本实用新型专利技术公开了一种低温电解分离硅铝合金的装置，其包括电解槽和阳极篮筐；所述电解槽的主体为碳质坩埚，所述碳质坩埚的外壁上贴合设有保温层，所述保温层外贴合设有钢制外壳，所述碳质坩埚的底部与所述保温层之间设有导电板，所述导电板的一端向外延伸至所述钢制外壳的外侧，所述碳质坩埚的内侧壁上贴合设有绝缘层，所述碳质坩埚的底部贴合设有铝板。本实用新型专利技术装置结构简单、操作容易、产量大；在低温下电解，进料和出料均是固体料，避免了高温氧化，操作过程简单且节能环保，生产成本低。
【技术实现步骤摘要】
:本技术涉一种分离硅铝合金的装置，特别是涉及一种低温电解分离硅铝合金的装置。
技术介绍
:太阳能级硅是光伏产品的主要原材料，其提纯成本和产品质量成为制约光伏产业稳步发展的重要因素。冶金法是一种低成本、低能耗的多晶硅提纯方法，其中合金精炼法是向硅中加入铝与硅形成硅铝合金熔体，再通过控制降温速度，利用杂质在初晶硅与合金熔体之间的分凝效应进行提纯。硅铝合金的制取有熔兑法、矿热还原法和熔盐电解法等，但其后如何分离硅、铝是合金精炼法提纯多晶硅技术实际应用的难点。目前，对于硅铝合金相的分离主要有酸溶、合金过滤、感应熔炼、超重力、定向凝固等方法。其中，酸洗是用酸溶出硅铝合金中铝，耗酸多，铝难以回收。消耗大量酸试剂与金属，造成环境污染、能耗增加，或者是操作温度高、设备复杂、效率低下。
技术实现思路
:本技术的目的在于提供一种结构简单、便于操作、高效的低温电解分离硅铝合金的装置。本技术以碳质坩祸底部铝板为阴极，其上方不锈钢阳极框为阳极，将待分离的硅铝合金置于篮筐中，在低温电解质中，通过固态电解使硅铝合金分离，得到初晶硅与海绵状铝，再经过进一步处理可以获得太阳能级硅和高纯铝两种产品。本技术的目的由如下技术方案实施，一种低温电解分离硅铝合金的装置，其包括电解槽和阳极篮筐，所述阳极篮筐插入所述电解槽内；所述电解槽的主体为碳质坩祸，所述碳质坩祸的外壁上贴合设有保温层，所述保温层外贴合设有钢制外壳，所述钢制外壳价格低易于加工，所述碳质坩祸的底部与所述保温层之间设有导电板，所述导电板的一端向外延伸至所述钢制外壳的外侧，所述碳质坩祸的内侧壁上贴合设有绝缘层，所述碳质坩祸的底部贴合设有铝板，选用铝板作阴极，以避免碳阴极与电解产物形成碳化物；所述阳极篮筐包括一开口向下的阳极框和开口向上的篮筐，所述阳极框的开口与所述篮筐的开口上下相对搭接成一体，所述阳极框的开口与所述篮筐的开口通过活扣连接，所述篮筐的底部为网状结构。所述阳极框为不锈钢材质阳极框，所述篮筐底部的网状结构为不锈钢丝网，不锈钢材质阳极框与不锈钢丝网耐熔盐腐蚀，且价格低廉。所述导电板为低碳钢导电板。所述绝缘层为氮化硅板或耐热温度在200°C以上的工程塑料。所述电解槽的上口端面涂有氮化硅保护层或耐火水泥保护层。所述碳质坩祸的底部一侧设有凹槽，便于收集电解产物，所述凹槽表面贴合设有所述铝板。所述碳质坩祸由石墨底板和4块石墨侧板砌成的方形坩祸或由碳砖底板和4块碳砖侧板砌成的方形坩祸。所述阳极框的顶部设有提升导电杆、惰性气体充气口、压力计、温度计和抽气口，所述提升导电杆的底端固定在所述阳极框的顶部。所述提升导电杆的顶端由电机驱动式阳极提升装置所夹持，所述提升导电杆在电机驱动式阳极提升装置驱动下可带动所述阳极篮筐上下移动。所述阳极框外侧壁上部设有耐氯气腐蚀的玻璃纤维密封层，所述阳极篮筐置于所述电解槽内，所述玻璃纤维密封层与所述电解槽开口处的内壁之间密封连接。本技术的工作原理:选用低温熔盐电解质体系，硅铝合金作为阳极进行恒电流沉积。根据热力学原理，在阳极合金的各种金属元素中，只有铝在阳极上溶解，而如硅、铁等比铝不活泼的金属元素并不溶解，仍留在合金内。在电解液迀往阴极的各种阳离子中，铝的电极电位比较正，故Al3+优先在阴极上获得电子，析出金属铝。电解后，硅以阳极泥形式存在，铝以阴极产物沉积。本技术的优点:(I)本技术装置结构简单，操作容易，而且产量大；(2)制造本技术装置所用材料选用较普通的材料即可达到生产要求，生产制造成本低；(3)在低温下电解，进料和出料均是固体料，避免了高温氧化；(4)分离硅铝合金制备初晶硅和高纯铝流程短，操作过程简单，产量大，生产效率大大提高；(5)大量节省酸试剂用量，降低材料成本，并可同时回收太阳能级多晶硅和纯度为99.3wt%?99.7wt%的铝，克服了目前酸洗工艺中耗酸量大，铝难以回收的问题；(6)本技术工艺不会对环境造成污染，节能环保。