一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构的制作方法

本实用新型涉及铝电解技术领域，具体为一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构。

背景技术：

现代铝电解槽采用中间点式下料，在铝电解生产过程中，受工艺技术条件、氧化铝质量以及各种操作的影响，部分氧化铝来不及溶解就沉淀到槽底，形成炉底沉淀，炉底沉淀堆积在下料点周围，并随着铝液流动而覆盖阴极表面，过多的炉底沉淀不仅会增加炉底压降、加快阴极磨损，同时也会降低铝电解槽电流效率、运行稳定性及槽寿命，严重时还会导致出现滚铝事故，影响系列安全经济运行。

减少铝电解槽炉底沉淀一直是生产管理的重点工作，尤其对于高锂钾电解质体系以及实施低温低过热度工艺的电解铝厂而言，解决炉底沉淀问题显得尤为迫切，铝电解行业科研技术人员经过大量的生产实践与探索，取得了一系列有助于减少铝电解槽炉底沉淀的技术成果，其中包括规范生产操作、实施工艺创新、改进沉淀清理工具以及优化铝电解槽下料方式等，但均没有从根本上解决沉淀问题，目前，大量电解铝厂依然沿用多功能天车抓斗清理沉淀及人工清理沉淀的方式，维持生产的正常进行。

因此，提供一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，该技术通过在铝电解槽下料点正下方的阴极碳块表面设置沉淀池，将炉底沉淀限制在池内区域，阻止沉淀随铝液流动而向全槽蔓延，随着沉淀池内沉淀的增加，将会有部分沉淀从沉淀池边沿溢出，但因溢出的沉淀距上层电解质较近，溢出的沉淀也会迅速融入电解质，这还有助于扩大铝电解槽加料面积，降低铝电解槽浓度梯度，进一步减少铝电解槽局部效应，通过在阴极表面设置沉淀池，可大幅减少铝电解槽内炉底沉淀，消除炉底沉淀对铝电解槽安全稳定高效运行的不利影响。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术中的不足，本实用新型提供了一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，通过在铝电解槽下料点正下方的阴极碳块表面设置沉淀池，将炉底沉淀限制在有限的局部区域，阻止沉淀随铝液流动而向全槽蔓延，改造后可大幅减少铝电解槽内炉底沉淀，消除炉底沉淀对铝电解槽安全稳定高效运行的不利影响。

本实行新型的目的是这样实现的：

一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，包括槽壳(1)、侧部炭块(2)、人造伸腿(3)、阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽下料点正下方的阴极碳块(4)表面设置沉淀池(5)，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为一体式结构时，沉淀池(5)采用与阴极碳块(4)相同材质，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构时，沉淀池(5)材质密度大于2500kg/m³。

所述的一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，其特征在于：沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构时，沉淀池(5)材质为氧化铝基材质、氧化镁基材质或炭化硅基材质，沉淀池(5)采用压制成型或振动成型并经焙烧制得。

所述的一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，其特征在于：沉淀池(5)的形状为四方形、六边形、圆形、田字形、或者三角形。

所述的一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，其特征在于：沉淀池(5)的边沿截面宽度为80mm～250mm，高度为80mm～250mm，沉淀池(5)的形状为圆形时，沉淀池(5)的直径为600mm～2000mm，沉淀池(5)的形状为四方形、六边形、田字形、或者三角形时，沉淀池(5)的边长为400mm～2000mm。

积极有益效果：本实用新型提供的一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，可将炉底沉淀限制在沉淀池的有限区域内，阻止沉淀随铝液流动而向全槽蔓延，同时可大幅减少铝电解槽炉底沉淀，降低炉底压降，降低铝电解槽浓度梯度，并可有效抑制阴极表面的磨损速度，该技术还有助于提升电流效率等经济技术指标，显著降低工人清理沉淀的劳动强度，显著提高铝电解槽运行安全性。

