年产10万吨电解铜的铜电解车间设计本科毕业设计(论文)任务书
年产10万吨电解铜的铜电解车间设计
反应为湿法冶金所应用。
矿床类型 斑岩矿少,砂卡岩矿多,使得溶剂萃取技推广受到限制;砂卡岩型铜矿多数适宜地下开采,开采成本高。 2003年铜储量为47000万吨。
元素 Cu Ni As Sb Ag Bi Fe S O Au Pb
1.4.2铜的消费
年产35万吨电解铜的铜电解车间设计
6.2残极率 27
— 0~0.00001
正常的槽电压为0.25~0.30V,其中主要是消耗在电解液的电阻上。
下进液、上出液的循环方式有利于溶液充分混合。但与阳极泥沉淀方向相反,造成阳极泥沉淀困难。上进液、下除液的循环方式对阳极泥沉淀有利,但电解液上下层浓差较大。目前国内工厂采用上进液、下出液的循环方式较多。循环量主要决定用操作电流密度,当操作电流密度高时,必须采用较大的循环量以减少浓差极化。循环量一般为18-25循环量,本设计电解液的循环方式选下进液、上出液的方式,循环量取20循环量。
槽电压:0.3V;
硫酸铜结晶水返回中和系统;
大生产能力和电价低廉地区采用。铜电解精炼于1869年在英国首先用于工业生产,随后在世界上得到广泛应用。20世纪70年代出现周期反向电流电解和不锈钢永久阴极电解等新的电解法。随着生产技术不断完善,电解极板作业等机械化和自动化程度逐步提高,铜电解精炼生产规模日趋大型化。到80年代,世界上最大单一生产电解铜的工厂生产规模已达到40万t/a。
电解槽壁50~70㎜,离槽底200~300㎜。同极中心距80~110㎜。
不能回收,则按损失处理)。铜电解回收率一般为99.8%左右,本设计铜电解回收率选99.8%。
360-年工作日,日;
金属M′,不会在阴极析出。
电析出的两倍,而且锑进入阴极的数量比砷大,因此锑的危害更为突出。
年产10万吨电解铜的铜电解车间设计
年產35萬噸電解銅的銅電解車間設計目錄1 前言 11.1銅的性質 11.1.1銅的物理性質 11.1.2銅的化學性質 31.1.3銅的主要化合物的性質 31.2銅的用途 41.3銅資源狀況 51.3.1世界銅資源 51.3.2中國資源71.4中國銅的生產狀況和消費81.4.1中國銅的生產狀況81.4.2銅的消費91.5.1銅的濕法冶金91.5.1銅的火法冶金101.6銅的新技術121.6.1一種採用溶劑萃取淨化銅電解液的方法本12 1.6.2分散強化型電解銅箔及其製造方法121.6.3硫化礦細菌浸出 121.7設計的內容121.7.1冶金計算131.7.2重要設備及輔助設備計算131.7.3製圖內容和要求 132 廠址選擇143.1銅電解精煉流程簡述163.2銅電解精煉的理論基礎183.2.1陽極過程183.2.2陰極過程183.2.3陽極上雜質193.3電解液的淨化204 銅電解精煉的主要設備選擇215 銅電解技術指標245.1銅電解的條件245.1.1電解液組成245.1.2添加劑245.1.3電解液溫度255.1.4電解液迴圈255.1.5電流密度255.1.6同極中心距265.2陽極壽命和陰極週期266 主要經濟技術指標276.1電流效率276.2殘極率 276.3銅電解回收率276.4槽電壓 276.5直流電能電位消耗286.6硫酸單位消耗286.7蒸汽單位消耗287 電解精煉冶金計算297.1電解槽設計計算297.1.1商品電解槽總數 297.1.2電解槽的極板數 297.1.3每槽陽極片數307.1.5種板電解槽數307.2物料平衡計算317.3銅電解精煉熱平衡計算347.3.1熱收入357.3.2熱支出355.4淨液量的計算377.5硫酸鹽生產物料平衡計算38 7.5.1計算銅料加入量 385.5.2 計算硫酸銅產品產量395.5.3一次母液體積395.6脫銅電解物料平衡計算407.7粗硫酸鎳生產計算408 銅電解精煉的主要生產設備的選用42 8.1整流器及導電銅材料的計算428.1.1直流電源428.1.2槽邊導電排448.1.3槽間導電板458.1.4短路棒468.2電解液循環系統設備及管道計算46 8.2.1集液槽468.2.2電解液迴圈泵468.2.3高位槽478.2.4加熱器478.2.5供液管488.2.6電解液迴圈管488.2.7陽極片剝機498.3車間運輸設備計算及選擇498.3.1起重機498.3.2叉車498.4其他設備及設施508.4.1各種輔助槽子508.4.2陽極泥放出與收集509 環保措施529.1環境保護529.2安全生產5210 車間定員54附圖56參考文獻61專題:銅陽極鈍化機理及影響因素62 致謝681 前言1.1銅的性質1.1.1銅的物理性質銅是人類最早發現的古老金屬之一,早在三千多年前人類就開始使用銅。
年产10万吨铝电解车间设计毕业设计论文
