浅谈石墨阳极片的消耗与熔盐电解槽使用寿命及产品质量关系

浅谈石墨阳极片的消耗与熔盐电解槽使用寿命及产品质量关系

王志远

江苏金石稀土有限公司 江苏徐州 221611

摘 要：石墨坩埚直接决定着稀土电解槽的使用寿命，石墨阳极片对电解槽及稀土金属产品质量产生直接影响。在稀土电解过程中，阴极在电解槽中下部，下部电解效率高，阳极下部消耗相对多，当阳极消耗到底部边缘出现圆弧或两片之间有缝隙时，致使坩埚与熔盐直接接触后，如果未及时更换阳极片，此时坩埚参与电解，导致石墨坩埚的消耗发生在其中下部较多。在实际电解操作中，石墨坩埚由于阳极片下部贴到其表面发生电化学消耗，一般在其使用到8个月左右后，中下部就会形成比较大的坑，甚至可能会耗穿，导致电解槽直接报废，还可能引起熔盐电解质的流失。根据实际稀土电解过程中石墨坩埚的消耗情况，通过优化阳极片尺寸及安装方式和更换时间，进行现场实验，通过实验数据对比分析，确定石墨电解槽有利于延长稀土电解槽的炉体寿命。

关键词：阳极片；熔盐电解炉；使用寿命；

1实 验

1.1 选型

本实验设计了1#熔盐电解炉6000A电解槽D630*H600外d410*h510，阳极片D400*H470,58小时更换阳极片，阳极片、电解槽消耗情况及产品C含量情况。

1.1 .1实验结果及分析

电压8~10V,电流4800~5500A,电解槽使用8个月后阳极片相邻处出现少许凹陷现象。

图1电解槽使用8个月 图2 阳极片使用58小时

Table 1

1.2.1 实验结果及分析

电压8~10V,电流4800~5500A,电解槽使用8个月后阳极片相邻处出现凹陷，消耗过快现象。详见图片

图3电解槽使用8个月 图4阳极片使用60小时

Table 2

1.3 选型

本实验设计了19#熔盐电解炉6000A电解槽D630*H600外d410*h510，阳极片D400*H470,62小时更换阳极片，阳极片、电解槽消耗情况及产品C含量情况。

1.3 .1实验结果及分析

电压8~10V,电流4800~5500A,电解槽使用8个月后阳极片相邻处出现少许凹陷现象。

详见图片

图5电解槽使用8个月 图6阳极片使用62小时

Table 3

1.4选型

本实验设计了21#熔盐电解炉6000A电解槽D630*H600外d410*h510，阳极片D400*H470,64小时更换阳极片，阳极片、电解槽消耗情况及产品C含量情况。

1.4 .1实验结果及分析

电压8~10V,电流4800~5500A,电解槽使用8个月后阳极片相邻处出现明显凹陷现象。

详见图片

阳极片消耗情况：图7是新阳极片质量17~17.5Kg/片，图8使用64小时后，质量为5~6Kg/片。

图7电解槽使用8个月 图8阳极片使用64小时

Table4

1.5选型

本实验设计了23#熔盐电解炉6000A电解槽D630*H600外d410*h510，阳极片D400*H470,64小时更换阳极片，阳极片、电解槽消耗情况及产品C含量情况。

1.5 .1实验结果及分析

电压8~10V,电流4800~5500A,电解槽使用8个月后阳极片相邻处出现显著凹陷现象。

详见图片

图9电解槽使用8个月 图10阳极片使用65小时

Table5

2 Table 6

稀土镨钕产量823吨;使用石墨坩埚57个； 14.4吨/坩埚；用寿命：4.5吨/月；3.2个月，即平均96天；阳极片2234组；0.365吨/组阳极片；平均1组阳极片/60.4小时，寿命延长5%，节约95套，970元/套 节约9.215万元

阳极片使用时间与稀土金属碳质量的关系

3 Table 7

结论：

1. D400Xd220X470阳极片最佳更换时间58小时，在阳极下部消耗完全遮挡石墨坩埚前更换，避免石墨坩埚参与电解，缩短使用寿命,产品合格率高大98%；

2. 最佳时间更换阳极有利于稀土金属C含量稳定。阳极片表面有碳粉，频繁更换阳极片会使熔盐C含量不稳定，石墨阳极脱落的粉末与金属的作用，会后致使稀土金属C含量不稳定。

参考文献：

［1］魏智慧，杨建壮，电解氧化镨工艺过程中石墨阳极的消耗研究.甘肃科技，2017

［2］刘中兴，徐子娟，王伟，伍永福 稀土电解槽石墨阳极的研究 有色金属（冶炼部分），2014

［3］林海 稀土电解工艺中影响石墨阳极寿命的因素分析 工业技术，2012

作者简介：王志远（1972-），男，高级工程师，技术经纪人，江苏省发明协会会员,中国有色金属技术战略联盟专家委员会委员,江苏省烧结钕铁硼稀土磁性材料工程技术研究中心主任，毕业于沈阳工业大学，长期从事稀土及永磁材料技术开发和管理工作。