[发明专利]一种电解铝用电解槽及使用该电解槽的电解工艺

权利要求书

1.一种电解铝用电解槽，包括

槽体(1)，所述槽体(1)内设置有阳极(2)和阴极(3)，所述槽体(1)内还装有电解质(4)；

所述阳极(2)设置在所述槽体(1)的上方，至少部分所述阳极(2)浸在所述电解质(4)中；

所述阴极(3)设置在槽底并被一定量的铝液(11)所覆盖；

所述电解质(4)在所述阳极(2)和阴极(3)中间；

其特征在于，

所述阳极(2)的组分包括Fe、Cu和Sn，其中以所述Fe和Cu为主要组分；

所述电解质(4)由30-38wt％的NaF、49-60wt％的AlF₃、1-5wt％的LiF、1-6wt％的KF和3-6wt％的Al₂O₃组成，其中所述NaF与AlF₃的摩尔比为1.0-1.52。

2.根据权利要求1所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)的底面与所述槽体(1)保持平行，所述槽体(1)的内侧壁设置有绝缘层(5)，用于将氧气和所述电解质(4)与碳块相隔离。

3.根据权利要求1或2所述的电解槽，其特征在于，所述槽体(1)上端设置有槽盖(6)，所述槽盖(6)上设置有排气孔(7)和进料孔(8)；所述阴极(3)内设置有阴极棒(10)，所述阳极(2)的一端穿过所述槽盖(6)并连接设置有接线柱(9)，用于连接电源。

4.根据权利要求1-3任一所述的电解槽，其特征在于，所述Fe、Cu和Sn的质量比为(23～40)∶(36～60)∶(0.2～5)。

5.根据权利要求1-4任一所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)的组分还包括Ni。

6.根据权利要求5所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)由Fe、Cu、Ni和Sn组成，其中所述Fe的含量为23～40wt％，所述Cu的含量为36～60wt％，所述Ni的含量为14～28wt％，所述Sn的含量为0.2～5wt％。

7.根据权利要求1-6任一所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)的组分还包括Al和Y。

8.根据权利要求7所述的电解槽，其特征在于，所述阳极(2)由Fe、Cu、Ni、Sn、Al和Y组成，其中所述Fe的含量为23～40wt％，所述Cu的含量为36～60wt％，所述Ni的含量为14～28wt％，所述Al的含量为大于零且小于或等于4wt％，所述Y的含量为大于零且小于或等于2wt％，所述Sn的含量为0.2～5wt％。

9.根据权利要求1-8任一所述的电解槽，其特征在于，所述NaF与AlF₃的摩尔比为1.12-1.52。

10.根据权利要求1-9任一所述的电解槽，其特征在于，所述电解质(4)的初晶温度为620-670℃。

11.使用权利要求1-10任一所述电解槽的电解铝工艺，包括如下步骤：

(1)将特定量的NaF、AlF₃、LiF、KF、Al₂O₃加入到熔融炉中混合熔融成熔体；或者，将特定量的NaF、AlF₃、LiF、KF加入到熔融炉中混合熔融后，再加入Al₂O₃得到熔体；

(2)将步骤(1)制备得到的熔体在熔融炉中升温至720-760℃以上后倒入电解槽内并保持温度在720-760℃进行电解。

12.根据权利要求11所述的电解铝工艺，其特征在于，所述电解的温度为730-750℃。

13.根据权利要求11或12所述的电解铝工艺，其特征在于，在电解过程中定量补充Al₂O₃。