【附图说明】:图1为实施例1低温电解分离硅铝合金的装置结构示意图。图2为实施例1低温电解分离硅铝合金的装置使用状态示意图。导电板1，保温层2，石墨底板3，石墨侧板4，氮化硅板5，篮筐6，阳极框7，氮化硅保护层8，玻璃纤维密封层9，充气口 10，压力计11，提升导电杆12，温度计13，抽气口 14，电解质15，初晶硅16，海绵铝17，铝板18，钢制外壳19，凹槽20。【具体实施方式】:实施例1:一种低温电解分离硅铝合金的装置，其包括电解槽和阳极篮筐；电解槽的主体为碳质坩祸，碳质坩祸由石墨底板3和4块石墨侧板4砌成的方形坩祸，或者碳质坩祸由碳砖底板和4块碳砖侧板砌成的方形坩祸。碳质坩祸的外壁上贴合设有保温层2，保温层2外贴合设有钢制外壳19，钢制外壳19价格低易于加工，电解槽的上口端面涂有氮化硅保护层8，氮化硅保护层8还可以用耐火水泥保护层代替。碳质坩祸的底部与保温层2之间设有导电板I，导电板I的一端向外延伸至钢制外壳19的外侧，导电板I为低碳钢导电板。碳质坩祸的内侧壁上贴合设有氮化硅板5，氮化硅板5还可以用耐热温度在200°C以上的工程塑料代替。碳质坩祸的底部贴合设有铝板18，选用铝板18作阴极，以避免碳阴极与电解产物形成碳化物；碳质坩祸的底部一侧设有凹槽20，便于收集电解产物，凹槽20表面贴合设有铝板18。阳极篮筐包括一开口向下的阳极框7和开口向上的篮筐6，阳极框7的开口与篮筐6的开口上下相对搭接成一体，阳极框7的开口与篮筐6的开口通过活扣连接，阳极框7为不锈钢材质阳极框，篮筐6的底部为不锈钢丝网，不锈钢材质阳极框与不锈钢丝网耐熔盐腐蚀，且价格低廉。阳极框7的顶部设有提升导电杆12、惰性气体充气口 10、压力计11、温度计13和抽气口 14，提升导电杆12的底端固定在阳极框7的顶部。提升导电杆12的顶端由电机驱动式阳极提升装置所夹持，提升导电杆在电机驱动式阳极提升装置驱动下可带动阳极篮筐上下移动；阳极框7外侧壁上部设有耐氯气腐蚀的玻璃纤维密封层9，阳极篮筐置于电解槽内，玻璃纤维密封层9与电解槽开口处的内壁之间密封连接。本技术以碳质坩祸底部铝板18为阴极，其上方不锈钢阳极框7为阳极，将待分离的硅铝合金置于篮筐6中，在低温电解质15中，通过固态电解使硅铝合金分离，得到初晶硅16与海绵铝17，再经过进一步处理可以获得太阳能级硅和高纯铝两种产品。【主权项】1.一种低温电解分离硅铝合金的装置，其特征在于:其包括电解槽和阳极篮筐，所述阳极篮筐插入所述电解槽内；所述电解槽的主体为碳质坩祸，所述碳质坩祸的外壁上贴合设有保温层，所述保温层外贴合设有钢制外壳，所述碳质坩祸的底部与所述保温层之间设有导电板，所述导电板的一端向外延伸至所述钢制外壳的外侧，所述碳质坩祸的内侧壁上贴合设有绝缘层，所述碳质坩祸的底部贴合设有铝板； 所述阳极篮筐包括一开口向下的阳极框和开口向上的篮筐，所述阳极框的开口与所述篮筐的开口上下相对搭接成一体，所述阳极框的开口与所述篮筐的开口通过活扣连接，所述篮筐的底部为网状结构。2.根据权利要求1所述的一种低温电解分离硅铝合金的装置，其特征在于:所述阳极框为不锈钢材质阳极框，所述篮筐底部的网状结构为不锈钢丝网。3.根据权利要求1所述的一种低温电解分离硅铝合金的装置，其本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种低温电解分离硅铝合金的装置，其特征在于：其包括电解槽和阳极篮筐，所述阳极篮筐插入所述电解槽内；所述电解槽的主体为碳质坩埚，所述碳质坩埚的外壁上贴合设有保温层，所述保温层外贴合设有钢制外壳，所述碳质坩埚的底部与所述保温层之间设有导电板，所述导电板的一端向外延伸至所述钢制外壳的外侧，所述碳质坩埚的内侧壁上贴合设有绝缘层，所述碳质坩埚的底部贴合设有铝板；所述阳极篮筐包括一开口向下的阳极框和开口向上的篮筐，所述阳极框的开口与所述篮筐的开口上下相对搭接成一体，所述阳极框的开口与所述篮筐的开口通过活扣连接，所述篮筐的底部为网状结构。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：石富，
申请(专利权)人：内蒙古机电职业技术学院，
类型：新型
国别省市：内蒙古;15
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