一种非接触强化电解槽内电解质运动的装置及方法

摘要

本发明公开了一种非接触强化电解槽内电解质运动的装置及方法，该装置包括：环形隔热空腔、若干绕制线圈和直流电源；其中，所述环形隔热空腔能套设在电解槽外周；所述若干绕制线圈轴向竖直设置在所述环形隔热空腔内，包围住所述电解槽，各绕制线圈相互独立，并分别与所述直流电源电气连接，能在接通直流电后在所述电解槽内产生强化电解槽内电解质运动的直流磁场。其方法是利用上插阴极稀土电解槽内通过电解质的电流方向从四周向中心阴极汇拢，在外加磁场的条件下，电解质将受到洛伦兹力的影响，获得额外运动动力，从而强化其运动能力。电磁强化上插阴极稀土电解槽内电解质运动的装置整体结构不复杂，操作方便。

权利要求

1.一种非接触强化电解槽内电解质运动的装置，其特征在于，包括：环形隔热空腔、若干绕制线圈和直流电源；其中，所述环形隔热空腔能套设在电解槽外周；

所述若干绕制线圈轴向竖直设置在所述环形隔热空腔内，包围住所述电解槽，各绕制线圈相互独立，并分别与所述直流电源电气连接，能在接通直流电后在所述电解槽内产生强化电解槽内电解质运动的直流磁场；

各绕制线圈为采用多层密绕的绕制方式将漆包线多层绕制在线圈龙骨的圆柱表面；

各绕制线圈的方向满足：若所有绕制线圈同时接通方向一致的直流电，能在所述电解槽的所有区域产生方向一致的直流磁场；

若各绕制线圈接通方向不一致的直流电，能在所述电解槽的多个区域产生方向相反的直流磁场。

2.根据权利要求1所述的强化电解槽内电解质运动的装置，其特征在于，所述环形隔热空腔采用带卡扣的环形隔热空腔。

3.一种强化电解槽内电解质运动的方法，其特征在于，采用权利要求1至2任一项所述的强化电解槽内电解质运动的装置，包括：将所述强化电解槽内电解质运动的装置设置在电解槽外面；

对所述强化电解槽内电解质运动的装置的各绕制线圈接通直流电，在所述电解槽内产生直流磁场，在所述直流磁场的作用下使作为磁流体的电解质产生洛伦兹力，由洛伦兹力使电解质获得切向运动速度，同时叠加阳极气泡搅动电解质的上升浮力，强化电解质运动；

若所有绕制线圈同时接通方向一致的直流电，在所述电解槽的所有区域产生方向一致的直流磁场；

若各绕制线圈接通方向不一致的直流电，在所述电解槽的多个区域产生方向相反的直流磁场。

说明书

一种非接触强化电解槽内电解质运动的装置及方法

技术领域

[0001] 本发明涉及稀土电解冶金领域，尤其涉及一种适用于上插阴极稀土电解槽的非接触强化电解槽内电解质运动的装置及方法。

背景技术

[0002] 目前，上插阴极稀土电解槽正常工作温度一般在700至1000摄氏度左右(不同的熔盐体系导致电解工艺温度不同)。在该温度区间内，电解质处于熔融状态，并且离解成可自
由移动的阴阳离子。外部加入的原料粉末可溶解在高温电解质中，电解质同时作为原料溶
解的载体和电流通过的载体。

[0003] 目前，稀土电解槽内电解质的运动动力主要来自阳极产生的气泡搅动。但是，气泡搅动电解质提供的动力有限，且气泡只存在阳极区域，槽内阳极以下的电解质基本不受气
泡运动的影响，基本处于稳定的层流状态，故未溶解的原料很容易沉积在电解槽底部。为了
减少原料沉底带来的不良影响，作业人员必须使用搅棍对电解质进行间歇性人工搅拌。

