稀土电解槽及其阳极更换方法

本申请涉及稀土熔盐电解，特别涉及一种稀土电解槽及其阳极更换方法。

背景技术：

1、稀土金属作为高新技术产业关键战略材料，广泛应用于永磁、储氢等功能材料领域，熔盐电解是工业制备稀土金属的主流生产方式。现有稀土电解槽阳极多采用顶部导杆导电模式，阳极消耗至一定程度后需要整体吊出槽体完成换极作业，部分方案采用外置机械手、转盘机构实现阳极辅助更换，也有方案对阳极夹持、极距调节局部结构进行改进，还有采用石墨阳极拼接的结构形式适配阳极加工制造需求。现有各类电解槽结构在阳极作业过程中，阳极导电连接点位固定，阳极接续作业操作流程烦琐，作业过程会带来较大槽体热场扰动，生产连续性受限，阳极材料利用水平存在提升空间，电解运行过程中的槽体能耗指标也有待进一步优化。

技术实现思路

1、本申请的目的是提供一种稀土电解槽及其阳极更换方法，旨在解决现有技术中阳极接续作业扰动生产运行的技术问题。

2、为实现上述目的，本申请提供一种稀土电解槽，包括槽体、阴极、阳极、夹持机构以及调节机构；所述阴极设置于所述槽体内部；所述阳极呈圆柱状，所述阳极包括第一端部、第二端部、第一侧部和第二侧部，所述第一端部用于与另一同规格阳极的第二端部堆叠贴合，所述第二端部和所述第二侧部均位于所述槽体内；

3、所述夹持机构包括第一夹持组件和第二夹持组件，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件转动连接，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件均为半环形结构，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件闭合时整体呈圆环结构，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件闭合时夹持于所述第一侧部，且与所述第一侧部形成导电连接；

4、所述调节机构包括机架、水平位移调节组件和竖直位移调节组件，所述竖直位移调节组件与所述机架连接，所述水平位移调节组件连接于所述竖直位移调节组件，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件均与所述水平位移调节组件连接；

5、所述水平位移调节组件设置为能够沿所述阳极的径向伸出或缩回，以驱动所述第一夹持组件和所述第二夹持组件闭合或张开；所述竖直位移调节组件设置为能够沿所述阳极的轴向移动，以驱动所述水平位移调节组件带动所述夹持机构沿所述阳极的轴向移动。

6、在一些可选的实施例中，所述第一夹持组件和所述第二夹持组件均包括多个夹持件和多个连接件；各个所述夹持件沿所述阳极的周向依次间隔排布，各个所述连接件分别设置于相邻两个所述夹持件之间的间隙内，多个所述连接件与多个所述夹持件相互连接共同形成所述半环形结构。

7、在一些可选的实施例中，每个所述夹持件均具有弧形的夹持部，所述夹持部朝向所述第一侧部设置。

8、在一些可选的实施例中，所述夹持部包括夹持面和夹持垫块，所述夹持面为弧形曲面，所述夹持垫块为弧形结构，所述夹持垫块设置于所述夹持面，所述夹持垫块固定设置于所述夹持面朝向所述第一侧部的一侧。

9、在一些可选的实施例中，所述夹持垫块朝向所述第一侧部的一侧具有第一定位结构，所述第一侧部上具有与所述第一定位结构相对应的第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构抵接配合。

10、在一些可选的实施例中，所述第一定位结构为定位凸起且所述第二定位结构为定位槽，所述定位凸起与所述定位槽抵接配合；或者，所述第一定位结构为定位槽且所述第二定位结构为定位凸起，所述定位槽与所述定位凸起抵接配合。

11、在一些可选的实施例中，所述夹持机构还包括转动件，所述第一夹持组件通过所述转动件与所述第二夹持组件转动连接。

12、在一些可选的实施例中，所述第一端部和第二端部均为平整端面，所述第一端部用于与另一同规格阳极的第二端部堆叠贴合。

13、在一些可选的实施例中，所述竖直位移调节组件包括滑动副与驱动单元，所述滑动副设置于所述机架，所述驱动单元与所述滑动副传动连接，所述驱动单元设置为能够驱动所述滑动副沿所述阳极的轴向移动，以驱动所述滑动副带动所述水平位移调节组件及所述夹持机构沿所述阳极的轴向移动；

14、所述水平位移调节组件包括传动件与驱动本体，所述驱动本体设置于所述滑动副，所述传动件的一端连接于所述驱动本体，所述传动件的另一端分别与所述第一夹持组件、所述第二夹持组件连接，所述驱动本体设置为能够驱动所述传动件沿所述阳极的径向往复移动，以驱动所述第一夹持组件、所述第二夹持组件闭合或张开。