毕业设计(论文)课题名称年产10万吨铝的电解车间设计毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解安阳工学院关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:目录第一章:绪论 (1)1.1 铝的物理化学性质 (1)1.2国内外铝工业发展的现状及趋势 (2)1.2.1 国内外电解铝工业发展现状 (2)1.2.2电解铝工业发展趋势 (3)1.3电解铝的生产 (3)1.3.1 铝电解工艺流程 (3)1.3.2铝电解的原料与辅助原料 (4)1.3.3电解铝机理 (8)第二章:铝电解槽设计 (10)2.1铝电解槽的简介 (10)2.2 电解槽的设计及相关计算 (11)2.2.1单个电解槽日产量计算 (11)2.2.2电解槽槽数的确定 (11)2.2.3备用槽槽数 (11)2.2.4电解槽理论吨铝直流电耗的计算 (12)2.2.5电流密度 (12)2.3铝电解槽结构参数的确定 (13)2.3.1阳极尺寸 (13)2.3.2槽膛尺寸 (13)2.3.3槽壳尺寸 (14)2.3.4阴极炭块数目 (14)2.3.5铝母线 (15)2.3.6极距 (15)2.4铝电解槽的电压平衡计算 (16)2.4.1极化电动势 (16)2.4.2电解质电压降 (17)2.4.3阳极电压降 (18)2.4.4阴极电压降 (18)2.4.5铝母线电压降、阳极效应均摊电压降 (19)2.4.6槽平均电压 (19)第三章:物料平衡计算 (20)3.1铝产量 (20)3.2 Al2O3消耗量 (20)3.3实际消耗量 (20)3.4氟化盐的消耗量 (20)3.5阳极炭块的消耗 (21)3.6物料平衡列表 (21)第四章:电解铝热量平衡计算 (22)4.1电能收入 (22)4.2能量支出: (22)4.2.1补偿电解反应所需的能量 (22)4.2.2补偿加热原料所需的能量 (23)4.2.3 母线损失的能量 (23)4.2.4电解槽的热损失 (23)第五章:电解铝车间设计 (24)六:参考文献 (25)七:致谢 (26)摘要电解槽是铝生产的主要设备,本设计在分析了大量文献资料和实地调研的基础上,对铝电解槽结构进行了设计计算,对生产电解铝工艺过程的能量平衡、电压平衡、物料平衡进行了计算,以熟悉铝电解过程,并在计算的基础上,对主要设备进行选型和车间平面设计及总图确定。
韩志明年产10万吨铜精炼车间设计
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第9周 完成车间平面和立面配置图 第10周 初步完成设计说明书 第11周 修改设计说明书、编辑论文 第12周 老师评阅设计、学生准备答辩 第13周 毕业答辩
参考文献
【1】朱祖泽,贺家齐.现代铜冶金学.北京:科学出版社, 2003.491~558 【2】蔡祺风.有色冶金工厂设计基础.北京:冶金工业出版社 ,2003.34~90 【3】华一新,有色冶金概论[M].北京市:冶金工业出版社 ,2007 【4】重有色金属冶炼设计手册(铜镍卷),冶金工业出版 社,1996.289~455 【5】李进,王碧侠编.Metallurgical Engineering English ,西安就建筑科技大学,2004.40~49
【6】赵欣. 铜电解新技术的应用[J].2008,29(4):9 【7】 刘道德.大学生毕业设计指导教程(冶金、选矿、化 工分册)[M].长沙:中南大学出 版社,2004 【8】 邱栋良.冶金起重机选用指南[J]. 【9】张文毓. 钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J].2009 ,26(1):32 【10】《有色金属冶炼设备》编委会编.湿法冶金设备[M]. 北京:冶金工业出版社1993
课题背景及选题意义
• 自然铜及氧化铜的储量少,现在世界上80%以上 的铜是从硫化铜矿精炼出来 的。炼铜的方法主要分为火 法和湿法两大类,但所得铜 质量仍然不能满足电器和其 它工业的要求,需要使用精铜。因此,现代几乎 所有的粗铜都经过电解精炼,以除 去火法精炼难 于除去的杂质。
研究背景及选题意义
• 目前,中国己发展成为全球最大的铜消费 国, 我国铜资源不能满足国内消费需求,供 需缺口较大,需要通过国际市场加以平衡 ,为了确保国民经济发展对铜产品的消费 需要,保障铜资源的长期稳定安全供应, 研究制定我国铜资源的发展战略己势在必 行。
年产10万吨锌电解车间设计
湿法炼锌电解过程存在的问题:
劳动生产率低同等条件下国内工人劳动生产率比国外低,锌冶炼电解车间规模较小、机械化程度低,电解过程耗电量较大,槽电压高、电流效率较低
签字:
年 月 日
备注:题目类别栏应填:应用研究、理论研究、艺术设计、程序软件开发等。
(4)进行电解车间冶金物料平衡计算、热计算、电能平衡计算
(5)进行电解车间设计包括电解槽尺寸设计和辅助设备的选型、车间的配置设计
(6)用CAD绘制电解车间设备连接图、主体设备图、车间平面布置图和车间剖面图
3.预期目的
完成年产10万吨锌电解车间设计说明书撰写,用CAD完成电解车间设计图的绘制。
新液
新液槽循环槽
3.预期目的
完成年产10万吨锌电解车间设计说明书撰写,用CAD完成电解车间设计图的绘制。
三、工作总体安排
(1)2018年7月-10月:在蒙自矿冶进行生产实习
(2)2018年10月中旬:结合生产实习的实际情况确定题目为年产10万吨锌电解车间设计
(3)2018年11月:查阅相关资料进行开题答辩
(4)2018年12月-2019年1月:进行电解车间冶金物料平衡计算、热计算、电能平衡计算
(5)2019年1月-2月:进行电解车间设计包括主体设备尺寸设计和辅助设备的选型、车间的配置设计和设计说明书的撰写
(6)2019年3月:进行电解车间设备连接图、主体设备图、车间平面布置图和剖面图的绘制
(7)2019年4:进行电解车间设计说明书的修改和电解车间图纸修改
年产十万吨烧碱工艺设计毕业论文
