[发明专利]一种高电流效率双集镁室的镁电解槽

说明书

【技术领域】

本发明涉及电解槽技术领域，具体地说，是一种高电流效率双集镁室的镁电解槽。

【背景技术】

镁是最轻的有色金属，能够很好的与其它金属构成高强度的合金，且不断改善的可铸性使其应用领域越来越广，是传统铝合金等的有益补充。在美国，镁合金在消费电子、汽车、医疗等领域出现爆发式增长，大有替代铝合金等传统合金之势。镁不仅作为轻量化材料而备受期待，还作为镁燃料电池的电极构造材料，在电池行业有着重要的应用。

中国是镁资源大国，也是金属镁生产大国，但生产方法主要以皮江法为主。国内电解法生产工艺设备落后、槽型小、电流效率及生产效率低、能耗高。相比之下国外电解设备电流强度大，自动化程度高，单位面积金属镁产量高，电耗低。我国目前运行的无隔板镁电解槽的电流效率低，仅在76～78％左右，金属镁分离效率低，整个镁电解工业与国外差距巨大。

基于对先进镁电解工艺的研究，设计出具备低能量消耗、高金属镁分离率的电解槽。同时开发具有我国自主知识产权的镁电解关键技术，进一步与天然气化工有机结合，形成镁、天然气化工等各项资源相互依托、互相支撑的循环经济产业链，达到资源利用的最大化和经济效益的最佳化。

【发明内容】

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种高电流效率双集镁室的镁电解槽。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种高电流效率双集镁室的镁电解槽，镁电解槽包含阴极板，阳极板和集镁室，集镁室的数目为两个，分别设置在阴极板和阳极板的两侧，且两个集镁室呈对称分布。

所述的阴极板和阳极板间距为0.03～0.08m。

所述的阴极板从电解槽顶部或者底部插入到镁电解槽中。

所述的阳极板从电解槽顶部或者底部插入到镁电解槽中。

所述的阴极板和阳极板的宽度和高度相同。

所述的阴极板和阳极板的宽度的范围为0.9～1.6m

所述的阴极板和阳极板的高度的范围为2.0～3.0m

所述的阴极板的厚度为0.05～0.15m。

所述的阳极板的厚度为0.15～0.25m。

与现有技术相比，本发明的积极效果是：

本发明改变了传统镁电解槽的结构，采用两个对称的集镁室，两个集镁室间采取上插或者下插阴、阳极的方法。该结构改变了镁电解槽的电解质流动情况，充分利用了电解质的流动特性，提高了金属镁的分离效率。与原槽型相比，高效双集镁室电解槽的金属镁分离效率大幅提高，效果明显。

【附图说明】

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是原型镁电解槽结构示意图；a为外观图，b为横截面示意图

图2是高效双集镁室电解槽结构示意图；a为外观图，b为横截面示意图

图3是镁电解槽原槽型流场分布示意图；

图4是高效双集镁室电解槽流场分布示意图；

图5是镁电解槽原槽型金属镁流动示意图；

图6是高效双集镁室电解槽金属镁流动示意图；

附图中的标号分别为：1、阳极，2、阴极，3、电解室，4、集镁室

【具体实施方式】

以下提供本发明一种高电流效率双集镁室的镁电解槽的具体实施方式。

实施例1

请参见附图2，一种高效双集镁室电解槽结构基本部件为阳极1、阴极2、电解室3和两个集镁室4。所述的阴极板和阳极板间距为0.07m，阴极和阳极从电解槽顶部插入到镁电解槽中，阴极和阳极的宽度和高度相同，宽度为1m，高度为2.2m，阴极板厚度为0.05m，阳极板厚度为0.15m。

通过电场、热场、磁场、流场分析，上插阴极式镁电解槽热平衡良好，

电解质温度为700℃，电解质流动状态良好，金属镁分离率大幅提升。计算得到电解槽流场分布如图4：金属镁的流动情况如图6：

如图可知高效双集镁室电解槽，金属镁随着电解质分别流入左右两个对称的集镁室，并最终在集镁室的电解质液面汇集。几乎没有金属镁存在电解室中，金属镁分离率极高。

对比例1

请参见附图1，原型镁电解槽结构基本部件阳极1、阴极2、电解室3和集镁室4。

与原槽型相比，高效双集镁室电解槽热平衡良好，电解质温度控制在700℃上下，基本工艺参数维持稳定。同时金属镁一次分离率从17％增加至96％，分离效率大幅提高。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内。