CN213417034U - 连续化熔融电解装置 - Google Patents

Abstract

连续化熔融电解装置，包括：电解组件，包括第一固定部和与其适配连接的第一可升降活动部，用于进行熔融电解；剥离组件，包括第二固定部和与其适配连接的第二可升降活动部，用于将电解得到的产物从电极上剥离；升降旋转组件，设置与第一可升降活动部、第二可升降活动部相连接，用于升降旋转第一可升降活动部和第二可升降活动部；其中，电解组件设置为两组，剥离组件设置为两组，电解组件、剥离组件对称、间隔地设置在升降旋转组件周围，位于升降旋转组件的同心圆上；第一可升降活动部与第二可升降活动部升降旋转后，第一可升降部与第二固定部适配连接，第二可升降部与第一固定部适配连接。

Description

连续化熔融电解装置

技术领域

本申请属于电化学冶金技术领域，特别涉及一种电解生产装置，具体涉及连续化熔融电解装置。

背景技术

熔盐电解技术是基于熔盐电解质在高温下具有高导电率、较宽的电化学窗口的优势而进行电化学提取或提纯分离的工艺。电解工艺中，以电解精炼为例，需以粗金属为阳极、在阴极上收集高纯金属。电解装备的主体包括，阳极、阴极和电解槽。

熔盐电解结束后，一般需要将阴极提出电解槽，待冷却后移除电解装备并进行剥离、收集、洗涤等其他工序处理。专利文献，CN103834971A、CN103834969A、CN106929882A等公开了设备设计的方案，其对应的，运输、剥离、筛分等需要大量的配套装备，例如，CN108339746A、CN2017002860A、CN206383986U、CN204298027U、CN204221744U等公开的技术方案。

产品的提取过程中，需要保持真空或保护气体状态，而转运过程将造成电解产品的氧化污染。现有技术中，冷却周期长，生产过程的不能连续进行，生产效率低下。

实用新型内容

有鉴于此，本申请实施例公开了一种连续化熔融电解装置，该电解装置包括：

电解组件，包括第一固定部和与其适配连接的第一可升降活动部，用于进行熔融电解；

剥离组件，包括第二固定部和与其适配连接的第二可升降活动部，用于将电解得到的产物从电极上剥离；

升降旋转组件，设置与第一可升降活动部、第二可升降活动部相连接，用于升降旋转第一可升降活动部和第二可升降活动部；

其中，电解组件设置为两组，剥离组件设置为两组，电解组件、剥离组件对称、等间隔地设置在升降旋转组件周围，位于升降旋转组件的同心圆上；

第一可升降活动部与第二可升降活动部升降旋转后，第一可升降部与第二固定部适配连接，第二可升降部与第一固定部适配连接。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，电解组件包括：电解仓，其外部设置有加热套，用于进行电解；第一过渡仓，设置在电解仓上方并与其密封连接，第一过渡仓与电解仓之间设置有插板阀；第一电极仓，设置在第一过渡仓上方并与其密封连接，第一电极仓的底部设置有插板阀；第一电极仓的顶部中心设置有通孔，通孔中设置有电极连接杆；第一电极驱动部件，设置在第一电极仓的顶部，用于驱动电极连接杆的升降；其中，电解仓和第一过渡仓形成第一固定部，第一电极仓为第一可升降活动部。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，电解仓为桶状电解槽，其内还设置一个圆形套环，圆形套环与桶状电解槽的顶部固连，与其底部之间设置有电解质通过的通道。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，第一过渡仓上设置有气体通孔，用于对电解组件进行气体转换。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，剥离组件包括：剥离仓，其内设置有剥离刀具，用于剥离电极上沉积的电解产物；第二过渡仓，设置在剥离仓上方并与其密封连接，第二过渡仓与剥离仓之间设置有插板阀；第二电极仓，设置在第二过渡仓上方并与其密封连接，第二电极仓的底部设置有插板阀；第二电极仓的顶部中心设置有通孔，通孔中设置有电极连接杆；第二电极驱动部件，设置在第二电极仓的顶部，用于驱动电极连接杆的升降；其中，剥离仓和第二过渡仓形成第二固定部，第二电极仓为第二可升降活动部。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，剥离刀具为梯形环状结构，设置在剥离仓的顶部中央位置。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，剥离刀具的梯形环状结构的内径与电极直径相当。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，第二过渡仓设置有气体通孔，用于对剥离组件进行气体转换。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，还包括装置平台，电解组件、剥离组件、升降旋转组件设置安装在装置平台上。

