一种稀土金属电解系统的制作方法

本发明属于稀土金属电解的，具体的说，涉及一种稀土金属电解系统。

背景技术：

1、目前，在对稀土金属进行提纯或者分离时，一般采用熔盐电解法来实现。此种方法是把稀土氯化物等稀土化合物进行加热，使之形成熔融状态，并且使得熔融状态的稀土化合物内插入阴极和阳极，之后对阴极和阳极通电，使得熔融状态的稀土化合物被电解，稀土金属逐渐地在阴极处析出，氯气等气体在阳极析出。常用的电解设备为电解炉，然而现有的电解炉加热稀土化合物的效率较低，而且在电解完毕后，需要将电解炉的上端盖打开，通过取料勺或者抓斗将液态的稀土金属取出，之后转移至浇铸模具内，使得稀土金属凝固并形成铸块。然而，在打开电解炉后，空气中的氧气会与稀土金属反应，使得电解炉内的液面上形成一层氧化皮，如不对氧化皮进行处理的话，会造成所提取的稀土金属纯度降低的情况出现。进而需要将氧化皮进行清除，然而，在高温下，氧化皮的清除较为困难，而且氧化皮去除后，稀土金属的氧化还会继续发生，使得氧化皮持续不断地滋生，因此无法得到纯度极高的稀土金属，而且由于氧化皮的持续产生，会降低稀土金属的产出量。

技术实现思路

1、本发明提供一种稀土金属电解系统，用以提高稀土金属的产出效率及产出量，提高稀土金属的纯度，并避免稀土金属与氧气接触而产生氧化皮的情况。

2、为实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、一种稀土金属电解系统，包括并排设置的多个封闭式电解炉，这些封闭式电解炉的进料口均与物料箱连通，于各所述封闭式电解炉的出料口连接有浇铸机构，于所述浇铸机构的下方设置有链板式铸模机构；于所述封闭式电解炉的进口处转动连接有均布料组件，且均布料组件被驱动而将物料箱内的物料均布于相对应的封闭式电解炉内，于封闭式电解炉的出料口处转动连接有启闭组件，且启闭组件被驱动而间歇地启闭封闭式电解炉的出料口。

4、进一步地，所述封闭式电解炉包括固定安装于机架上的炉体，于炉体的炉膛内同心安装有径向长度不同的多个阴极筒，且这些阴极筒的下端固定安装于炉体的底壁上；于所述炉体的上端固定连接有装配座，于所述装配座上同心安装有径向长度不同的多个阳极筒，这些阳极筒的下端伸入炉膛内，且所述多个阴极筒和多个阳极筒自内而外依次交替套装设置。

5、进一步地，所述阴极筒包括沿炉体的轴线螺旋延伸的电加热丝，于所述电加热丝外包覆有石墨层，电加热丝连接有第一正导电极和第一负导电极；所述阳极筒包括由钛金属制成的筒状结构，于装配座的中心处固定安装有阳极棒，所述阳极棒伸入至炉膛内，且阳极棒及各阳极筒连接有第二正导电极和第二负导电极。

6、进一步地，于各所述阴极筒和各阳极筒的周壁上分别开设有多个导流孔。

7、进一步地，所述均布料组件包括口径沿竖直方向向上渐缩的固定罩，所述固定罩的大径端与装配座的外沿固定连接，固定罩的小径端转动连接有导料管，所述导料管的下端伸至固定罩与装配座之间，且于导料管的下端构造有布料孔罩，所述布料孔罩的口径沿竖直方向向上渐缩，布料孔罩的大径端伸至固定罩的大径端处并与固定罩转动连接，布料孔罩与固定罩之间形成布料腔。

8、进一步地，所述导料管的上端构造有进料斗，于进料斗的上端固定连接有上端盖，所述上端盖转动连通有第一弯管，所述第一弯管与物料箱上的出料接头连通，于第一弯管上安装有进料控制阀；于所述导料管外同轴装配有第一链轮，所述第一链轮与第一传动链条传动连接。

9、进一步地，于所述导料管外沿其周向均匀地开设有多个排气口，于导料管外转动套装有转接套，所述排气口位于转接套内，且转接套通过构造于其上的导气管与排气接头连通，所述排气接头构造于排气总管上，于导气管上安装有排气控制阀。

