[发明专利]一种干式铝电解槽

说明书

技术领域

本发明涉及一种干式铝电解槽，属于铝电解槽技术领域。

背景技术

自1886年，Hall-Heroult熔盐电解法生产原铝技术诞生以来，电解法生产原铝的关键设备电解槽，主要使用炭素阳极和炭块作为阴极。目前应用最多的一种铝电解槽技术是，电解槽中电解析出的铝蓄积在槽底炭块阴极上部，形成铝液层，并作为阴极的一部分；另一种电解槽技术是，阴极炭块上表面没有铝液层，阴极炭块直接作为阴极参与电解，电解生成的铝液直接流到槽内的沟槽中，并迅速汇集到电解槽中的蓄铝池中，此种电解槽通常采用上表面涂层TiB2或TiB2复合层阴极炭块，以增强阴极炭块的湿润性。

两种电解槽都有其各自的缺点，第一种电解槽技术，铝液层作为阴极的一部分，这种电解槽存在一个普遍的问题就是电能效率较低，一般在45～50％之间，其余的电能都转化为热能散失掉了。这种电解槽由于本身结构的限制，以及磁场和电流对电解槽稳定性的影响，降低极距，电解槽就会变得不稳定，丢失电流效率，很难实现低极距条件下生产，这种铝电解槽的极距一般都在4～5cm左右，这也是此种电解槽技术电能效率低的主要原因。

为了实现低极距生产，提高电能效率，于是出现了第二种电解槽技术，称之为导流槽，这种电解槽阴极炭块直接作为阴极参与电解，阴极上表面为TiB2涂层或复合层，以增强阴极的湿润型，确保生成的铝液及时流到导流沟中，并通过汇铝沟汇集到电解槽端部蓄铝池中，这样就实现了极间无铝液生产，大大提高了电解槽的稳定性，因此可以实现低极距条件下稳定生产。这种电解槽虽然实现了低极距生产，但其缺点是蓄铝池的容量不足，会造成多次出铝的问题，给生产造成很大的负担；另外由于蓄铝池和阴极炭块间沟槽的存在，大大降低了阴极导电面积的利用率。由于以上缺陷的存在，目前这种导流槽很难被大规模的工业化应用。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种干式铝电解槽，目的是为了实现低极距条件下稳定生产，降低极间压降，提高铝电解槽的电能利用率；另一方面克服蓄铝池蓄铝量小，无法满足正常出铝要求的缺点，将铝藏于暗沟中，同时阴极导电面积的利用率也大大提高。

为了解决上述技术问题，本发明是通过如下技术方案实现的。

一种干式铝电解槽，它包括上部结构和阴极结构，阴极结构包括槽壳和内衬，内衬是由阴极炭块、侧部内衬、底部内衬以及阴极炭块间扎糊组成，阴极炭块间设有藏铝暗沟，藏铝暗沟在阴极炭块间缝处，暗沟可以在阳极下的任何位置；电解槽阴极炭块上开有数个凹槽，电解槽的大面和端部也开有凹槽，阴极炭块上的凹槽以及电解槽上的凹槽深度均低于或平齐于阴极炭块间藏铝暗沟，阴极炭块上的凹槽以及电解槽上的凹槽和藏铝暗沟彼此相互连通。

所述的阴极炭块间设有藏铝暗沟，阴极炭块间缝处藏铝暗沟及以上部分不扎糊。

所述的每块电解槽阴极炭块沿电解槽纵向开有1-100个凹槽。

所述的藏铝暗沟横向截面形状为圆形、方形、梯形或三角形等

所述的阴极炭块上的凹槽以及电解槽上的凹槽的横向截面形状为方形、梯形、三角形、品字形或圆形等。

所述的阴极炭块上表面为TiB2复合层。

所述的阴极炭块上表面为水平。

所述的阴极炭块宽度与阳极炭块一一对应，阴极炭块上表面为斜面或曲面。

本发明的特点和效果如下：