年产⼗万吨烧碱⼯艺设计毕业论⽂(此⽂档为word格式,下载后您可任意编辑修改!)年产⼗万吨烧碱⼯艺设计The Process Design of Caustic Soda Based on 100kt/a⽬录摘要............................................................. I Abstract .. (Ⅱ)引⾔ (1)第⼀章⼯艺路线的选择 (2)第⼆章精制盐⽔⼯段 (3)2.1 精盐⽔指标 (3)2.2 原盐质量 (3)2.3 淡盐⽔脱氯及过碱量控制 (4)2.4 粗盐⽔含量、温度以及流量 (4)2.5 精制剂的配制 (4)2.6 助沉剂配制 (5)2.7 精制反应时间 (5)2.8 炭素管过滤器性质及⼯作要求 (5)2.9 树脂塔的操作要点 (5)2.9.1 树脂塔最⼤流量 (5)2.9.2 盐⽔温度 (5)2.9.3 盐⽔pH值 (5)2.9.4 树脂塔压差控制 (6)第三章电解⼯段的物料衡算 (7)3.1离⼦膜交换原理 (7)3.2电解槽内物料衡算 (7)3.2.1计算依据 (7)3.2.2计划任务 (7)3.2.3电解槽选型 (7)3.2.4物料衡算 (8)第四章电解液蒸发 (10)4.1蒸发概论 (10)4.1.1碱液蒸发的基本概念 (10)4.1.2离⼦膜碱液蒸发的特点 (10)4.2蒸发流程及设备类型选择 (10)4.2.1蒸发流程 (10)4.2.2蒸发设备 (12)4.3蒸发⼯艺计算 (13)4.3.1蒸发⽔量的计算 (13)4.3.2各效传热温度差的计算 (14)4.3.3各效物料、热量衡算 (15)4.3.4各效所需传热⾯积的计算 (16)4.3.5试差计算 (17)第五章固碱⼯艺 (21)5.1固碱流程选择 (21)5.2固碱热量、物料衡算 (21)5.2.1降膜蒸发器 (21)5.2.2降膜浓缩器 (22)5.3离⼦膜固碱种类 (23)第六章主要设备选型和设计 (24)6.1电解槽选型及依据 (24)6.2蒸发设备的计算 (26)6.2.1蒸发器加热管数及加热室直径的计算 (26)6.2.2蒸发器循环管的计算 (26)6.2.3蒸发器分离室的计算 (27)6.2.4接管尺⼨的计算 (27)结论 (29)致谢............................................ 错误!未定义书签。
年产万吨电铜电解车间的设计
01
02
03
原料来源
确保电解铜原料的供应稳 定,选择可靠的供应商, 并建立长期合作关系。
原料储存
设计合理的原料仓库,确 保原料的储存安全,防止 潮湿、氧化和污染。
原料检验
对进厂的原料进行质量检 验,确保原料的质量符合 生产要求。
电解过程
电解液制备
根据生产需要,配制适当 浓度的电解液,保证电解 过程的顺利进行。
放路径。
废水回用
考虑将处理后的废水进行回用 ,以减少生产过程中的用水量
。
CHAPTER
03
电解车间设备选型与布局
设备选型
电解槽
选择适合电铜生产的电解槽,确 保电解液循环流畅,电流效率高
。
电源设备
根据电解槽数量和生产需求,选择 合适的电源设备,如整流器或直流 电源。
辅助设备
包括循环水系统、冷却系统、通风 系统等,确保设备正常运行和环境 保护。
设备布局
流程顺序
按照电解铜的生产流程,合理安排设备布局,确 保物料流动顺畅。
空间利用
充分利用车间空间,合理规划设备间距和高度, 提高空间利用率。
安全间距
确保设备之间留有足够的安全间距,防止事故发 生。
设备安装与维护
安装规范
遵循设备制造商提供的安装规范,确保设备安装牢固、准确。
调试与试运行
对安装完成的设备进行调试和试运行,确保设备性能达标。
辅助设施
包括供电、供水、供气等设施的建设费用,以及环保设施、安全设 施等的投资。
成本分析
直接材料成本
根据生产工艺要求,计算每吨 电铜所需的原材料、辅助材料
等费用。
人工成本
根据生产规模和工艺要求,确 定所需员工数量和相应的人工 费用。
毕业设计---10万吨年电镍的镍电解精炼车间设计 -(终稿word)
10万吨/年电镍的镍电解精炼车间设计摘要本论文主要设计了年产10万吨电解镍的精炼车间,通过查阅相关资料,基本了解熔炼硫化铜镍矿的准备工作及整个从熔炼到精炼流程工艺,重点介绍了硫化镍可溶阳极电解精炼的工艺流程,主要进行了厂址的选择、工艺流程的确定及相关冶金计算,包括金属平衡和热量平衡及主要设备的选择计算,以及对炼镍厂的安全技术的相关了解,同时描述了镍冶炼厂的三废状况及治理关键词:镍电解净化工艺引言1.1镍资源概况及镍资源发展透视镍在地球上是储量丰富的一种金属。
据美国地质调查报导,2006世界镍储量为6200万吨,储量基础为14000万吨。
世界陆地查明含镍品位在1%左右的资源为1.3亿吨,其中60%属于红土镍矿床,共伴生矿产主要有铜、钴、金、银及铂族元素,主要分布在加拿大、俄罗斯、澳大利亚、中国、南非等国,这是目前主要开采的镍矿床。
另外大洋深海底和海山区的锰结核和锰结壳中还含有大量镍资源,其储量在1亿吨以上。
由于海洋镍资源还无法积极有效地利用,因此陆地镍资源成为当前各国开发的重点。
世界陆地镍资源储量的分布情况如表所示。
我国镍工业始于1957年四川省力河镍矿的开采。
虽然生产规模较小,但填补了我国镍工业的空白。
1958年甘肃省地质局发现金川镍矿,并与60年代投产,这在很大程度上中解决壳我国对镍的需要。
到了90年代,由于新疆镍矿,云南金平矿及吉林镍矿的开发和投产使我国镍工业的发展上了一个新台阶。
我国镍矿区共有93处,镍矿资源储量分布于19个省。
70%的镍矿资源集中在甘肃。
其次,27%的分布在新疆、云南、吉林、四川、陕西、青海和湖北7个省其余镍资源分布在江西,福建,广西、湖南、内蒙古、黑龙江、浙江、河北、海南、贵州、山东11个省。
这些地区的镍资源合计的储量占总储量的 3.7%。