10、进一步地，于所述炉体的下端外部设置有排渣管，所述排渣管的进口与炉膛底部连通，排渣管的出口与集渣箱，于排渣管上安装有排渣阀。

11、进一步地，于所述布料孔罩靠近固定罩的一端端面上构造有多个斜向导料叶片，这些斜向导料叶片沿布料孔罩的周向均匀设置，且斜向导料叶片位于布料腔内。

12、进一步地，所述启闭组件包括构造于炉体底部并与炉体轴线重合的装配套，于所述装配套的上端沿其周向均匀地开设有多个第一连通口，装配套经第一连通口与炉膛连通；于所述装配套内同轴装配有过滤筒，于所述过滤筒的上端沿其周向均匀地开设有多个第二连通口，当第一连通口与第二连通口完全错开时，过滤筒与炉膛隔断，当第一连通口与第二连通口导通时，过滤筒与炉膛连通；于过滤筒的下端构造有转动盖，所述转动盖转动连接于装配套的下端，于转动盖的下端同轴构造有连接轴，于所述连接轴上同轴装配有第二链轮，所述第二链轮与第二传动链条传动连接；于装配套上构造有出液管，所述出液管经第二弯管与浇铸机构连通，于出液管上安装有出液控制阀。

13、本发明由于采用了上述的结构，其与现有技术相比，所取得的技术进步在于：本发明通过物料箱将物料（稀土氯化物）供应给各个封闭式电解炉，并通过驱动均布料组件在封闭式电解炉上端转动，使得物料快速并均匀地进入到封闭式电解炉内，之后封闭式电解炉对其内的物料进行加热，使得物料熔化并转变为熔融状态，然后对熔融状态的物料进行电解，电解所产生的气体由均布料组件处排出并被收集，进而避免污染环境的情况发生。当电解完毕后，控制启闭组件间歇动作，同时控制链板式铸模机构沿封闭式电解炉的排列方向运动，析出的液态稀土金属进入到浇铸机构内，然后再由浇铸机构均匀地供应给链板式铸模机构，这样，使得液态稀土金属在链板式铸模机构内凝固成型，最后将成型后的铸块取出；由此可知，本发明在整个过程中稀土金属均不与空气接触（除浇铸过程），这样避免在浇铸前出现氧化皮的情况，而且本发明通过浇铸机构进行浇铸时，由于液态稀土金属进入链板式铸模机构的速度较快，稀土金属还未来得及氧化，这样，氧化皮仅会形成在链板式铸模机构的上端进液口液面处，而且该氧化皮不会掺杂在铸块内部，相比现有的电解炉内产生氧化皮及铸块上产生氧化皮来说，本发明能够大大降低氧化皮的产生量，提高了低稀土金属的产出量，而且铸块上的氧化皮不会掺杂在其内，使得所得到的铸块的纯度得到较大的提升，而且由于稀土金属在凝固的过程中会发生偏析的现象，进而使得铸块的纯度自外而内逐渐增加。本发明由于采用多个封闭式电解炉进行同步电解，使得电解效率得到大幅度的提升，从而提高了生产效率；综上可知，本发明能够有效地提高稀土金属的产出效率及产出量，提高了稀土金属的纯度，并且避免了稀土金属与氧气接触而产生氧化皮的情况。

技术特征：

1.一种稀土金属电解系统，其特征在于：包括并排设置的多个封闭式电解炉，这些封闭式电解炉的进料口均与物料箱连通，于各所述封闭式电解炉的出料口连接有浇铸机构，于所述浇铸机构的下方设置有链板式铸模机构；于所述封闭式电解炉的进口处转动连接有均布料组件，且均布料组件被驱动而将物料箱内的物料均布于相对应的封闭式电解炉内，于封闭式电解炉的出料口处转动连接有启闭组件，且启闭组件被驱动而间歇地启闭封闭式电解炉的出料口。

2.根据权利要求1所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：所述封闭式电解炉包括固定安装于机架上的炉体，于炉体的炉膛内同心安装有径向长度不同的多个阴极筒，且这些阴极筒的下端固定安装于炉体的底壁上；于所述炉体的上端固定连接有装配座，于所述装配座上同心安装有径向长度不同的多个阳极筒，这些阳极筒的下端伸入炉膛内，且所述多个阴极筒和多个阳极筒自内而外依次交替套装设置。

