一种不停槽更换镁电解槽阳极的方法与流程

1.本发明属于冶金技术领域，具体涉及一种不停槽更换镁电解槽阳极的方法。


背景技术：

2.镁电解是制备金属镁的重要方法，多极槽镁电解技术在海绵钛生产中作为配套工艺被越来越多的企业采用，是镁钛联合企业实现镁钛-氯循环的关键工序，而如何节能降耗、延长槽使用寿命、提高单槽生产能力，一直是企业迫切需要解决的课题。电解槽阳极的使用周期一般为24个月，但在实际生产中，石墨阳极的平均寿命仅为18个月。
3.石墨阳极在高温电解的作用下容易发生破损和断裂(断裂位置在熔盐液面附近)，石墨阳极因破损而逐渐减薄或断裂时，电压会升高，温度升高，电流效率下降。由于同一电解槽中一组石墨阳极的材质和环境不完全相同，破损断裂的速度也不完全一样，一但其中1-2块阳极断裂或失去电解作用，就不得不停槽休整。


技术实现要素：

4.为解决上述多极镁电解槽结构中阳极老化、破损及断裂的问题，本发明提供一种不停槽更换镁电解槽阳极的方法，其目的在于：延长电解槽的寿命和提高电流效率，有助于降低镁电解的生产成本。
5.本发明采用的技术方案如下：
6.步骤a：阳极更换前，对新阳极以及电解槽进行预处理；步骤b：断直流更换阳极；步骤c：阳极电压降检测。
7.进一步的，所述步骤a中具体包括：
8.1)提前三天以上，将阳极上的陶瓷棒粘接完成，陶瓷棒粘接完成后，将阳极进行烘烤；
9.2)提前4小时以上，在阳极铝母线和阴极铝母线处安装直流截断装置；
10.3)对电解槽提前升温至690～720℃；
11.4)通过抽取的方式降低电解槽中的液镁高度，抽取后的液镁高度为0-40mm。
12.其中，所述解槽中的液镁的抽取过程中采用刮镁耙尽量将液镁刮到抽镁口，液镁抽取后不补充氯化镁。
13.进一步的，所述步骤b具体包括：
14.1)通过直流电截断装置单独将通入需更换阳极的电解槽的直流电切断；
15.2)将电解槽已损坏的阳极之间的软连接断开；
16.3)通过天车将电解槽上部断裂部分阳极从电解槽内吊出；
17.4)作业人员穿戴防护用具将阳极处电解室侧壁处的粘接物清除干净；
18.5)降低电解质液位，至阳极断裂面以下约200mm；
19.6)利用撬棍将浸泡在电解质内的2块断裂阳极分开，用钢筋套将靠近隔墙侧的断裂阳极套牢，利用天车将阳极吊出电解槽；
20.7)待断裂的一块阳极吊出电解槽后，作业人员利用抓渣扒和抓渣盒将已吊出阳极处阴极床上部的渣块清理干净；
21.8)将渣块清理干净后，用天车将干燥完成待安装的一块完整阳极吊装至已清理完成的阳极口处，缓慢的将阳极装进阳极安装处，阳极下降至电解室盖上露出1/3时利用阳极夹具将阳极固定在电解室盖上，拧固阳极夹具上的螺栓，防止阳极下滑；
22.9)重复权利要求6、7中所述的步骤将阳极断裂的另一块阳极吊出，并清理渣块；
23.10)将镀银铜箔、冷却水套、铁夹板和待安装的另一块完整阳极进行初步组对；
24.11)重复权利要求8中所述的步骤，将组对好的阳极吊装至已清理完成的阳极安装口处，缓慢下降，待2块阳极将下降高度位置重合时，将2块阳极合并，安装螺栓并紧固；
25.12)松开阳极夹具，将紧固完成的阳极安装至预定位置，检查安装尺寸，确认尺寸无误后密封阳极；
26.13)利用阳极软连接将电解槽阳极和阳极铝母线连接，完成新阳极的更换。
27.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
28.在电解槽阳极断裂后，与现有技术中采用的停槽休整方案不同，本技术方案通过在线更换阳极的方式，在不停槽休整的情况下，短时间内恢复阳极正常工作，阻止电解槽持续热槽，平衡了电解槽的电极电势，恢复了电解时电解质、镁、氯气的正常循环，解决了电解槽阳极断裂后电极电势平衡、热平衡、电解质、镁、氯气循环平衡破坏，电解槽电流效率不断降低，导致电解槽最终死槽的问题，此技术方案执行后能够将电解槽从濒临死槽的状态恢复正常运行状态，延长电解槽的使用寿命，提高电流效率，降低镁电解生产成本。