从20世纪50年代开始,通过几十年的努力,我国镍资源的开发与利用得到飞速发展,逐步形成了比较完整的镍工业体系。
2004年国内精炼镍产量近8万吨,世界排名上升至第五位;消费量达到14.6万吨,成为仅次于日本的世界第二大镍消费国。
年产10万吨隔膜烧碱工艺设计——电解车间毕业设计
本科毕业设计(论文)资料本科毕业设计(论文)资料第一部分毕业论文本科毕业设计(论文)毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
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对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名:日期:指导教师签名:日期:使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名:日期:学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名:日期:年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。
本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
涉密论文按学校规定处理。
作者签名:日期:年月日导师签名:日期:年月日注意事项1.设计(论文)的内容包括:1)封面(按教务处制定的标准封面格式制作)2)原创性声明3)中文摘要(300字左右)、关键词4)外文摘要、关键词5)目次页(附件不统一编入)6)论文主体部分:引言(或绪论)、正文、结论7)参考文献8)致谢9)附录(对论文支持必要时)2.论文字数要求:理工类设计(论文)正文字数不少于1万字(不包括图纸、程序清单等),文科类论文正文字数不少于1.2万字。
年产万吨电铜电解车间的设计
年产万吨电铜电解车间的设计1. 引言电铜是一种重要的工业原料,在电力、通信、电子等领域有着广泛的应用。
为了满足市场需求,建设一座年产万吨电铜的电解车间是非常必要的。
本文将介绍一种设计方案,包括车间布局、设备选择和工艺流程等内容。
2. 车间布局车间布局是电解车间设计的重要环节,合理的布局可以提高生产效率和工作安全。
以下是一个针对年产万吨电铜电解车间的推荐布局: - 原料存放区:存放电解过程所需的铜阳极和电解液等原料,要求远离火源和易燃品。
- 电解槽区:放置电解槽设备,需要考虑电解槽间的通道宽度,以便维修和调整设备。
- 电解液处理区:处理电解过程中产生的废液,确保环境卫生和设备正常运行。
- 产物收集区:收集生产过程中得到的电铜产物,进行分拣和包装等工作。
3. 设备选择在设计年产万吨电铜电解车间时,需要选择适合的设备来实现生产目标。
以下是几个常见设备的选择建议: - 电解槽:选择具有良好导电性、耐腐蚀性和强度的材料制作电解槽,如不锈钢或钛合金。
- 电解机:选择能够提供稳定电流和电压的电解机,确保电解过程的稳定性。
- 电解液循环系统:选用高效的循环泵和过滤系统,保持电解液的纯度和循环效率。
- 废液处理设备:选择适用于电解液处理的蒸馏装置和过滤设备,以提高废液的回收和再利用率。
4. 工艺流程电铜的生产过程主要包括以下几个步骤: 1. 铜阳极制备:将铜块或铜棒作为阳极材料制备,要求纯度高且形状规则。
2. 电解液配置:根据电解工艺要求,配置合适的电解液,常用的电解液有硫酸铜溶液等。
3. 电解过程:将铜阳极和不锈钢阴极浸入电解槽中,施加电流使铜阳极溶解成离子态的铜离子,通过电解的方式使铜离子在电解槽中析出纯净的铜金属。
4. 产物处理:将电解得到的铜金属进行分拣、包装等处理,确保产品质量达标。
5. 安全与环保措施在设计年产万吨电铜电解车间时,必须重视安全和环保问题。
以下是一些常见的安全与环保措施建议: - 防火安全:车间内禁止吸烟、明火和易燃物品的堆放,设立灭火器和自动报警系统。
年产16万吨铜电解车间设计本科毕业设计(论文)任务书.docx
年产16万吨铜电解车间设计本科毕业设计(论文)任务书.docx本科毕业设计(论文)任务书冶金与化学工程学院冶金工程专业级(届)班学生题目:年产16万吨电铜电解车间设计原始依据:本设计是在原贵溪冶炼厂三系统ISA电解精炼铜车间的基础上设计,利用实习期间所搜集到数据以及厂内教员的指导,根据冶金物料平衡计算设计一座年产16万吨电解车间。
查阅一些有关车间设计以及冶金方面的资料。
原始数据:产量要求:年产量为16万吨阳极成分(表1):表1 阳极成分表元素Cu As Sb Bi Ni Fe Pb含量99.410.0350.035 0.01 0.245 0.004 0.09元素Se Te Au Ag S Zn 其它含量0.0450.0430.002 0.067 0.003 0.001电解铜回收率:99.8%;电铜品位:99.9935%;残极率:15%主要内容和要求:1.设计说明书;应包含如下内容:设计概述;厂址的选择与论证;工艺流程的选择与论证;技术条件的选择与论证;经济指标的选择与论证;冶金计算;主要设备的选择与计算;车间环保与三废处理、技术经济的简要分析。
2.图纸;绘制车间平面配置和立面配置图(0#图纸)、设备连接图(1#图纸),电解槽结构图(1#图纸)。
主要(技术)要求:1.写实习报告一份。
2.用CAD绘制设备图和至少一张手工图纸。
3.完成设计说明书一篇。
4.翻译外文资料一篇。
5. 小论文一篇。
