用於延長石墨電極使用壽命的控制方法及其石墨電極與流程

2023-09-19 00:54:25

本發明涉及一種控制方法，尤其是涉及一種用於延長石墨電極使用壽命的控制方法，屬於冶金生產工藝及設備設計製造技術領域。本發明涉及一種用於所述控制方法的石墨電極。

背景技術：

鎂電解是海綿鈦生產過程建立鎂氯循環的核心工藝，當前比較盛行的是多極槽技術，流水線鎂電解技術因對原料要求相對較低，使其能與多極槽技術相媲美，在鎂電解工藝中仍具有競爭力和吸引力。流水線鎂電解技術將多臺無隔板電解槽、精煉槽、電解質成分調節槽和鎂-電解質分離槽相連，形成流水線電解槽，在電解質成分調節槽進行集中加料，通過安裝在鎂-電解質分離槽的氣壓泵帶動形成整個體系的物料和能流，將鎂帶至鎂-電解質分離槽，集中實現鎂-電解質分離。

流水線鎂電解技術的流水線電解槽採用陽極下插式電解槽，其石墨電極固定在電解槽底，使用壽命可達到24個月。電解質成分調節槽和精煉槽採用陽極上插式電解槽，其石墨電極懸掛在電解槽蓋上，由於受到空氣的氧化，在電解質和空氣的界面處經常出現變細斷裂，使用壽命最長只能達到3個月，從而使生產過程中經常因石墨電極斷裂、更換而停產檢修，這不僅嚴重降低生產效率，而且在更換電極的過程中，由於電解質不能及時得到淨化，且在更換過程中帶入的雜質，嚴重影響電解系統的正常運行。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題是：提供一種能有效提高生產效率、明顯降低石墨電極更換維修頻率的用於延長石墨電極使用壽命的控制方法，本發明還提供一種用於所述製造方法的石墨電極。

為解決上述技術問題所採用的技術方案是：一種用於延長石墨電極使用壽命的控制方法，所述的控制方法通過降低石墨電極在氣液分界處的溫度，並在石墨電極的該氣液分界處上形成保護層以降低所述石墨電極高溫氧化速度來延長所述石墨電極的使用壽命。

進一步的是，所述的控制方法通過向氣液分界處的石墨電極連續的輸入低溫惰性氣體來降低並持續保持石墨電極在該氣液分界處的低溫狀態。

上述方案的優選方式是，所述的惰性氣體為0.03～0.05MPa的低溫氬氣。

進一步的是，所述的低溫氬氣從所述石墨電極沿軸向延伸至氣液分界處的冷媒輸送通道輸送到該石墨電極的氣液分界處。

上述方案的優選方式是，通過輸入低溫惰性氣體將石墨電極在氣液分界處的溫度保持在390-410℃。

進一步的是，所述的保護層為電解質結晶保護層。

進一步的是，所述電解質結晶保護層是由氯化鉀、氯化鈉和氯化鎂組成。

一種用於所述控制方法的石墨電極，在所述石墨電極的上端設置有冷媒輸入結構。

上述方案的優選方式是，所述的冷媒輸入結構為沿軸向設置在所述石墨電極上端的冷媒輸送通道。

進一步的是，所述冷媒輸送通道的底部位於氣液分界處以下至少140㎜，所述冷媒輸送通道的冷媒輸入口位於氣液分界處的上方，所述冷媒輸送通道的壁厚不低於28㎜。

本發明的有益效果是：本申請通過在所述石墨電極的上端設置一個冷媒輸入結構，然後以所述的冷發媒輸入結構為基礎，不停的向所述石墨電極的氣液分界處輸入低溫冷媒來降低該石墨電極在所述氣液分界處的溫度。這樣，由於在氣液分界處的溫度較低，並可以在所述石墨電極的該氣液分界處形成一層保護層，達到既降低石墨電極在氣液分界處的溫度，以降低氧化速度，又由於有保護層的存在進一步降低石墨電極在氣液分界處的氧化速度的目的。由於石墨電極在氣液分界處的氧化速度比現有的氧化速度明顯降低，從而可以在有效的延長所述石墨電極的使用壽命。當石墨電極的使用壽命延長以後，停產更換維修石墨電極的次數便可以明顯的減小，進而達到有效提高生產效率，保證電解系統的正常運行的目的。

附圖說明

圖1為本發明涉及到的石墨電極的結構及其布置示意圖。

圖中標記為：石墨電極1、氣液分界處2、保護層3、冷媒輸送通道4。

具體實施方式

如圖1所示是本發明提供的一種能有效提高生產效率、明顯降低石墨電極更換維修頻率的用於延長石墨電極使用壽命的控制方法，及其用於所述製造方法的石墨電極。所述的控制方法通過降低石墨電極1在氣液分界處2的溫度，並在石墨電極1的該氣液分界處2上形成保護層3以降低所述石墨電極1高溫氧化速度來延長所述石墨電極1的使用壽命；在所述石墨電極1的上端設置有冷媒輸入結構。本申請通過在所述石墨電極1的上端設置一個冷媒輸入結構，然後以所述的冷發媒輸入結構為基礎，不停的向所述石墨電極1的氣液分界處2輸入低溫冷媒來降低該石墨電極1在所述氣液分界處2的溫度。這樣，由於在氣液分界處2的溫度較低，並可以在所述石墨電極1的該氣液分界處2形成一層保護層3，達到既降低石墨電極1在氣液分界處2的溫度，以降低氧化速度，又由於有保護層3的存在進一步降低石墨電極1在氣液分界處2的氧化速度的目的。由於石墨電極1在氣液分界處2的氧化速度比現有的氧化速度明顯降低，從而可以在有效的延長所述石墨電極1的使用壽命。當石墨電極1的使用壽命延長以後，停產更換維修石墨電極1的次數便可以明顯的減小，進而達到有效提高生產效率，保證電解系統的正常運行的目的。

上述實施方式中，所述的控制方法通過向氣液分界處2的石墨電極1連續的輸入低溫惰性氣體來降低並持續保持石墨電極1在該氣液分界處2的低溫狀態。此時，所述的惰性氣體優選為0.03～0.05MPa的低溫氬氣。為了方便所述的低溫氬氣對所述石墨電極1在其氣液分界處2的最佳降低，同時又方便所述低溫氬氣的輸入，本申請將所述的冷媒輸入結構設置為沿軸向設置在所述石墨電極1上端的冷媒輸送通道4；並且使所述冷媒輸送通道4的底部位於氣液分界處2以下至少140㎜，所述冷媒輸送通道4的冷媒輸入口位於氣液分界處2的上方。這樣，所述的低溫氬氣便可以從所述石墨電極2沿軸向延伸至氣液分界處2的冷媒輸送通道4輸送到該石墨電極1的氣液分界處2，使通過輸入的低溫惰性氣體將石墨電極1在氣液分界處2的溫度保持在390-410℃。這樣，介質中的氧化鎂便可以快速有效的在所述的石墨電極1的氣液分界處2生產在所述的保護層3。現結合本申請所述的石墨電極1必須具有較強的導電功能的特點，所述冷媒輸送通道4的壁厚一般不低於28㎜。