附图说明
29.图1是本发明提供的一种不停槽更换镁电解槽阳极的方法的流程图。
30.图2是本发明实施例2中采用本方法后电解槽周累计电流效率柱状图。
具体实施方式
31.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
32.在本技术实施例的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
33.本发明提供不停槽更换镁电解槽阳极的方法能够在镁电解槽阳极出现破损或断
裂时可以不停槽休整就可以进性阳极更换的方法，以延长电解槽的寿命和提高电流效率，有助于降低镁电解的生产成本，具有较强的应有前景。
34.下面结合附图1对本发明作详细说明。
35.实施例一：
36.一种不停槽更换镁电解槽阳极的方法，包括以下步骤：
37.步骤1：提前三天将阳极上的陶瓷棒粘接完成。
38.步骤2：陶瓷棒粘接完成后，进行烘烤阳极。
39.步骤3：阳极更换前，提前4小时在阳极铝母线和阴极铝母线处安装直流截断装置，安装完成后等待命令。
40.步骤4：对电解槽提前4小时升温，电解槽温度达到690～720℃。
41.步骤5：通过抽取的方式除去电解槽中的液镁，抽取过程中采用刮镁耙尽量将液镁刮到抽镁口，液镁抽取后不补充氯化镁。
42.步骤6：抽液镁作业完成后，将电解槽已损坏阳极周围的密封材料清除干净。
43.步骤7：利用直流电截断装置单独将通入需更换阳极的电解槽的直流电切断。
44.步骤8：电解槽已损坏阳极阳极与阳极软连接断开。
45.步骤9：通过天车将电解槽上部断裂部分阳极从电解槽内吊出。
46.步骤10：作业人员穿戴防护用具将阳极处电解室侧壁处的粘接物清除干净，防护服特征在于，耐高温、绝缘。
47.步骤11：降低电解质液位，至阳极断裂面以下约200mm。
48.步骤12：利用撬棍将浸泡在电解质内的2块断裂阳极分开，用钢筋套将靠近隔墙侧的断裂阳极套牢，利用天车将阳极吊出电解槽。
49.步骤13：待断裂的1块阳极吊出电解槽后，作业人员利用抓渣扒和抓渣盒将已吊出阳极处阴极床上部的渣块清理干净。
50.步骤14：将渣块清理干净后，用天车将干燥完成待安装的1块完整阳极吊装至已清理完成的阳极口处，缓慢的将阳极装进阳极安装处(注意电解质喷溅)，阳极下降至电解室盖上露出1/3时利用阳极夹具将阳极固定在电解室盖上，拧固阳极夹具上的螺栓，防止阳极下滑.
51.步骤15：重复步骤11、12中所述的步骤将阳极断裂的另1块阳极吊出，并清理渣块。
52.步骤16：将镀银铜箔、冷却水套、铁夹板和待安装的另1块完整阳极进行初步组对(阳极螺栓无需紧固)。
53.步骤17：重复步骤13中所述的步骤，将组对好的阳极吊装至已清理完成的阳极安装口处，缓慢下降(注意电解质喷溅)，待2块阳极将下降高度位置重合时，利用撬棍等工具将2块阳极合并，安装螺栓并紧固。
54.步骤18：松开阳极夹具，将紧固完成的阳极安装至预定位置，检查安装尺寸，确认尺寸无误后密封阳极。
55.步骤19：利用阳极软连接将电解槽阳极和阳极铝母线连接。
56.步骤20：检测阳极电压降。
57.本实施例中：选用本公司的多极性镁电解槽，6组阳极中1组完好，其余5组各断裂一块阳极，严重热槽，温度保持690℃以上，电压11.2v，电流效率29.48％，采用本发明提供
的电解槽阳极的方法，对电解槽的一组阳极更换后，热槽现象消失，温度保持660℃～670℃，电压10.2v，阳极更换技术方案完成后，持续运行8个月，累计电流效率达到50.01％。
58.实施例二：
59.步骤1：阳极更换前，提前4小时在阳极铝母线和阴极铝母线处安装直流截断装置，安装完成后等待命令。