日程安排:第4周查阅文献资料,翻译一篇英文资料,写出文献综述第5周提交开题报告,确定合理工艺流程,应用相关知识进行必要计算第6周完成概述和厂址的选择与论证第7周完成工艺流程、技术条件和经济技术指标的选择与论证第8周完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算第9周完成主要设备选型计算和车间配置与安排第10周完成车间环保和技术经济分析与评价第11周完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图第12周完成车间平面和立面配置图第13周初步完成设计说明书第14周修改设计说明书、编辑论文第15周老师评阅设计、学生准备答辩第16周毕业答辩主要参考文献:[1] 朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学[M]. 北京:科学出版社,2003[2] 蔡祺风.有色冶金工厂设计基础[M].北京:冶金工业出版社,1991:65~71[3] 陈国发.重金属冶金学[M].北京:冶金出版社,2010[4] 《重有色金属冶炼设计手册》编写组.重有色金属冶炼设计手册(铜镍卷)[M].北京:冶金工业出版社,1996[5] 姚素平.永久阴极铜电解技术述评[J].2000,3(20):12~18[6] 赵欣. 铜电解新技术的应用[J].2008,29(4):9[7] 李公建. 浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径[J],2010,29(3):71~72[8] 刘道德.大学生毕业设计指导教程(冶金、选矿、化工分册)[M].长沙:中南大学出版社,2004[9] 邱栋良.冶金起重机选用指南[J].[10] 张文毓. 钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J].2009,26(1):32[11] 《有色金属冶炼设备》编委会编.湿法冶金设备[M].北京:冶金工业出版社1993[12] 姜国民. 浅谈ISA法阴极铜加工机组[J].2005,42(2):42[13] 成大先.机械设计手册(常用工程材料)[M].北京:化学工业出版社,2004[14] 袁一.化学工程师手册[M].北京:机械工业出版社,1999[15] 刘会巨.铜电解车间的防腐[J].2009,5(13):12~16[16] 李著华.论铜电解车间的采暖通风[J].2001,2:47~48[17] 《化学工程师手册》编写组.化学工程师手册[M].北京[18] 师利熙.有色金属工业项目技术经济分析[M].北京:冶金工业出版社,1998[19] 郭鸿发等.冶金工程设计第1册[M].北京:冶金工业出版社,2006[20] 云正宽等. 冶金工程设计第2册[M].北京:冶金工业出版社,2006指导教师签字:年月日xxx本科毕业设计 (论文) 开题报告冶金与化学工程学院冶金工程专业级(2013届)班学号学生设计题目:年产16万吨电铜电解车间设计本课题来源及研究现状:1.本课题来源随着社会的发展,人类对资源的需求越来越高。
年产10万吨电解铜的铜电解车间设计本科毕业设计(论文)任务书 精品
本科毕业设计论文年产35万吨电解铜的铜电解车间设计目录1 前言 (1)1.1铜的性质 (1)1.1.1铜的物理性质 (1)1.1.2铜的化学性质 (3)1.1.3铜的主要化合物的性质 (3)1.2铜的用途 (4)1.3铜资源状况 (5)1.3.1世界铜资源 (5)1.3.2中国资源 (7)1.4中国铜的生产状况和消费 (8)1.4.1中国铜的生产状况 (8)1.4.2铜的消费 (9)1.5.1铜的湿法冶金 (10)1.5.1铜的火法冶金 (11)1.6铜的新技术......................... 错误!未定义书签。
1.6.1一种采用溶剂萃取净化铜电解液的方法本错误!未定义书签。
1.6.2分散强化型电解铜箔及其制造方法错误!未定义书签。
1.6.3硫化矿细菌浸出............... 错误!未定义书签。
1.7设计的内容 (12)1.7.1冶金计算 (12)1.7.2重要设备及辅助设备计算 (12)1.7.3制图内容和要求 (12)2 厂址选择 (14)3.1铜电解精炼流程简述 (16)3.2铜电解精炼的理论基础 (18)3.2.1阳极过程 (18)3.2.2阴极过程 (18)3.2.3阳极上杂质 (19)3.3电解液的净化 (20)4 铜电解精炼的主要设备选择 (21)5 铜电解技术指标 (24)5.1铜电解的条件 (24)5.1.1电解液组成 (24)5.1.2添加剂 (24)5.1.3电解液温度 (25)5.1.4电解液循环 (25)5.1.5电流密度 (25)5.1.6同极中心距 (26)5.2阳极寿命和阴极周期 (26)6 主要经济技术指标 (27)6.1电流效率 (27)6.2残极率 (27)6.3铜电解回收率 (27)6.4槽电压 (27)6.5直流电能电位消耗 (28)6.6硫酸单位消耗 (28)6.7蒸汽单位消耗 (28)7 电解精炼冶金计算 (29)7.1电解槽设计计算 (29)7.1.1商品电解槽总数 (29)7.1.2电解槽的极板数 (29)7.1.3每槽阳极片数 (30)7.1.5种板电解槽数 (30)7.2物料平衡计算 (31)7.3铜电解精炼热平衡计算 (34)7.3.1热收入 (35)7.3.2热支出 (35)5.4净液量的计算 (37)7.5硫酸盐生产物料平衡计算 (38)7.5.1计算铜料加入量 (38)5.5.2 计算硫酸铜产品产量 (39)5.5.3一次母液体积 (39)5.6脱铜电解物料平衡计算 (40)7.7粗硫酸镍生产计算 (40)8 铜电解精炼的主要生产设备的选用 (42)8.1整流器及导电铜材料的计算 (42)8.1.1直流电源 (42)8.1.2槽边导电排 (44)8.1.3槽间导电板 (45)8.1.4短路棒 (46)8.2电解液循环系统设备及管道计算 (46)8.2.1集液槽 (46)8.2.2电解液循环泵 (46)8.2.3高位槽 (47)8.2.4加热器 (47)8.2.5供液管 (48)8.2.6电解液循环管 (48)8.2.7阳极片剥机 (49)8.3车间运输设备计算及选择 (49)8.3.1起重机 (49)8.3.2叉车 (49)8.4其他设备及设施 (50)8.4.1各种辅助槽子 (50)8.4.2阳极泥放出与收集 (50)9 环保措施 (52)9.1环境保护 (52)9.2安全生产 (52)10 车间定员 (54)附图 (56)参考文献 (61)专题:铜阳极钝化机理及影响因素............ 错误!未定义书签。
年产10万吨电解铜的铜电解车间设计
8.3.2叉车 (49)
8.4其他设备及设施 (50)
8.4.1各种辅助槽子 (50)
8.4.2阳极泥放出与收集 (50)
9 环保措施 (51)
9.1环境保护 (51)
9.2安全生产 (52)
10 车间定员 (53)
附图 (56)
参考文献 (61)
专题:铜阳极钝化机理及影响因素 (62)
氧化物赤铜矿Cu2O 88.8
黑铜矿CuO 79.8
碳酸盐孔雀石CuCO3·Cu(OH)257.3
蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)255.1
硫酸盐铜靛岩CuSO4
胆矾CuSO4·5H2O
铜叶绿矾CuFe4+3(SO4)6(OH)2·2H2O
硅酸盐硅孔雀石CuSiO3·2H2O 36.0
除了主要矿物外,铜矿中还含有少量的其他金属,如铅、锌、镍、铁、砷、锑、铋、硒、锑、钨、钼、钴、锰等,并含有金银等贵金属和稀有金属,它们在冶炼过程中分别进入不同的产品中,所以炼铜工厂通常设有综合回收这些金属的车间。
1.6.3硫化矿细菌浸出 (12)
1.7设计的内容 (13)
1.7.1冶金计算 (13)
1.7.2重要设备及辅助设备计算 (13)
1.7.3制图内容和要求 (13)
2 厂址选择 (14)
3.1铜电解精炼流程简述 (16)
3.2铜电解精炼的理论基础 (18)
3.2.1阳极过程 (18)
3.2.2阴极过程 (18)
7.1.1商品电解槽总数 (29)
7.1.2电解槽的极板数 (29)
7.1.3每槽阳极片数 (30)
7.1.5种板电解槽数 (30)
7.2物料平衡计算 (31.1热收入 (35)
年产10万吨铜及铜合金板带材生产车间工艺设计
年产10万吨铜及铜合金板带材生产车间工艺设计本课题来源及研究现状:近十年来,得益于中国国民经济的持续高速增长和世界范围内的产业重组.制造业向中国转移,铜板带产品市场需求快速增长,消费量由1995年的28.56万吨跃升~2002年的6071万吨,年均增长11.4%。
产量由1995年的227万吨增长~12002年的433万吨.年均增长10%。
据中国有色金属工业协会的不完全统计,目前中国铜板带产品生产企业约有400余家,年产量超过5000吨的铜加工企业有15家。
其中,洛阳铜加工集团公司以年销量4 1万吨位居榜首,代表着中国铜板带产品的生产水平和技术发展方向。
中国铜板带市场的主要特点1、市场规模持续扩大,消费量已跃居世界第一位。
根据有关资料,2002年,全球铜板带材消费量为3109万吨,其中,中国铜板带材市场消费量达到6O 71万吨,占全球的份额接近20%,排世界第一位;产量43.3万吨,份额为14%,排世界第四位,但与第一名美国47 2万吨的差距不足10%。
同时中国还成为最主要的铜材净进口国家。
2003年上半年,铜板带材市场产销两旺、铜板带产品产量约25万吨,同比增长21.5%。
消费量346万吨。
同比增长20.6%;预计在未来两年内铜板带材产量也将跃居世界第一位。
2、进口持续高速增长,已占国内市场三分之一2002年中国铜板带材进口量达到20万吨,同比增长20%,已达到国内消费量的三分之一,2003年I一9月份进口16.7万吨,同比增长12%。
进口产品主要为引线框架材料、射频电缆带、变压器铜带、高精度锡磷铜带、无氧铜带等产品,抢占了部分铜板带材高端市场。
3、品种专业化生产成为发展趋势随着市场竞争的加剧,铜板带生产企业纷纷加大产品结构调整的力度,向品种生产专业化发展,提升规模,稳定质量、降低成本,以提高产品综合竞争能力,如宁波兴业集团的锡磷青铜带、菏泽广源公司的水箱带等。
洛铜集团以先进的装备为依托,根据紫铜系列产品市场需求不断上升的大趋势,开发并大幅提高紫铜系列产品的市场占有率,使包括框架材料、电缆带、变压器带在内的多项产品的市场占有率均已达:~130%以上。
年产16万吨铜电解车间设计本科毕业设计(论文)任务书
本科毕业设计(论文)任务书冶金与化学工程学院冶金工程专业级(届)班学生题目:年产16万吨电铜电解车间设计原始依据:本设计是在原贵溪冶炼厂三系统ISA电解精炼铜车间的基础上设计,利用实习期间所搜集到数据以及厂内教员的指导,根据冶金物料平衡计算设计一座年产16万吨电解车间。
查阅一些有关车间设计以及冶金方面的资料。
