[发明专利]一种制备高纯铝的联体-多级铝电解装置及其使用方法

说明书

本发明公开的一种制备高纯铝的联体‑多级铝电解装置及其使用方法，该装置包括进电母线、双层液普铝电解槽、三层液一级高纯铝电解槽、三层液二级高纯铝电解槽、三层液三级高纯铝电解槽、出电母线、联体‑多级高纯铝电解槽下槽体；所述使用方法为采用联体‑多级电解方法生产产品，可以在一套装置上，同时制备99.995%、99.9995%、99.99995%三种品级的高纯铝产品，在电解过程中，不需要进行人工转运铝液作业，大大提高了生产效率，减少了人工转运环节对铝液的污染，提高了铝液的品质。与传统三层液电解装置相比，采用联体‑多级电解装置可以减少散热面积，降低散热损失。

技术领域

本发明涉及铝冶金、铝及铝合金熔铸领域，尤其涉及一种制备高纯铝的联体-多级铝电解装置及其使用方法。

背景技术

高纯铝由于具有很好的导电性、可塑性、光反射性、延展性和耐腐蚀性以及极低的导磁性，在以高科技为主导的当今社会里具有广泛的应用。在电子工业领域，高纯铝用于制作高压电容器铝箔、高性能导线、集成电路键合线、计算机外部记忆装置磁盘合金的基体等。在航空航天领域 用来开发制作等离子帆。在交通领域用于高速轨道交通配制高性能合金，在高铁、磁悬浮体材料中得到大量的应用。在能源领域用于铝/空气电池的材料，同样质量的铝，其放电量为锌的4倍，可以提供更大的电化学功率。在光学应用方面用于车灯反射罩，天文望远镜铝反射器，大型天文望远镜的反光面。在化工、冶金工业用于制造耐腐蚀反应设备及储存容器，用作真空蒸发材料（镀膜靶材）和喷镀材料等。

截止目前，高纯铝精炼工艺技术可以归结为三大类型：

直接净化法 ：在铝电解出铝过程或铝铸造前采用，用于去除铝中非金属固体夹杂、氢、钠等夹杂物。该方法无法脱除金属中硅、铁等杂质，铝产品的纯度一般不超过99.85%。

三层液电解精练法：是在三层液电解槽内，以金属铝为阳极合金，以氟盐为电解质，电解精炼得到精铝。最大缺点是铝的纯度一般不超过99.995%，电能消耗是原铝生产的130％。

偏析熔炼法 ：是将二元金属组成的液体缓慢冷却至略高于其最低熔点之上，使主体金属以较纯的固体晶体析出，而杂质元素富集于液体中，将液体与固体分离，达到提纯金属的目的。对溶质分配系数K值小于1的杂质，通过切去端头后所得金属铝就是提纯了的金属铝;当杂质的K大于1时，杂质集中在始端，将杂质富集的两端切去，中间部分就是精炼所得的金属铝。对所获得的精铝多次重复上述过程，即可得到纯度很高的铝。重复次数越多所获得的铝的纯度就越高。由于金属铝的化学性质非常活泼，整个过程都需要在保护气氛中进行，且生产的产能低，所获得的铝晶粒很大。

发明内容

本发明的目的就是针对上述已有技术存在的不足，提供一种制备高纯铝的联体-多级铝电解装置及其使用方法。

上述目的是通过下述方案实现的：一种制备高纯铝的联体-多级铝电解装置，其特征在于，该装置包括进电母线(2)、双层液普铝电解槽(3)、一级高纯铝电解槽(4)、二级高纯铝电解槽(5)、三级高纯铝电解槽(6)、出电母线(7)、联体-多级高纯铝电解槽下槽体（8）；所述双层液普铝电解槽(3)由双层液铝电解槽阳极(3a)、双层液铝电解槽电解液区(3b)、双层液铝电解槽铝液区(3c)、普铝-一级高纯铝电解槽铝液联通通道(3d)组成；所述一级高纯铝电解槽（4）由一级高纯铝电解槽阳极导流板(4a)、一级高纯铝电解槽阳极铝液区(4b)、一级高纯铝电解槽电解液区(4c)、一级高纯铝电解槽阴极铝液区(4d)、一级高纯铝电解槽碳素阴极(4e)、一级高纯铝-二级高纯铝电解槽铝液联通通道(4f)组成。所述二级高纯铝电解槽（5）由二级高纯铝电解槽阳极导流板（5a）、二级高纯铝电解槽阳极铝液区(5b)、二级高纯铝电解槽电解液区(5c)、二级高纯铝电解槽阴极铝液区(5d)、二级高纯铝电解槽碳素阴极(5e)、二级高纯铝-三级高纯铝电解槽铝液联通通道(5f)组成；所述三级高纯铝电解槽(6)由三级高纯铝电解槽阳极导流板(6a)、三级高纯铝电解槽阳极铝液区(6b)、三级高纯铝电解槽电解液区(6c)、三级高纯铝电解槽阴极铝液区(6d)、三级高纯铝电解槽碳素阴极(6e）组成。