3.根据权利要求2所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：所述阴极筒包括沿炉体的轴线螺旋延伸的电加热丝，于所述电加热丝外包覆有石墨层，电加热丝连接有第一正导电极和第一负导电极；所述阳极筒包括由钛金属制成的筒状结构，于装配座的中心处固定安装有阳极棒，所述阳极棒伸入至炉膛内，且阳极棒及各阳极筒连接有第二正导电极和第二负导电极。

4.根据权利要求2所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：于各所述阴极筒和各阳极筒的周壁上分别开设有多个导流孔。

5.根据权利要求2所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：所述均布料组件包括口径沿竖直方向向上渐缩的固定罩，所述固定罩的大径端与装配座的外沿固定连接，固定罩的小径端转动连接有导料管，所述导料管的下端伸至固定罩与装配座之间，且于导料管的下端构造有布料孔罩，所述布料孔罩的口径沿竖直方向向上渐缩，布料孔罩的大径端伸至固定罩的大径端处并与固定罩转动连接，布料孔罩与固定罩之间形成布料腔。

6.根据权利要求5所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：所述导料管的上端构造有进料斗，于进料斗的上端固定连接有上端盖，所述上端盖转动连通有第一弯管，所述第一弯管与物料箱上的出料接头连通，于第一弯管上安装有进料控制阀；于所述导料管外同轴装配有第一链轮，所述第一链轮与第一传动链条传动连接。

7.根据权利要求6所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：于所述导料管外沿其周向均匀地开设有多个排气口，于导料管外转动套装有转接套，所述排气口位于转接套内，且转接套通过构造于其上的导气管与排气接头连通，所述排气接头构造于排气总管上，于导气管上安装有排气控制阀。

8.根据权利要求7所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：于所述炉体的下端外部设置有排渣管，所述排渣管的进口与炉膛底部连通，排渣管的出口与集渣箱，于排渣管上安装有排渣阀。

9.根据权利要求5所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：于所述布料孔罩靠近固定罩的一端端面上构造有多个斜向导料叶片，这些斜向导料叶片沿布料孔罩的周向均匀设置，且斜向导料叶片位于布料腔内。

10.根据权利要求2所述的一种稀土金属电解系统，其特征在于：所述启闭组件包括构造于炉体底部并与炉体轴线重合的装配套，于所述装配套的上端沿其周向均匀地开设有多个第一连通口，装配套经第一连通口与炉膛连通；于所述装配套内同轴装配有过滤筒，于所述过滤筒的上端沿其周向均匀地开设有多个第二连通口，当第一连通口与第二连通口完全错开时，过滤筒与炉膛隔断，当第一连通口与第二连通口导通时，过滤筒与炉膛连通；于过滤筒的下端构造有转动盖，所述转动盖转动连接于装配套的下端，于转动盖的下端同轴构造有连接轴，于所述连接轴上同轴装配有第二链轮，所述第二链轮与第二传动链条传动连接；于装配套上构造有出液管，所述出液管经第二弯管与浇铸机构连通，于出液管上安装有出液控制阀。

技术总结
本发明公开了一种稀土金属电解系统，包括并排设置的多个封闭式电解炉，这些封闭式电解炉的进料口均与物料箱连通，于各所述封闭式电解炉的出料口连接有浇铸机构，于所述浇铸机构的下方设置有链板式铸模机构；于所述封闭式电解炉的进口处转动连接有均布料组件，且均布料组件被驱动而将物料箱内的物料均布于相对应的封闭式电解炉内，于封闭式电解炉的出料口处转动连接有启闭组件，且启闭组件被驱动而间歇地启闭封闭式电解炉的出料口。本发明能够有效地提高稀土金属的产出效率及产出量，提高了稀土金属的纯度，并且避免了稀土金属与氧气接触而产生氧化皮的情况。本发明适用于稀土金属提取中稀土金属化合物电解的技术领域。

技术研发人员：吴伊凡,张鑫,李博文,张宝军
受保护的技术使用者：包头市吉乾稀土新材料有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1