[0004] 但现有靠作业人员间歇性用搅棍搅拌电解质的方式，不仅存在搅拌的均匀性差，并存在高温和刺激性气体环境下对作业人员的安全及健康造成重大不利影响的问题。

发明内容

[0005] 基于现有技术所存在的问题，本发明提供了一种强化电解槽内电解质运动的装置及方法，能解决现有采用作业人员间歇性人工搅拌稀土电解槽内的电解质，存在搅拌不均
匀以及高温和刺激性气体环境下对作业人员的安全及健康造成重大不利影响的问题。

[0006] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0007] 本发明实施方式提供一种非接触强化电解槽内电解质运动的装置，包括：

[0008] 环形隔热空腔、若干绕制线圈和直流电源；其中，

[0009] 所述环形隔热空腔能套设在电解槽外周；

[0010] 所述若干绕制线圈轴向竖直设置在所述环形隔热空腔内，包围住所述电解槽，各绕制线圈相互独立，并分别与所述直流电源电气连接，能在接通直流电后在所述电解槽内
产生强化电解槽内电解质运动的直流磁场。

[0011] 本发明实施方式还提供一种强化电解槽内电解质运动的方法，采用本发明所述的强化电解槽内电解质运动的装置，包括：

[0012] 将所述强化电解槽内电解质运动的装置设置在电解槽外面；

[0013] 对所述强化电解槽内电解质运动的装置的各绕制线圈接通直流电，在所述电解槽内产生直流磁场，在所述直流磁场的作用下使作为磁流体的电解质产生洛伦兹力，由洛伦
兹力使电解质获得切向运动速度，同时叠加阳极气泡搅动电解质的上升浮力，强化电解质
运动。

[0014] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的非接触强化电解槽内电解质运动的装置，其有益效果为：

[0015] 通过在电解槽外周设置内置若干绕制线圈的环形隔热空腔，通过对绕制线圈接通直流电，对在电解槽内产生直流磁场，这样在电解槽工作时，电流从周围环形布置的阳极流
向槽中心的阴极，电解质作为电流通过的载体在磁场的作用下会产生洛伦兹力，额外获得
切向运动速度，同时叠加阳极气泡搅动电解质的上升浮力，达到强化电解质运动的目的。该
装置及方法可以非接触地对上插阴极稀土电解槽内的电解质提供多个方向的动力，强化电
解质在槽内充分搅拌，避免原料沉底浪费，并且可以随时启停，方便地间歇性或持续性地增
强电解质运动。很好的解决了现有采用作业人员间歇性人工搅拌稀土电解槽内的电解质，
存在搅拌不均匀以及高温和刺激性气体环境下对作业人员的安全及健康造成重大不利影
响的问题。

附图说明

[0016] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本
领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他
附图。

[0017] 图1为本发明实施例提供的强化电解槽内电解质运动的装置的结构示意图；

[0018] 图2为本发明实施例提供的强化电解槽内电解质运动的方法的示意图；

[0019] 图3为本发明另一实施例提供的强化电解槽内电解质运动的方法的示意图；

[0020] 图4为本发明另一实施例提供的强化电解槽内电解质运动的装置的结构示意图；

[0021] 图5为本发明又一实施例提供的强化电解槽内电解质运动的方法的示意图；

[0022] 图中各标记对应的部件名称为：1‑电解槽；2.阳极；3.阴极；4‑电解质；5‑隔热空腔； 6‑线圈；7‑直流电源。

具体实施方式

[0023] 下面结合本发明的具体内容，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明
的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，
都属于本发明的保护范围。

[0024] 参见图1，本发明实施例提供一种非接触强化电解槽内电解质运动的装置，包括：

[0025] 环形隔热空腔、若干绕制线圈和直流电源；其中，

[0026] 所述环形隔热空腔能套设在电解槽外周；

[0027] 所述若干绕制线圈轴向竖直设置在所述环形隔热空腔内，包围住所述电解槽，各绕制线圈相互独立，并分别与所述直流电源电气连接，能在接通直流电后在所述电解槽内
产生强化电解槽内电解质运动的直流磁场。

