本發(fā)明涉及一種鋁的精煉，具體地說(shuō)是一種電解精煉制備高純鋁的方法及電解槽，特別是涉及一種電解質(zhì)體系簡(jiǎn)化的電解精煉制備高純鋁的方法及電解槽。

背景技術(shù)：
電解鋁就是通過(guò)電解得到的鋁?，F(xiàn)代電解鋁工業(yè)生產(chǎn)采用冰晶石-氧化鋁融鹽電解法。熔融冰晶石是溶劑，氧化鋁作為溶質(zhì)，以碳素體作為陽(yáng)極，鋁液作為陰極，通入強(qiáng)大的直流電后，在950℃～970℃下，在電解槽內(nèi)的兩極上進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)，既電解。隨著國(guó)內(nèi)外電子工業(yè)的迅猛發(fā)展和Al加工技術(shù)水平的提高，對(duì)精鋁生產(chǎn)發(fā)展和技術(shù)水平的要求也上了一個(gè)臺(tái)階。現(xiàn)行的Hall-Heroult法制造的電解鋁（原鋁）純度為99﹪～99.85﹪，而精鋁是指普通電解鋁經(jīng)過(guò)一定生產(chǎn)工藝提純到Al含量達(dá)99.9﹪～99.999﹪的金屬鋁，它具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、反光性、抗腐蝕性和優(yōu)異的低溫性能，被廣泛地運(yùn)用于電子、軍工、航天、航空和輕工業(yè)等領(lǐng)域。目前，高純鋁的生產(chǎn)主要運(yùn)用三層液電解槽，包括由鋼殼、保溫料、鎂磚組成的槽體，槽體上由鎂磚形成原料(普鋁)入口，由陽(yáng)極和陽(yáng)極導(dǎo)體、陰極和陰極導(dǎo)體組成的導(dǎo)電系統(tǒng)；電解時(shí)，電解槽中有三層液體，底層為陽(yáng)極和陽(yáng)極導(dǎo)體，陽(yáng)極導(dǎo)體由待精煉的原鋁和加重劑Cu組成，中間層為電解質(zhì)，密度介于陽(yáng)極合金和鋁之間，上層為精煉所得的高純鋁和陰極。由于電解時(shí)石墨陰極和高純鋁是浮于電解質(zhì)表面的，需要盡量降低電解質(zhì)的初晶點(diǎn)，而降低電解質(zhì)初晶點(diǎn)的同時(shí)要保證電解質(zhì)密度的穩(wěn)定，這對(duì)電解質(zhì)的選擇提出了很高的要求。此外，陽(yáng)極導(dǎo)體Cu-Al合金在精煉過(guò)程中成分的不斷變化和陽(yáng)極導(dǎo)體中雜質(zhì)的積累會(huì)導(dǎo)致高熔點(diǎn)金屬化合物的出現(xiàn)，惡化電解過(guò)程。上述矛盾的存在嚴(yán)重影響了鋁精煉工藝的發(fā)展和大規(guī)模的工業(yè)化應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種電解質(zhì)體系簡(jiǎn)化的電解精煉制備高純鋁的方法及電解槽。本發(fā)明是采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的的，一種電解精煉制備高純鋁的方法，在精煉過(guò)程中，陽(yáng)極、陽(yáng)極導(dǎo)體和石墨陰極、陰極導(dǎo)體分別設(shè)置于電解槽底部?jī)蛇?，中間用絕緣隔板隔開，絕緣隔板的高度高于陰極導(dǎo)體液層上部50㎜以上，電解質(zhì)覆蓋在陽(yáng)極導(dǎo)體和陰極導(dǎo)體上，所述電解質(zhì)為Na3AlF6，填充高度高于絕緣隔板高度；電解時(shí)，電解溫度不低于電解質(zhì)和陽(yáng)極導(dǎo)體的熔點(diǎn)，電解過(guò)程電流密度為200mA/㎝2～1200mA/㎝2，陽(yáng)極導(dǎo)體一側(cè)的鋁失去電子進(jìn)入電解質(zhì)并在水平方向上向陰極導(dǎo)體擴(kuò)散，擴(kuò)散到陰極導(dǎo)體表面的鋁離子得到電子附著在陰極導(dǎo)體表面，完成電解精煉過(guò)程。本發(fā)明所述陰極導(dǎo)體為純度大于99.999﹪的高純鋁，所述陽(yáng)極導(dǎo)體為原鋁或Cu-Al合金。本發(fā)明所述Cu-Al合金中銅的含量范圍為30﹪～40﹪。本發(fā)明所述陽(yáng)極采用石墨或原鋁。本發(fā)明所述電解質(zhì)中添加有添加劑，所述添加劑為AlF3或NaF或KF或LiF或MgF2＋CaF2或BaF2中的一種或組合。本發(fā)明以重量計(jì)，AlF3的添加量為電解質(zhì)重量的10﹪～21﹪，NaF的添加量為電解質(zhì)重量的10﹪～15﹪，MgF2＋CaF2的添加量為電解質(zhì)重量的0.5﹪～2﹪，BaF2的添加量為電解質(zhì)重量的25﹪～34﹪，KF的添加量為電解質(zhì)重量的0.5﹪～3﹪；LiF的添加量為電解質(zhì)重量的10﹪～13﹪；組合添加時(shí)添加劑的添加量為電解質(zhì)重量的5﹪～22﹪。一種電解精煉制備高純鋁用電解槽，它包括槽體，陽(yáng)極、陽(yáng)極導(dǎo)體和石墨陰極、陰極導(dǎo)體分別設(shè)置于槽體底部?jī)蛇?，中間設(shè)有絕緣隔板將兩者隔開，陽(yáng)極導(dǎo)桿與陽(yáng)極連接，陰極導(dǎo)桿與石墨陰極連接，并分別從槽體下部引出，設(shè)有陽(yáng)極的槽體一側(cè)設(shè)有陽(yáng)極加料口。本發(fā)明所述絕緣隔板的高度高于陰極導(dǎo)體液層上部50㎜以上。為加強(qiáng)保溫效果，本發(fā)明所述槽體的內(nèi)壁設(shè)有保溫內(nèi)襯。由于采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明較好的實(shí)現(xiàn)了發(fā)明目的，可直接采用原鋁作為陽(yáng)極，簡(jiǎn)化了電解質(zhì)體系，提高了電流效率，且電解質(zhì)表面可形成電解質(zhì)結(jié)殼，能有效防止電解質(zhì)揮發(fā)并具有保溫的作用，也防止了產(chǎn)物跟空氣接觸，避免了鋁的燒損，同時(shí)，不需要使用碳素陽(yáng)極，在很大程度上防止了不必要的污染。附圖說(shuō)明圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。實(shí)施例1：由圖1可知，一種電解精煉制備高純鋁用電解槽，它包括槽體3，陽(yáng)極2、陽(yáng)極導(dǎo)體10和石墨陰極6、陰極導(dǎo)體5分別設(shè)置于槽體3底部?jī)蛇?，中間設(shè)有絕緣隔板8將兩者隔開，陽(yáng)極導(dǎo)桿9與陽(yáng)極2連...