[发明专利]含钪铝合金材料的制备装置及制备工艺

权利要求书

1.含钪铝合金材料的制备装置，包括含钪氧化物分解控制部分、电解槽体及降温冷却部分；其特征在于，电解槽体一端设置有电解质输入管道，另一端设置有合金坯料输出管道，电解槽体内依次设置有电加热部分、石墨槽、阳极导电管及阴极导电棒；含钪氧化物分解控制部分通过含钪输入管道与电解槽体连接，降温冷却部分设置在合金坯料输出管道尾端，并与冷却循环系统连接；此外，电解槽体内还设置有电化学传感器与电流传感器，而电化学传感器与电流传感器同时与含钪氧化物分解控制部分连接。

2.根据权利要求1所述的含钪铝合金材料的制备装置，其特征在于，阳极导电管为中间空心圆柱体结构。

3.根据权利要求1所述的含钪铝合金材料的制备装置，其特征在于，阴极导电棒外设置有保护层。

4.根据权利要求1所述的含钪铝合金材料的制备装置，其特征在于，电解槽体内还接入有惰性气体输入管道。

5.根据权利要求4所述的含钪铝合金材料的制备装置，其特征在于，惰性气体输入管道上安装有开关阀。

6.根据权利要求1所述的含钪铝合金材料的制备装置，其特征在于，合金坯料输出管道尾端设置有挡板，挡板上安装有电磁阀。

7.根据权利要求1所述的含钪铝合金材料的制备装置，其特征在于，含钪氧化物分解控制部分包括柜体，其柜体内设置有控制器，柜体上设置有操作面板，操作面板与控制器连接，电化学传感器与电流传感器分别与控制器连接。

8.根据权利要求1所述的含钪铝合金材料的制备装置，其特征在于，降温冷却部分内设置有温度传感器。

9.含钪铝合金材料的制备工艺，其特征在于，包括如下步骤：

1)以含钪富集度较高的矿物为原料添加至含钪氧化物分解控制部分，在含钪氧化物分解控制部分中对含钪富集度较高的矿物中有害杂质进行处理得含钪氧化物，并对处理后的含钪氧化物进行检测，以保持含钪氧化物与有害杂质质量之比小于50：1；

2)通过电解质输入管道向电解槽体内输入电解质原料，电解质原料配方包括氧化铝、氟化钠及氟化铝，在冰晶石体系下进行电解，其配方质量分数为：氧化铝4.0～12％，氟化钠38.0％～59.0％，氟化铝25％～40.0％，余量为不可避免的杂质；同时将合金坯料输出管道尾端设置的挡板置于初始位置，待电解质原料输入结束后关闭电解质输入管道；

3)开启惰性气体输入管道上的开关阀，向电解槽体内充入0.02～0.05MPa的惰性气体；

4)开启电加热部分，对电解槽体内的电解质原料进行电解得铝的氧化物，电解槽体内电解质原料温度930～1000℃，电解槽体工作电压3.8～6.5V；

5)含钪氧化物分解控制部分开始通过含钪输入管道向电解槽体内输入含钪氧化物，得混合溶液；

6)电化学传感器实时检测电解槽体内混合溶液的分子比，电流传感器检测电加热部分的电流；

7)待混合溶液电解一段时间后生成含钪铝合金坯料，电磁阀开启，含钪铝合金坯料通过合金坯料输出管道输入降温冷却部分，进行冷却生成含钪铝合金材料。

10.根据权利要求9所述的含钪铝合金材料的制备工艺，其特征在于，步骤1)中，含钪富集度较高的矿物为铝土矿或赤泥。