一些实施例公开的连续化熔融电解装置，还包括装置壳体，电解组件、剥离组件、升降旋转组件设置安装在装置壳体中。

本申请实施例公开的连续化熔融电解装置，设置有两组电解组件和剥离组件，在两组电解组件同时电解、两组剥离组件同时对其电解产物进行剥离的连续操中，实现了熔融电解、电解产物剥离、阳极材料加料等过程的连续进行，使电解仓中的电解质始终保持熔融状态，实现了连续化熔融电解。

附图说明

图1实施例1连续化熔融电解装置组成示意图

图2实施例1连续化熔融电解装置设置示意图

图3实施例2连续化熔融电解装置的电解组件组成示意图

图4实施例2连续化熔融电解装置的电解组件上升示意图

图5实施例2连续化熔融电解装置的电解组件旋转示意图

图6实施例2连续化熔融电解装置的电解组件旋转后设置示意图

附图标记

1 电解组件 2 剥离组件

3 升降旋转组件 4 顶部绳索编织网

5 侧面绳索编织网 11 第一电极仓

12 第一过渡仓 13 电解仓

14 圆形套环 15 加热套

16 第一电极驱动部件 21 第二电极仓

22 第二过渡仓 23 剥离仓

24 第二电极驱动部件 25 剥离刀具

100 电极连接杆 101 阴极集流体

102 电解沉积物 200 电解质

111、121、221 插板阀

具体实施方式

在这里专用的词“实施例”，作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。本申请实施例中性能指标测试，除非特别说明，采用本领域常规试验方法。应理解，本申请中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本申请公开的内容。

除非另有说明，否则本文使用的技术和科学术语具有本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义；作为本申请中其它未特别注明的试验方法和技术手段均指本领域内普通技术人员通常采用的实验方法和技术手段。

本文所用的术语“基本”和“大约”用于描述小的波动。例如，它们可以是指小于或等于±5％，如小于或等于±2％，如小于或等于±1％，如小于或等于±0.5％，如小于或等于±0.2％，如小于或等于±0.1％，如小于或等于±0.05％。在本文中以范围格式表示或呈现的数值数据，仅为方便和简要起见使用，因此应灵活解释为不仅包括作为该范围的界限明确列举的数值，还包括该范围内包含的所有独立的数值或子范围。例如，“1～5％”的数值范围应被解释为不仅包括1％至5％的明确列举的值，还包括在所示范围内的独立值和子范围。因此，在这一数值范围中包括独立值，如2％、3.5％和4％，和子范围，如1％～3％、2％～4％和3％～5％等。这一原理同样适用于仅列举一个数值的范围。此外，无论该范围的宽度或所述特征如何，这样的解释都适用。

在本文中，包括权利要求书中，所有连接词，如“包含”、“包括”、“带有”、“具有”、“含有”、“涉及”、“容纳”等被理解为是开放性的，即是指“包括但不限于”。只有连接词“由……构成”和“由……组成”是封闭连接词。

为了更好的说明本申请内容，在下文的具体实施例中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在实施例中，对于本领域技术人员熟知的一些方法、手段、仪器、设备等未作详细描述，以便凸显本申请的主旨。

在不冲突的前提下，本申请实施例公开的技术特征可以任意组合，得到的技术方案属于本申请实施例公开的内容。本申请述及的升降旋转，通常包括上升、下降和旋转三种动作，对于电解组件或剥离组件的升降旋转，通常包括上升、旋转、下降三个动作，上升是指可升降活动部与固定部相分离，旋转是指该可升降活动部上升后绕升降活动组件旋转一定角度，在另一个固定部的上方停止，然后下降并与下方的固定部件适配连接。

