专利名称：一种石墨阳极及其更换方法
技术领域：
本发明涉及一种石墨阳极及其更换方法，特别是，所述石墨阳极使用在稀土氧化物-氟化物熔盐电解法生产稀土金属及合金过程中，尤其使用在圆形电解槽中。
背景技术：
由于在稀土氧化物-氟化物熔盐电解体系中所使用的石墨阳极是一种自耗阳极， 在生产过程中需定时更换。生产实践发现，采用空心圆柱体石墨阳极存在以下缺陷操作不方便，由于石墨阳极为一整体，较笨重，更换时难提动；阳极更换前后，电解炉内熔盐液面波动大；阳极更换前后，炉温波动大。由于更换的新石墨阳极筒是冷态的，容易出现新阳极放下后由于炉温骤降导致的死炉现象，这不但严重影响了电解生产，同时也容易使熔盐凝结于炉膛内壁，使炉膛变小， 从而影响电解炉的使用寿命。其次更换新的阳极筒要断电，炉温降得过快，待更换完毕需重新升温，只有炉温升至正常温度才开始电解，即影响产量又影响产品质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种石墨阳极及其更换方法，其容易更换、更换时对电解炉内熔盐液面造成的波动小、更换前后炉温波动小、不易产生剧烈温差变化，克服了由于炉温骤降或断电导致的死炉现象，提高了电解炉使用寿命且整个更换过程中不需重新升温预热，因而不影响产品质量和产量。为此，根据本发明的一个方面，提供了一种石墨阳极，该阳极整体为空心圆柱体， 其特征在于石墨阳极由多个阳极片组成，各阳极片之间并联，每一阳极片的顶面设有至少两个内丝孔；相邻的阳极片之间通过阳极导板连接，每个阳极导板设置于在石墨电解槽的上方，跨越两个相邻的阳极片；每个阳极导板为与石墨阳极片内径与外径尺寸都相同的一段圆环形的金属片，该金属片与电源正极相连，该金属片上也设有至少两个内丝孔，该金属片上的内丝孔与相应两个相邻的石墨阳极片上的内丝孔一一对准，该金属片上的内丝孔与阳极片上对应的内丝孔通过螺栓相连接。优选地，所述内丝孔的数量为2-6个。优选地，所述内丝孔的数量为2-5个。优选地，所述内丝孔的数量为2个。优选地，所述金属阳极导板为A3铁片。优选地，所述阳极片的数量为4 12片。优选地，各所述阳极片的尺寸都相同，各所述阳极导板的尺寸都相同。优选地，各所述阳极片的内丝孔均勻分布，各所述阳极导板的内丝孔均勻分布。根据本发明的另外一个方面，提供了一种石墨阳极的更换方法，其特征在于，包括下列步骤卸下连接在预更换的阳极片及其相邻阳极片上的阳极导板的紧固螺栓；移除所述阳极导板；提起预更换的阳极片；更换新的阳极片；被移除的所述阳极导板回归原位；紧固所述新的阳极片及其相邻阳极片上的阳极导板的螺栓。根据本发明，每片石墨阳极较轻，更换时容易提动；由于石墨阳极已分割成小片， 每片更换时对电解炉内熔盐液面造成的波动小；石墨阳极更换前后炉温波动小。更换小片阳极，不易产生剧烈温差变化。克服了由于炉温骤降或断电导致的死炉现象，提高了电解炉使用寿命。由于不需断电不需重新升温预热，整个更换过程中不影响产品质量和产量。
图1为根据本发明的石墨阳极的示意图，其中，附图标记1表示石墨阳极整体结构；附图标记2表示金属阳极导板；附图标记11、12、13、14、15、16表示石墨阳极片；附图标记21、22、23、M、25J6表示金属阳极导板；附图标记10和20表示上下对应带有内丝的圆孔；附图标记15表示螺栓。
具体实施例方式目前，在圆形电解槽、稀土氧化物-氟化物熔盐体系电解生产稀土金属及合金工艺中，所使用的石墨阳极为空心圆柱体。在本发明的一个实施例中，空心圆柱形石墨阳极1分为6片阳极片11、12、13、14、 15、16。在其他的实施例中，通常阳极片的片数范围为4 12片。若炉体尺寸大可分为更多的片数。阳极片11、12、13、14、15、16之间是并联的，每一片石墨阳极片11、12、13、14、15、 16上的电压都相同，总电解电流则均勻分到各石墨阳极片11、12、13、14、15、16上。在本发明的一个实施例中，每片石墨阳极片2的一顶面上设有两个内丝孔10。在其他的实施例中，每片石墨阳极片2的一顶面上设有2-5内丝孔10。每片石墨阳极片11、12、13、14、15、16通过螺栓15与阳极导板2连接配套使用。更换时，只需将新更换的石墨阳极片11、12、13、14、15、16与阳极导板2用螺栓15 固定。阳极导板2是在石墨电解槽上方的与石墨阳极片11、12、13、14、15、16内径、外径都相同的一段圆环片21、22、23、24、25、26。石墨阳极片11、12、13、14、15、16与圆环片21、22、23、M、25J6交错地排列。