附图说明

图1为本实用新型实施例1圆形沉淀池布置示意图；

图2为本实用新型实施例2四方形沉淀池布置示意图；

图3为本实用新型实施例3六边形沉淀池布置示意图；

图4为图1、图2、图3的a-a面示意图；

图中1、槽壳，2、侧部炭块，3、人造伸腿，4、阴极碳块，5、沉淀池

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作进一步的说明：

一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，包括槽壳(1)、侧部炭块(2)、人造伸腿(3)、阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽下料点正下方的阴极碳块(4)表面设置沉淀池(5)，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为一体式结构时，沉淀池(5)采用与阴极碳块(4)相同材质，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构时，沉淀池(5)材质密度大于3000kg/m³。

实施例1

如图1、图4所示，沉淀池(5)的形状为圆形，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构，沉淀池(5)材质为氧化铝基材质，采用压制成型或振动成型并经焙烧制得。

如图1、图4所示，沉淀池(5)的边沿截面宽度为130mm，高度为140mm,沉淀池(5)的直径为1300mm。

实施例2

如图2、图4所示，沉淀池(5)的形状为四方形，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构，沉淀池(5)材质为氧化铝基材质，采用压制成型或振动成型并经焙烧制得。

如图2、图4所示，沉淀池(5)的边沿截面宽度为130mm，高度为140mm,沉淀池(5)的边长为1300mm。

实施例3

如图3、图4所示，沉淀池(5)的形状为六边形，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构，沉淀池(5)材质为氧化铝基材质，采用压制成型或振动成型并经焙烧制得。

如图3、图4所示，沉淀池(5)的边沿截面宽度为130mm，高度为140mm,沉淀池(5)的边长为650mm。

以上实施例仅用于说明本实用新型的优选实施方式，但本实用新型并不限于上述实施方式，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内，本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替代和改进等，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围之内。

技术特征：

1.一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，包括槽壳(1)、侧部炭块(2)、人造伸腿(3)、阴极碳块(4)，其特征在于：在铝电解槽下料点正下方的阴极碳块(4)表面设置沉淀池(5)，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为一体式结构时，沉淀池(5)采用与阴极碳块(4)相同材质，沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构时，沉淀池(5)材质密度大于2500kg/m³。

2.根据权利要求1所述的一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，其特征在于：沉淀池(5)与阴极碳块(4)为分体式结构时，沉淀池(5)材质为氧化铝基材质、氧化镁基材质或炭化硅基材质，沉淀池(5)采用压制成型或振动成型并经焙烧制得。

3.根据权利要求1所述的一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，其特征在于：沉淀池(5)的形状为四方形、六边形、圆形、田字形、或者三角形。

4.根据权利要求1所述的一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，其特征在于：沉淀池(5)的边沿截面宽度为80mm～250mm，高度为80mm～250mm，沉淀池(5)的形状为圆形时，沉淀池(5)的直径为600mm～2000mm，沉淀池(5)的形状为四方形、六边形、田字形、或者三角形时，沉淀池(5)的边长为400mm～2000mm。

技术总结
本实用新型公开了一种抑制炉底沉淀的铝电解槽阴极结构，在铝电解槽下料点正下方的阴极碳块表面设置沉淀池，将炉底沉淀限制在池内区域，阻止沉淀随铝液流动而向全槽蔓延，部分从沉淀池边沿溢出的沉淀因距上层电解质较近，会迅速融入电解质，进一步扩大铝电解槽加料面积，降低浓度梯度，减少局部效应的发生，本实用新型可对在产铝电解槽实施在线改造，改造后可有效减少炉底沉淀，显著提升电流效率，大幅降低工人清理沉淀的劳动强度，彻底消除炉底沉淀对铝电解槽安全稳定高效运行的不利影响。

技术研发人员：欧建明;张传勇
受保护的技术使用者：张传勇;欧建明
技术研发日：2020.12.04
技术公布日：2021.07.13