原始数据:产量要求:年产量为16万吨阳极成分(表1):表1 阳极成分表元素Cu As Sb Bi Ni Fe Pb 含量99.41 0.035 0.035 0.01 0.245 0.004 0.09 元素Se Te Au Ag S Zn 其它含量0.045 0.043 0.002 0.067 0.003 0.001电解铜回收率:99.8%;电铜品位:99.9935%;残极率:15%主要内容和要求:1.设计说明书;应包含如下内容:设计概述;厂址的选择与论证;工艺流程的选择与论证;技术条件的选择与论证;经济指标的选择与论证;冶金计算;主要设备的选择与计算;车间环保与三废处理、技术经济的简要分析。
2.图纸;绘制车间平面配置和立面配置图(0#图纸)、设备连接图(1#图纸),电解槽结构图(1#图纸)。
主要(技术)要求:1.写实习报告一份。
2.用CAD绘制设备图和至少一张手工图纸。
3.完成设计说明书一篇。
4.翻译外文资料一篇。
5. 小论文一篇。
日程安排:第4周查阅文献资料,翻译一篇英文资料,写出文献综述第5周提交开题报告,确定合理工艺流程,应用相关知识进行必要计算第6周完成概述和厂址的选择与论证第7周完成工艺流程、技术条件和经济技术指标的选择与论证第8周完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算第9周完成主要设备选型计算和车间配置与安排第10周完成车间环保和技术经济分析与评价第11周完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图第12周完成车间平面和立面配置图第13周初步完成设计说明书第14周修改设计说明书、编辑论文第15周老师评阅设计、学生准备答辩第16周毕业答辩主要参考文献:[1] 朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学[M]. 北京:科学出版社,2003[2] 蔡祺风.有色冶金工厂设计基础[M].北京:冶金工业出版社,1991:65~71[3] 陈国发.重金属冶金学[M].北京:冶金出版社,2010[4] 《重有色金属冶炼设计手册》编写组.重有色金属冶炼设计手册(铜镍卷)[M]. 北京:冶金工业出版社,1996[5] 姚素平.永久阴极铜电解技术述评[J].2000,3(20):12~18[6] 赵欣. 铜电解新技术的应用[J].2008,29(4):9[7] 李公建. 浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径[J],2010,29(3):71~72[8] 刘道德.大学生毕业设计指导教程(冶金、选矿、化工分册)[M].长沙:中南大学出版社,2004[9] 邱栋良.冶金起重机选用指南[J].[10] 张文毓. 钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J].2009,26(1):32[11] 《有色金属冶炼设备》编委会编.湿法冶金设备[M].北京:冶金工业出版社1993[12] 姜国民. 浅谈ISA法阴极铜加工机组[J].2005,42(2):42[13] 成大先.机械设计手册(常用工程材料)[M].北京:化学工业出版社,2004[14] 袁一.化学工程师手册[M].北京:机械工业出版社,1999[15] 刘会巨.铜电解车间的防腐[J].2009,5(13):12~16[16] 李著华.论铜电解车间的采暖通风[J].2001,2:47~48[17] 《化学工程师手册》编写组.化学工程师手册[M].北京[18] 师利熙.有色金属工业项目技术经济分析[M].北京:冶金工业出版社,1998[19] 郭鸿发等.冶金工程设计第1册[M].北京:冶金工业出版社,2006[20] 云正宽等. 冶金工程设计第2册[M].北京:冶金工业出版社,2006指导教师签字:年月日xxx本科毕业设计 (论文) 开题报告冶金与化学工程学院冶金工程专业级(2013届)班学号学生设计题目:年产16万吨电铜电解车间设计本课题来源及研究现状:1.本课题来源随着社会的发展,人类对资源的需求越来越高。
{生产现场管理}电解铜的铜电解车间设计
{生产现场管理}电解铜的铜电解车间设计电解铜的铜电解车间设计目录1 前言11.1铜的性质11.1.1铜的物理性质11.1.2铜的化学性质31.1.3铜的主要化合物的性质31.2铜的用途41.3铜资源状况51.3.1世界铜资源51.3.2中国资源71.4中国铜的生产状况和消费81.4.1中国铜的生产状况81.4.2铜的消费91.5.1铜的湿法冶金91.5.1铜的火法冶金101.6铜的新技术121.6.1一种采用溶剂萃取净化铜电解液的方法本121.6.2分散强化型电解铜箔及其制造方法121.6.3硫化矿细菌浸出121.7设计的内容121.7.1冶金计算131.7.2重要设备及辅助设备计算131.7.3制图内容和要求132 厂址选择143.1铜电解精炼流程简述163.2铜电解精炼的理论基础183.2.1阳极过程183.2.2阴极过程183.2.3阳极上杂质193.3电解液的净化204 铜电解精炼的主要设备选择215 铜电解技术指标245.1铜电解的条件245.1.1电解液组成245.1.2添加剂245.1.3电解液温度255.1.4电解液循环255.1.5电流密度255.1.6同极中心距265.2阳极寿命和阴极周期266 主要经济技术指标276.1电流效率276.2残极率276.3铜电解回收率276.4槽电压276.5直流电能电位消耗286.6硫酸单位消耗286.7蒸汽单位消耗287 