15、本申请还提供一种阳极更换方法，所述方法用于上文所述的稀土电解槽，所述方法包括：

16、解除夹持机构对槽内当前阳极第一侧部的夹持；

17、将新阳极沿当前阳极的轴向朝向当前阳极的第一端部移送，使新阳极的第二端部叠放于当前阳极的第一端部；

18、调节夹持机构的轴向高度，使夹持机构对应位于新阳极的第一侧部位置；

19、闭合夹持机构，使夹持机构夹持于新阳极的第一侧部。

20、本申请的上述技术方案至少具有如下有益技术效果：

21、本申请的技术方案通过采用阳极、夹持机构以及调节机构相配合，第一夹持组件和第二夹持组件采用半环形结构、闭合时整体呈圆环结构，能够与呈圆柱状的阳极的第一侧部形成紧密夹持贴合，夹持受力可沿阳极周向均匀分布，能够建立稳定的外周导电连接；夹持机构可通过水平位移调节组件实现径向张开与闭合，完成对阳极第一侧部的夹持配合，竖直位移调节组件带动夹持机构沿阳极轴向移动，使夹持机构可调整自身在阳极上的轴向位置，阳极第一端部能够与另一同规格阳极的第二端部对接堆叠，从而形成导电接触，由此可直接在槽体上部完成新阳极堆叠对接与夹持点位切换，无需将槽内残极整体吊出槽体，规避了拆装阳极带来的炉体敞口、生产中断行为，降低阳极接续操作对槽体内部工况的干扰，不仅有利于维持电解过程运行状态的稳定，还有利于改善阳极材料的利用效果。

1.一种稀土电解槽，其特征在于，包括槽体（1）、阴极（2）、阳极（3）、夹持机构（4）以及调节机构（5）；所述阴极（2）设置于所述槽体（1）内部；所述阳极（3）呈圆柱状，所述阳极（3）包括第一端部（31）、第二端部（32）、第一侧部（33）和第二侧部（34），所述第一端部（31）用于与另一同规格阳极（3）的第二端部（32）堆叠贴合，所述第二端部（32）和所述第二侧部（34）均位于所述槽体（1）内；

2.根据权利要求1所述的稀土电解槽，其特征在于，所述第一夹持组件（41）和所述第二夹持组件（42）均包括多个夹持件（401）和多个连接件（402）；各个所述夹持件（401）沿所述阳极（3）的周向依次间隔排布，各个所述连接件（402）分别设置于相邻两个所述夹持件（401）之间的间隙内，多个所述连接件（402）与多个所述夹持件（401）相互连接共同形成所述半环形结构。

3.根据权利要求2所述的稀土电解槽，其特征在于，每个所述夹持件（401）均具有弧形的夹持部（4011），所述夹持部（4011）朝向所述第一侧部（33）设置。

4.根据权利要求3所述的稀土电解槽，其特征在于，所述夹持部（4011）包括夹持面和夹持垫块，所述夹持面为弧形曲面，所述夹持垫块为弧形结构，所述夹持垫块设置于所述夹持面，所述夹持垫块固定设置于所述夹持面朝向所述第一侧部（33）的一侧。

5.根据权利要求4所述的稀土电解槽，其特征在于，所述夹持垫块朝向所述第一侧部（33）的一侧具有第一定位结构，所述第一侧部（33）上具有与所述第一定位结构相对应的第二定位结构，所述第一定位结构与所述第二定位结构抵接配合。

6.根据权利要求5所述的稀土电解槽，其特征在于，所述第一定位结构为定位凸起且所述第二定位结构为定位槽，所述定位凸起与所述定位槽抵接配合；或者，所述第一定位结构为定位槽且所述第二定位结构为定位凸起，所述定位槽与所述定位凸起抵接配合。

7.根据权利要求1所述的稀土电解槽，其特征在于，所述夹持机构（4）还包括转动件（43），所述第一夹持组件（41）通过所述转动件（43）与所述第二夹持组件（42）转动连接。

8.根据权利要求1所述的稀土电解槽，其特征在于，所述第一端部（31）和第二端部（32）均为平整端面，所述第一端部（31）用于与另一同规格阳极（3）的第二端部（32）堆叠贴合。

9.根据权利要求1所述的稀土电解槽，其特征在于，所述竖直位移调节组件（53）包括滑动副与驱动单元，所述滑动副设置于所述机架（51），所述驱动单元与所述滑动副传动连接，所述驱动单元设置为能够驱动所述滑动副沿所述阳极（3）的轴向移动，以驱动所述滑动副带动所述水平位移调节组件（52）及所述夹持机构（4）沿所述阳极（3）的轴向移动；

10.一种阳极更换方法，其特征在于，所述阳极更换方法应用于如权利要求1至9中任一项所述的稀土电解槽，所述阳极更换方法包括：