专利名称：一种工业电解铝用轮辐式结构惰性阳极的制作方法
技术领域：
本实用新型属于铝电解领域，特别涉及一种轮辐式结构惰性阳极。
背景技术：
自1886年以来，人们一直采取霍尔-埃鲁法电解产铝，这种方法使用石墨阳极。电解时阳极被大量消耗发生的反应为A1203+1. 5C=2A1+1. 5C02丨，阳极还会发生二次反应C+C02=2C0丨，消耗大量阳极并且产生大量的有毒气体CO。每生产一吨铝理论上消耗碳极444kg，而实际上消耗量在600kg左右。因优质碳素用量越来越大价格上涨，在电解铝工业中碳棒的成本已经占了总成本的17-22%。综上所述使用碳素阳极存在以下缺陷消耗大量的优质焦炭石油碳；排放大量的温室气体和有毒气体如cf4、CF6, PNAH多环芳香烃(碳极生产过程产生)易挥发的物质如V0C, HF、SOx, COS和N0X。阳极更换费用高劳动强度大；单位产能一次性投资大。随着世界能源紧缺及人类对环境问题的日益重视以及工人工资的增加，电解铝的环保成本会越来越高，采用新工艺产铝的需求变得更加迫切，而新工艺的关键在于惰性阳极的研发。
实用新型内容本实用新型的目的在于提出一种工业电解铝用的轮辐式结构的惰性阳极，可以用来安装利用放电等离子烧结技术制备的铁镍合金，突破其尺寸过小而无法进行工业应用的限制。本实用新型采用的技术方案—种工业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，它包括中轴，中轴外侧套设有连接套盘，套盘外侧设有多个铁镍阳极棒，所述的中轴、连接套盘和铁镍阳极棒外侧设有NiO、Cr2O3或者SeO2保护层。上述连接套盘内部设有键槽，相对应在中轴外侧设有键，键和键槽相配合。上述的中轴外侧间隔设置多个连接套盘。上述的铁镍阳极棒为锥台状，其小端设有螺纹突起，相对应在连接套盘外侧设有螺纹孔，螺纹突起与螺纹孔连接。上述的多个铁镍阳极棒在连接套周围均匀分布。上述的铁镍阳极棒长度在IOOmm到200mm之间，截面直径为10_30mm。本实用新型取得的技术效果主要工作部件经过放电等离子烧结技术制备的铁镍阳极块，与用其他方法制备的铁镍合金样阳极相比，具有密度高、耐腐蚀好、材质均匀、导电性好的特点；利用轮辐式组合，突破该方法制备的试样尺寸过小的的限制，从而达到工业应用要求；在使用过程中，陶瓷涂层在冰晶石-氧化铝熔盐中的溶解度极小而且不导电，从而使中轴和连接件被保护起来了，铁镍阳极作为主要工作部位，当它被消耗之后，只需要更换新的阳极块，就可以继续使用，具有良好的经济性。
图I为铁镍合金棒结构示意图；图2为连接套盘俯视图；图3为连接套盘侧视图；图4为连接套盘立体图；图5为单个轮辐结构示意图；图6为多个轮辐串联效果图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的实施方式做进一步的说明。参见图1-6，一种工业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，它包括中轴4，中轴外侧套设有连接套盘2，套盘外侧设有多个铁镍阳极棒1，所述的中轴、连接套盘和铁镍阳极棒外侧设有NiO、Cr2O3或者SeO2保护层。优选地，所述连接套盘内部设有键槽5，相对应在中轴外侧设有键3，键和键槽相配合。所述的中轴外侧间隔设置多个连接套盘。所述的铁镍阳极棒为锥台状，其小端设有螺纹突起，相对应在连接套盘外侧设有螺纹孔，螺纹突起6与螺纹孔7连接。所述的多个铁镍阳极棒在连接套周围均勻分布。所述的铁镍阳极棒长度在IOOmm到200mm之间,截面直径为 10_30mm。试样烧结之后在惰性铁镍阳极棒I的小端用车刀车出螺纹。连接套盘2按照图2和图3规定的尺寸进行加工成型。最后将铁镍阳极棒I和连接套盘2进行螺纹连接，连接套盘2和中轴3进行键连接，需要确保键3在连接套盘2下方，连接套盘2从中轴3上方装入，恰好能够卡在中轴3上开键位置。