换句话说，每一段圆环片都跨越两篇石墨阳极片。在图1所示的实施例中，圆环片21跨越石墨阳极片16、11 ；圆环片22跨越石墨阳极片11、12;圆环片23跨越石墨阳极片12、13;圆环片M跨越石墨阳极片13、14 ；圆环片25跨越石墨阳极片14、15 ；圆环片沈跨越石墨阳极片 15、16。在本发明的一个实施例中，圆环片为A3铁片，该铁片与电源正极相连，该铁片上有分布着2-5个内丝孔20，石墨阳极片11、12、13、14、15、16上钻与之一一对准分布的内丝孔10，用螺栓15将铁片上的内丝孔20与阳极片11、12、13、14、15、16上的内丝孔10连接起来。在本发明的一个实施例中，各阳极片11、12、13、14、15、16的尺寸相同。在其他实施例中，各阳极片11、12、13、14、15、16的尺寸也可各不相同。在本发明的一个实施例中，各圆环片21、22、23、24、25、26的尺寸相同。在其他实施例中，圆环片21、22、23、M、25J6的尺寸也可各不相同。根据本发明的一个实施例，将一空心圆柱形的石墨阳极均分为4 12片，具体片数可根据炉体尺寸大小来调节，每片的顶部有两个内丝孔，每片通过螺栓与自制阳极导板连接配套使用。总之，根据本发明，更换石墨阳极包括下列步骤卸下连接在预更换的阳极片及其相邻阳极片上的阳极导板的紧固螺栓；移除所述阳极导板；提起预更换的阳极片；更换新的阳极片；被移除的所述阳极导板回归原位；紧固所述新的阳极片及其相邻阳极片上的阳极导板的螺栓。优选地，阳极片一片一片地更换，不同时一起换多片，否则易造成温度波动大。然而，在一个实施例中，当预更换的多片阳极片时，可先卸下连接在预更换的所有阳极片及其相邻各阳极片上的所有阳极导板的紧固螺栓；移除所有相关的所述阳极导板；提起所有预更换的各阳极片；更换新的各相应阳极片；被移除的所有所述阳极导板回归原位；紧固所述新的各阳极片及其所有相邻阳极片上的各阳极导板的螺栓。
权利要求
1.一种新型的石墨阳极，该阳极整体为空心圆柱体，其特征在于石墨阳极由多个阳极片组成，各阳极片之间并联，每一阳极片的顶面设有至少两个内丝孔；相邻的阳极片之间通过阳极导板连接，每个阳极导板设置于在石墨电解槽的上方，跨越两个相邻的阳极片；每个阳极导板为与石墨阳极片内径与外径尺寸都相同的一段圆环形的金属片，该金属片与电源正极相连，该金属片上也设有至少两个内丝孔，该金属片上的内丝孔与相应两个相邻的石墨阳极片上的内丝孔一一对准，该金属片上的内丝孔与阳极片上对应的内丝孔通过螺栓相连接。
2.根据权利要求1所述的石墨阳极，其特征在于所述内丝孔的数量可为2-6个。
3.根据权利要求1所述的石墨阳极，其特征在于所述内丝孔的数量可为2-5个。
4.根据权利要求1所述的石墨阳极，其特征在于所述内丝孔的数量可为2个。
5.根据权利要求1-4其中之一所述的石墨阳极，其特征在于所述金属导板可为A3铁片。
6.根据权利要求1-5其中之一所述的石墨阳极，其特征在于所述阳极片的数量可为 4 12片。
7.根据权利要求1-6其中之一所述的石墨阳极，其特征在于各所述阳极片的尺寸都相同，各所述阳极导板的尺寸都相同。
8.根据权利要求1-7其中之一所述的石墨阳极，其特征在于各所述阳极片的内丝孔均勻分布，各所述阳极导板的内丝孔均勻分布。
9.一种如权利要求1-8所述的石墨阳极的更换方法，其特征在于，包括下列步骤卸下连接在预更换的阳极片及其相邻阳极片上的阳极导板的紧固螺栓；移除所述阳极导板；提起预更换的阳极片；更换新的阳极片；被移除的所述阳极导板回归原位；紧固所述新的阳极片及其相邻阳极片上的阳极导板的螺栓。
全文摘要
一种石墨阳极，该阳极整体为空心圆柱体，石墨阳极由多个阳极片组成，各阳极片之间并联，每一阳极片的顶面设有至少两个内丝孔；相邻的阳极片之间通过阳极导板连接，每个阳极导板设置于在石墨电解槽的上方，跨越两个相邻的阳极片；每个阳极导板为与石墨阳极片内径与外径尺寸都相同的金属导板，该金属导板与电源正极相连，该金属导板上也设有至少两个内丝孔，该金属导板上的内丝孔与相应两个相邻的石墨阳极片上的内丝孔一一对准，该金属导板上的内丝孔与阳极片上对应的内丝孔通过螺栓相连接。根据本发明的石墨阳极，更换容易，且对电解炉内熔盐液面造成的波动小、炉温波动小、温差变化小、避免了死炉现象，提高了电解炉的使用寿命。
文档编号C25C7/02GK102453930SQ201110412219
公开日2012年5月16日 申请日期2011年12月12日 优先权日2011年12月12日
发明者刘建钢, 徐秋华, 袁萍, 陶利明 申请人:江西稀有稀土金属钨业集团有限公司