以下结合实施例对技术细节做进一步说明。

实施例1

图1为实施例1公开的连续化熔融电解装置组成示意图；图2为实施例1公开的连续化熔融电解装置设置示意图。

实施例1中，连续化熔融电解装置包括电解组件1、剥离组件2和升降旋转组件3，其中：

电解组件1，包括第一固定部和与其适配连接的第一可升降活动部，用于进行熔融电解；具体地，电解组件1包括：电解仓13，用于进行电解，其外部设置有加热套15，用于对电解仓进行加热；第一过渡仓12，设置在电解仓13上方并与其密封连接，第一过渡仓12与电解仓13之间设置有插板阀；第一电极仓11，设置在第一过渡仓12上方并与其密封连接，第一电极仓11的底部设置有插板阀；第一电极仓11的顶部中心设置有通孔，通孔中设置有电极连接杆100；第一电极驱动部件16设置在第一电极仓11的顶部，用于驱动电极连接杆100的升降；其中，电解仓13和第一过渡仓12形成第一固定部，第一电极仓11为第一可升降活动部；通常电解仓13中储存电解质，电解质在加热套15的作用下变为熔融盐；通常电解组件的第一可升降活动部需要升降旋转至剥离组件中，与其第二固定部相互适配连接，以便进行剥离操作，所以，第一可升降活动部与第二可升降活动部的结构功能相同，以便互相替换，使得电解、剥离操作连续进行，实现连续电解作业；通常第一可升降活动部与第一固定部分离后，第一固定部的第一过渡仓上方处于开放状态，可以进行加料操作，将待用的阳极材料加入第一过渡仓，当第一过渡仓与上方的第一电极仓或第二电极仓适配连接后，打开第一过渡仓下方设置的插板阀，阳极材料进入电解仓中；通常第一过渡仓设置有气体通孔，以便对电解组件进行气体转换，通常熔融电解过程需要在惰性气体保护下进行，而在电解完成后更换电极、加入阳极材料的过程中，需要将第一过渡仓暴露在空气中，所以，需要为第一过渡仓的操作设置气体通孔，以便进行抽真空、置换惰性气体等操作；

剥离组件2，包括第二固定部和与其适配连接的第二可升降活动部，用于将电解得到的产物从电极上剥离；具体地，剥离组件2包括：剥离仓23，其内设置有剥离刀具25，用于剥离电极上沉积的电解产物；第二过渡仓22，设置在剥离仓23上方并与其密封连接，第二过渡仓22与剥离仓23之间设置有插板阀；第二电极仓21，设置在第二过渡仓22上方并与其密封连接，第二电极仓21的底部设置有插板阀；第二电极仓21的顶部中心设置有通孔，通孔中设置有电极连接杆100；第二电极驱动部件24，设置在第二电极仓21的顶部，用于驱动电极连接杆100的升降；其中，剥离仓23和第二过渡仓22形成第二固定部，第二电极仓21为第二可升降活动部；通常剥离组件的作用是将电解组件中电解得到的沉积在阴极上的产物剥离；为了与电解组件协调配套作业，剥离组件的组成部分中，第二可升降活动部件通常与第一可升降活动部件具有相同的结构和功能，以便在其旋转升降后，能够与电解组件的第一固定部相互适配连接，以便相互替换，进行电解操作，实现连续电解作业；通常电解过程在惰性气体保护下进行，为了使阴极始终保持在惰性气氛中，第一电极仓或第二电极仓中保持惰性气氛，可以在第二过渡仓上设置气体通孔，以便通过该通孔进行抽真空、置换惰性气体等操作，使得剥离操作结束后，第一电极仓或第二电极仓内为惰性气氛；

升降旋转组件3，设置与第一可升降活动部、第二可升降活动部相连接，用于升降旋转第一可升降活动部和第二可升降活动部；通常情况下，电解组件1设置为两组，剥离组件2设置为两组，电解组件1、剥离组件2对称、等间隔地设置在升降旋转组件3周围，位于升降旋转组件3的同心圆上；第一可升降活动部与第二可升降活动部升降旋转后，第一可升降部与第二固定部适配连接，第二可升降部与第一固定部适配连接，如图2所示，电解组件1的第一可升降活动部件和剥离组件2的第二可升降活动部件在升降旋转组件3的作用下上升，然后绕升降旋转组件3的转动轴旋转90°后，分别到达剥离组件2和电解组件1的位置，然后下降，分别与第二固定部和第一固定部适配连接。

电解过程中，将电解仓13作为阳极集流体，将设置连接在电极连接杆100上的电极作为阴极，放入电解仓13中的阳极材料在熔融电解质中进行电解，电解进行中电解产物在阴极上沉积；电解结束后，阴极在电极连接杆100的带动下上升，进入第一电极仓11中，将阴极及电解产物密封隔离在第一电极仓11中；第一电极仓11可以在升降旋转组件3的驱动下上升，与第一固定部分离，然后旋转至剥离组件的剥离仓23和第二过渡仓22上方；进一步，可以在升降旋转组件3的驱动下下降，与第二过渡仓22适配连接，然后利用第一电极驱动部件16驱动电极连接杆100下降，将阴极及电解产物放入剥离仓23；将电解产物设置在剥离刀具下，可以通过第一电极驱动部件16驱动电机连接杆100上升，利用剥离刀具将电解产物从阴极上剥离，留在剥离仓23中，阴极进入第一电极仓11，备用；升降旋转组件3带动第一可升降活动部转动时，同时带动第二可升降活动部转动，第二可升降活动部中放置有剥离后的备用阴极，第二可升降活动部旋转到电解组件位置后，下降，与第一固定部适配连接，组成电解组件，以便进行电解。如此重复，即可实现电解组件、剥离组件的连续操作，实现连续电解。

