極本體(4) 的尺寸各異。
10.根據權利要求4所述的節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，其特征在于陽極本體(4)的 尺寸各異。
全文摘要
本發(fā)明具體為一種節(jié)能環(huán)保自焙陽極鋁電解槽，解決了現有自焙陽極鋁電解槽存在污染環(huán)境、自動化程度低、勞動強度大且難以實現大型化作業(yè)的問題。陽極裝置包括由若干陽極本體組成的陽極，相鄰兩陽極本體之間的間隙內設有填料且在其間隙處均設有下料排氣機構，下料排氣機構包括外套管和下料管和排氣管，陽極下部和上部的四周套有集氣罩和陽極框架，集氣罩上設有通孔和逸氣口，通孔內穿有導電棒，陽極框架連接有承重件，導電棒和通孔之間設有密封圈。本發(fā)明實現了對陽極廢氣收集處理的目的，具有防止陽極外鼓、導電棒受力均勻的優(yōu)點；可實現打殼下料的機械化和自動化的目的；克服了電解槽大型化的瓶頸。
文檔編號C25C3/08GK101851765SQ20101019388
公開日2010年10月6日 申請日期2010年6月4日 優(yōu)先權日2010年6月4日
發(fā)明者黨建平 申請人:山西關鋁股份有限公司