[0028] 上述装置中，各绕制线圈采用多层密绕的绕制方式，将漆包线多层绕制在线圈龙骨的圆柱表面；

[0029] 各绕制线圈的绕制方向满足：若所有绕制线圈同时接通方向一致的直流电，能在所述电解槽的所有区域产生方向一致的直流磁场；若个绕制线圈接通方向不一致的直流
电，能在所述电解槽的多个区域产生方向相反的直流磁场。

[0030] 上述装置中，所述环形隔热空腔采用带卡扣的环形隔热空腔。卡扣可使环形隔热空腔方便地打开和关闭。

[0031] 参见图2，本发明实施例还提供一种强化电解槽内电解质运动的方法，采用上述的强化电解槽内电解质运动的装置，包括：

[0032] 将所述强化电解槽内电解质运动的装置设置在电解槽外面；

[0033] 对所述强化电解槽内电解质运动的装置的绕制线圈接通直流电，在所述电解槽内产生直流磁场，在所述直流磁场的作用下使作为磁流体的电解质产生洛伦兹力，由洛伦兹
力使电解质获得切向运动速度，同时叠加阳极气泡搅动电解质的上升浮力，强化电解质运
动。

[0034] 上述方法中，若所有绕制线圈同时接通方向一致的直流电，在所述电解槽的所有区域产生方向一致的直流磁场；

[0035] 若各绕制线圈同时接通方向一致的直流电，在所述电解槽的多个区域产生方向相反的直流磁场。

[0036] 本发明的装置，能以非接触方式增强电解质运动的动力，增强上插阴极稀土电解槽内电解质的运动效果，提高电解质运动速度，杜绝原料沉底现象，并且该装置可以随时开
启和关闭，完全按照工艺设定的要求间歇性或持续性的搅拌电解质，搅拌的均匀性好，很好
解决人工搅拌对操作人员身体造成不利影响的问题。

[0037] 下面对本发明实施例具体作进一步地详细描述。

[0038] 实施例1：

[0039] 本实施例1提供一种非接触强化电解槽内电解质运动的装置，如图1所示，阳极2成环形筒状布置在稀土电解槽1内部，中间为上插阴极3，阳极、阴极之间为通电的电解质。在
电解槽1外周套设有环形隔热空腔5，环形隔热空腔5内设有与直流电源7连接的绕制线圈6。
当稀土电解槽1通电工作时，电流通过电解质4从四周的阳极2汇入中央阴极3，环形隔热空
腔5内绕制线圈6接通直流电，若绕制线圈6产生竖直向下的直流磁场，电解质将受到水平方
向的切向洛伦兹力，该洛伦兹力导致电解质整体上做顺时针旋转，达到强化电解质运动的
目的(参见图2)；若绕制线圈6产生竖直向上的直流磁场，则电解质会受到一个平行于电解
质液面的切向洛伦兹力，电解质整体开始做旋转运动(参见图3)。

[0040] 实施例2：

[0041] 图4示意了本实施例2的非接触强化电解槽内电解质运动的装置，当稀土电解槽1通电工作时，电流通过电解质4从四周的阳极2汇入中央阴极3，环形隔热空腔5内绕制线圈6
连接直流电源7。这种绕制线圈6接通直流电后，能在稀土电解槽1的剖面上一半产生竖直向
上的直流磁场，另外一半产生竖直向下的直流磁场，使得稀土电解槽1内一半电解质会受到
逆时针的切向洛伦兹力，另一半电解质受到顺时针的切向洛伦兹力。考虑到气泡浮力对电
解质施加上升扰动，则电解质运动轨迹类似螺旋上升曲线，该装置大大强化了电解质的运
动，减少了原料沉底。

[0042] 图5为本实施例2中电解质运动方向，各区域电解质具有不同的流动方向，开始对冲循环运动。

[0043] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，
都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范
围为准。