作为可选实施方式，连续化熔融电解装置还包括装置平台，可以将电解组件、剥离组件、升降旋转组件设置安装在装置平台上。

作为可选实施方式，连续化熔融电解装置还包括装置壳体，电解组件、剥离组件、升降旋转组件设置安装在装置壳体中。

实施例2

图3为实施例2公开的连续化熔融电解装置的电解组件组成示意图，图4为实施例2连续化熔融电解装置的电解组件上升示意图，图5为实施例2连续化熔融电解装置的电解组件旋转示意图，图6为实施例2连续化熔融电解装置的电解组件旋转后设置示意图。

实施例2中，电解组件1包括：

电解仓13，电解仓13为桶状电解槽，其内还设置一个圆形套环14，圆形套环14与桶状电解槽的顶部固连，与其底部之间设置有电解质通过的通道，圆形套环14与电解仓13之间形成环状空腔；设置在电解仓13中的阴极通常位于其中央部位，也位于圆形套环14的中央部位；

电解仓13的外部设置有加热套15，用于对电解仓13进行加热，以便融化电解质使其保持熔融态；第一过渡仓12，设置在电解仓13上方并与其密封连接，第一过渡仓12与电解仓13之间设置有插板阀121；第一过渡仓12可以作为加入阳极材料的区域，在第一电极仓11与第一过渡仓12分离后，第一过渡仓12的底部与电解仓13通过插板阀121密封连接，可以将阳极材料加入第一过渡仓12中暂存；第一过渡仓12再次与第一电极仓或第二电极仓密封连接后，对第一过渡仓12进行抽真空，置换为惰性气氛后，打开插板阀121，阳极材料即可进入电解仓13中，通过电解仓13与圆形套环14之间的环状空腔，进入电解仓13底部，在熔融电解质200中参与电解过程；

第一电极仓11，设置在第一过渡仓12上方并与其密封连接，第一电极仓11的底部设置有插板阀111；以便第一电极仓11与第一过渡仓1分离时，通过插板阀111将第一电极仓11内形成密闭空间，第一电极仓11与第一过渡仓12连接时，打开插板阀111，将阴极放入电解仓13中；第一电极仓11的顶部中心设置有通孔，通孔中设置有电极连接杆100；第一电极驱动部件16设置在第一电极仓11的顶部，用于驱动电极连接杆100的升降；

其中，电解仓13和第一过渡仓12形成第一固定部，第一电极仓11为第一可升降活动部；

如图3所示，连续化熔融电解装置进行电解，电解完成后，第一电极驱动部件16驱动电极连接杆100将阴极提升，至第一电极仓11中，关闭插板阀121、111，然后升降旋转组件3带动第一电极仓11上升，与第一过渡仓12分离，如图4所示，阴极集流体101和阴极集流体上沉积的电解沉积物102被密封在第一电极仓11中；此时，第一过渡仓12上方处于开放状态，可以加入阳极材料；

第一电极仓11在升降旋转组件3的带动下转动，至剥离组件的第二固定部上方，其中，第二固定部包括剥离仓23和设置在其上方的第二过渡仓22，二者之间设置插板阀221密封；剥离仓23的上方开口处设置有剥离刀具25，如图5所示；

然后，第一电极仓11在升降旋转组件3的带动下下降，与第二过渡仓22适配连接，对第二过渡仓22进行抽真空、置换惰性气体操作；

然后，打开插板阀221、111，将阴极集流体101和电解沉积物102放入剥离仓23中，利用剥离刀具25对其进行剥离操作，将电解沉积物102收集在剥离仓中，如图6所示；

然后，可以将阴极集流体101上升放入第一电极仓11中，备用；

作为可选实施方式，第一加料仓上设置有气体通孔，用于对电解组件进行气体转换。作为可选实施方式，第二加料仓上设置有气体通孔，用于对剥离组件进行气体转换。

作为可选实施方式，剥离刀具为梯形环状结构，设置在剥离仓的顶部中央位置。

作为可选实施方式，剥离刀具的梯形环状结构的内径与电极直径相当。通常剥离刀具的直径可以进行调节，其最小直径一般于电极直径相当，略大于电极直径，以便剥离电解沉积物的过程中不损伤电极。