根据实际需要，加长中轴3的尺寸，可以在轴上串联多个阳极轮辐。最后在中轴3和连接套盘2表面用NiOXr2O3或者SeO2等陶瓷作为保护材料，干燥固化之后，在进行烧结加固，使该惰性阳极浸入电解液的时候只有铁镍阳极棒接触电解液。在中轴3的上端焊接上导线，即可作为铝电解用的小电极轮辐式排列的惰性阳极使用。惰性铁镍阳极棒总长为约105cm,截面为圆形,且在一端具有一个长约IOmm用于连接套盘的突起，其直径为10mm，表面有外螺纹。其他部位直径线性变化，最大为30mm，最小处为20mm。铁镍合金棒利用放电等离子烧结技术制备，其中含铁的质量分数为58. 68%，镍的质量分数为41. 32%。连接套盘为环形,厚度为20mm,外径为80mm,内径为30mm。中间套在中轴上,连接件圆周上均匀分布有12个插孔，插孔深10mm，直径为10mm，插孔内部有螺纹。中轴的直径为30mm，在表面开出长为30mm的键槽。键为方形，尺寸为10_X 10_X 30mm。中轴和连接套盘外侧保护材料为NiO、Cr2O3或者SeO2，用水玻璃将它们涂覆在相应部位，然后进行干燥和高温煅烧，从而固化。[0031]本实用新型的保护范围并不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变形而不脱离本实用新型的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围内，则本实用新型的意图也包含这些改动和 变形在内。
权利要求1.一种エ业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，其特征在于它包括中轴(4)，中轴外侧套设有连接套盘(2)，套盘外侧设有多个铁镍阳极棒(1)，所述的中轴、连接套盘和铁镍阳极棒外侧设有NiO、Cr2O3或者SeO2保护层。
2.根据权利要求I所述的エ业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，其特征在于所述连接套盘内部设有键槽(5 )，相对应在中轴外侧设有键(3 )，键和键槽相配合。
3.根据权利要求I或2所述的エ业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，其特征在于所述的中轴外侧间隔设置多个连接套盘。
4.根据权利要求I或2所述的エ业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，其特征在于所述的铁镍阳极棒为锥台状，其小端设有螺纹突起，相对应在连接套盘外侧设有螺纹孔，螺纹突起(6)与螺纹孔(7)连接。
5.根据权利要求I或2所述的エ业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，其特征在于所述的多个铁镍阳极棒在连接套周围均匀分布。
6.根据权利要求I或2所述的エ业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，其特征在于所述的铁镍阳极棒长度在IOOmm到200mm之间，截面直径为10_30mm。
专利摘要本实用新型涉及一种工业电解铝用轮辐式结构惰性阳极，它包括中轴，中轴外侧套设有连接套盘，套盘外侧设有多个铁镍阳极棒，所述的中轴、连接套盘和铁镍阳极棒外侧设有NiO、Cr2O3或者SeO2保护层。主要工作部件经过放电等离子烧结技术制备的铁镍阳极块，与用其他方法制备的铁镍合金样阳极相比，具有密度高、耐腐蚀好、材质均匀、导电性好的特点；利用轮辐式组合，突破该方法制备的试样尺寸过小的的限制，从而达到工业应用要求，具有良好的经济性。
文档编号C25C3/12GK202450170SQ20122002248
公开日2012年9月26日 申请日期2012年1月18日 优先权日2012年1月18日
发明者何致敏, 张国栋 申请人:武汉大学