60.步骤2：对电解槽提前2小时升温，电解槽温度达到680℃。
61.步骤3：通过抽取的方式除去电解槽中的液镁，抽取过程中采用刮镁耙尽量将液镁刮到抽镁口。
62.步骤4：液镁抽取后补充氯化镁提高液下罐压力，调整电解质液位，使之升高到电解槽“零点”以上50mm。
63.步骤5：利用直流电截断装置单独将通入需更换阳极的电解槽的直流电切断。
64.步骤6：电解槽已损坏阳极阳极与阳极软连接断开，并将其拆除。
65.步骤7：关闭直流电截断装置，恢复直流电，试运行生产。
66.步骤8：检测其余阳极的电压降及电流分布。
67.步骤9：电流槽电流效率依然持续下降时，再进行阳极更换。
68.步骤10：提前5天将阳极上的陶瓷棒粘接完成。
69.步骤11：陶瓷棒粘接完成后，放在精炼炉或电解槽上烘烤5天。
70.步骤12：对电解槽提前4小时升温，电解槽温度达到690～720℃。
71.步骤13：通过抽取的方式除去电解槽中的液镁，抽取过程中采用刮镁耙尽量将液镁刮到抽镁口，液镁抽取后不补充氯化镁。
72.步骤14：抽液镁作业完成后，将电解槽已损坏阳极周围的密封材料清除干净。
73.步骤15：利用直流电截断装置单独将通入需更换阳极的电解槽的直流电切断。
74.步骤16：通过天车将电解槽上部断裂部分阳极从电解槽内吊出。
75.步骤17：作业人员穿戴防护用具将阳极处电解室侧壁处的粘接物清除干净，防护服特征在于，耐高温、绝缘。
76.步骤18：降低电解质液位，至阳极断裂面以下约200mm。
77.步骤19：利用撬棍将浸泡在电解质内的2块断裂阳极分开，用钢筋套将靠近隔墙侧的断裂阳极套牢，利用天车将阳极吊出电解槽。
78.步骤20：待断裂的1块阳极吊出电解槽后，作业人员利用抓渣扒和抓渣盒将已吊出阳极处阴极床上部的渣块清理干净。
79.步骤21：将渣块清理干净后，用天车将干燥完成待安装的1块完整阳极吊装至已清理完成的阳极口处，缓慢的将阳极装进阳极安装处(注意电解质喷溅)，阳极下降至电解室盖上露出1/3时利用阳极夹具将阳极固定在电解室盖上，拧固阳极夹具上的螺栓，防止阳极下滑.
80.步骤22：重复步骤11、12中所述的步骤将阳极断裂的另1块阳极吊出，并清理渣块。
81.步骤23：将镀银铜箔、冷却水套、铁夹板和待安装的另1块完整阳极进行初步组对(阳极螺栓无需紧固)。
82.步骤24：重复步骤13中所述的步骤，将组对好的阳极吊装至已清理完成的阳极安装口处，缓慢下降(注意电解质喷溅)，待2块阳极将下降高度位置重合时，利用撬棍等工具
将2块阳极合并，安装螺栓并紧固。
83.步骤25：松开阳极夹具，将紧固完成的阳极安装至预定位置，检查安装尺寸，确认尺寸无误后密封阳极。
84.步骤26：利用阳极软连接将电解槽阳极和阳极铝母线连接。
85.步骤27：检测阳极电压降。
86.步骤28：电解质置换。
87.本实施例中：选用本公司的多极性镁电解槽，该台电解槽运行时间为15个月，6组阳极中4组完好，其余2组断裂，严重热槽，温度保持690℃以上，电压12.1v，电流效率45.45％，参照图2，采用本发明提供的电解槽阳极的方法，对电解槽的2组阳极更换后，热槽现象消失，温度保持660℃～670℃，电压10.9v，阳极更换技术方案完成后，持续运行5周，累计电流效率由45.45％提升至69.84％。
88.以上所述实施例仅表达了本技术的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本技术保护范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术技术方案构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。