作为可选实施方式，升降旋转组件由电机驱动，实现其升降、旋转操作；

作为可选实施方式，电极驱动部件通常包括电机、伺服电机等，可以通过丝杠、链条等方式对电极连接杆传动动力；为此，电极连接杆通常与其驱动方式相互适配设置。

通常电极连接杆与阴极之间可活动连接，以便更换、拆卸阴极。

本申请实施例公开的连续化熔融电解装置，设置有两组电解组件和剥离组件，在两组电解组件同时电解、两组剥离组件同时对其电解产物进行剥离的连续操中，实现了熔融电解、电解产物剥离、阳极材料加料等过程的连续进行，使电解仓中的电解质始终保持熔融状态，实现了连续化熔融电解。

本申请公开的技术方案和实施例中公开的技术细节，仅是示例性说明本申请的发明构思，并不构成对本申请技术方案的限定，凡是对本申请公开的技术细节所做的没有创造性的改变、替换或者组合，都与本申请具有相同的发明构思，都在本申请权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.连续化熔融电解装置，其特征在于，该电解装置包括：

电解组件，包括第一固定部和与其适配连接的第一可升降活动部，用于进行熔融电解；

剥离组件，包括第二固定部和与其适配连接的第二可升降活动部，用于将电解得到的产物从电极上剥离；

升降旋转组件，设置与所述第一可升降活动部、所述第二可升降活动部相连接，用于升降旋转所述第一可升降活动部和所述第二可升降活动部；

其中，所述电解组件设置为两组，所述剥离组件设置为两组，所述电解组件、所述剥离组件对称、等间隔地设置在所述升降旋转组件周围，位于所述升降旋转组件的同心圆上；

所述第一可升降活动部与所述第二可升降活动部升降旋转后，所述第一可升降部与所述第二固定部适配连接，所述第二可升降部与所述第一固定部适配连接。

2.根据权利要求1所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，所述电解组件包括：

电解仓，其外部设置有加热套，用于进行电解；

第一过渡仓，设置在所述电解仓上方并与其密封连接，所述第一过渡仓与所述电解仓之间设置有插板阀；

第一电极仓，设置在所述第一过渡仓上方并与其密封连接，所述第一电极仓的底部设置有插板阀；所述第一电极仓的顶部中心设置有通孔，所述通孔中设置有电极连接杆；

第一电极驱动部件，设置在所述第一电极仓的顶部，用于驱动所述电极连接杆的升降；

其中，所述电解仓和所述第一过渡仓形成第一固定部，所述第一电极仓为第一可升降活动部。

3.根据权利要求2所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，所述电解仓为桶状电解槽，其内还设置一个圆形套环，所述圆形套环与所述桶状电解槽的顶部固连，与其底部之间设置有电解质通过的通道。

4.根据权利要求2所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，所述第一过渡仓上设置有气体通孔，用于对所述电解组件进行气体转换。

5.根据权利要求1所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，所述剥离组件包括：

剥离仓，其内设置有剥离刀具，用于剥离电极上沉积的电解产物；

第二过渡仓，设置在所述剥离仓上方并与其密封连接，所述第二过渡仓与所述剥离仓之间设置有插板阀；

第二电极仓，设置在所述第二过渡仓上方并与其密封连接，所述第二电极仓的底部设置有插板阀；所述第二电极仓的顶部中心设置有通孔，所述通孔中设置有电极连接杆；

第二电极驱动部件，设置在所述第二电极仓的顶部，用于驱动所述电极连接杆的升降；

其中，所述剥离仓和所述第二过渡仓形成第二固定部，所述第二电极仓为第二可升降活动部。

6.根据权利要求5所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，所述剥离刀具为梯形环状结构，设置在所述剥离仓的顶部中央位置。

7.根据权利要求6所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，所述剥离刀具的梯形环状结构的内径与电极直径相当。

8.根据权利要求5所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，所述第二过渡仓设置有气体通孔，用于对所述剥离组件进行气体转换。

9.根据权利要求1所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，还包括装置平台，所述电解组件、所述剥离组件、所述升降旋转组件设置安装在所述装置平台上。

10.根据权利要求1所述的连续化熔融电解装置，其特征在于，还包括装置壳体，所述电解组件、所述剥离组件、所述升降旋转组件设置安装在所述装置壳体中。

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