电解精炼冶金计算297.1电解槽设计计算297.1.1商品电解槽总数297.1.2电解槽的极板数297.1.3每槽阳极片数307.1.5种板电解槽数307.2物料平衡计算317.3铜电解精炼热平衡计算347.3.1热收入357.3.2热支出355.4净液量的计算377.5硫酸盐生产物料平衡计算387.5.1计算铜料加入量385.5.2 计算硫酸铜产品产量395.5.3一次母液体积395.6脱铜电解物料平衡计算407.7粗硫酸镍生产计算408 铜电解精炼的主要生产设备的选用428.1整流器及导电铜材料的计算428.1.1直流电源428.1.2槽边导电排448.1.3槽间导电板458.1.4短路棒468.2电解液循环系统设备及管道计算468.2.1集液槽468.2.2电解液循环泵468.2.3高位槽478.2.4加热器478.2.5供液管488.2.6电解液循环管488.2.7阳极片剥机498.3车间运输设备计算及选择498.3.1起重机498.3.2叉车498.4其他设备及设施508.4.1各种辅助槽子508.4.2阳极泥放出与收集509 环保措施529.1环境保护529.2安全生产5210 车间定员54附图56参考文献61专题:铜阳极钝化机理及影响因素62致谢681前言1.1铜的性质1.1.1铜的物理性质铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。
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本科毕业设计论文年产35万吨电解铜的铜电解车间设计目录1 前言 (1)1.1铜的性质 (1)1.1.1铜的物理性质 (1)1.1.2铜的化学性质 (3)1.1.3铜的主要化合物的性质 (3)1.2铜的用途 (4)1.3铜资源状况 (5)1.3.1世界铜资源 (5)1.3.2中国资源 (7)1.4中国铜的生产状况和消费 (8)1.4.1中国铜的生产状况 (8)1.4.2铜的消费 (9)1.5.1铜的湿法冶金 (10)1.5.1铜的火法冶金 (11)1.6铜的新技术......................... 错误!未定义书签。
1.6.1一种采用溶剂萃取净化铜电解液的方法本错误!未定义书签。
1.6.2分散强化型电解铜箔及其制造方法错误!未定义书签。
1.6.3硫化矿细菌浸出............... 错误!未定义书签。
1.7设计的内容 (12)1.7.1冶金计算 (12)1.7.2重要设备及辅助设备计算 (12)1.7.3制图内容和要求 (12)2 厂址选择 (14)3.1铜电解精炼流程简述 (16)3.2铜电解精炼的理论基础 (18)3.2.1阳极过程 (18)3.2.2阴极过程 (18)3.2.3阳极上杂质 (19)3.3电解液的净化 (20)4 铜电解精炼的主要设备选择 (21)5 铜电解技术指标 (24)5.1铜电解的条件 (24)5.1.1电解液组成 (24)5.1.2添加剂 (24)5.1.3电解液温度 (25)5.1.4电解液循环 (25)5.1.5电流密度 (25)5.1.6同极中心距 (26)5.2阳极寿命和阴极周期 (26)6 主要经济技术指标 (27)6.1电流效率 (27)6.2残极率 (27)6.3铜电解回收率 (27)6.4槽电压 (27)6.5直流电能电位消耗 (28)6.6硫酸单位消耗 (28)6.7蒸汽单位消耗 (28)7 电解精炼冶金计算 (29)7.1电解槽设计计算 (29)7.1.1商品电解槽总数 (29)7.1.2电解槽的极板数 (29)7.1.3每槽阳极片数 (30)7.1.5种板电解槽数 (30)7.2物料平衡计算 (31)7.3铜电解精炼热平衡计算 (34)7.3.1热收入 (35)7.3.2热支出 (35)5.4净液量的计算 (37)7.5硫酸盐生产物料平衡计算 (38)7.5.1计算铜料加入量 (38)5.5.2 计算硫酸铜产品产量 (39)5.5.3一次母液体积 (39)5.6脱铜电解物料平衡计算 (40)7.7粗硫酸镍生产计算 (40)8 铜电解精炼的主要生产设备的选用 (42)8.1整流器及导电铜材料的计算 (42)8.1.1直流电源 (42)8.1.2槽边导电排 (44)8.1.3槽间导电板 (45)8.1.4短路棒 (46)8.2电解液循环系统设备及管道计算 (46)8.2.1集液槽 (46)8.2.2电解液循环泵 (46)8.2.3高位槽 (47)8.2.4加热器 (47)8.2.5供液管 (48)8.2.6电解液循环管 (48)8.2.7阳极片剥机 (49)8.3车间运输设备计算及选择 (49)8.3.1起重机 (49)8.3.2叉车 (49)8.4其他设备及设施 (50)8.4.1各种辅助槽子 (50)8.4.2阳极泥放出与收集 (50)9 环保措施 (52)9.1环境保护 (52)9.2安全生产 (52)10 车间定员 (54)附图 (56)参考文献 (61)专题:铜阳极钝化机理及影响因素............ 错误!未定义书签。
致谢.................................... 错误!未定义书签。
1 前言1.1铜的性质1.1.1铜的物理性质铜是人类最早发现的古老金属之一,早在三千多年前人类就开始使用铜。
自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。
自然铜及氧化铜的储量少,现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的,这种矿石含铜量极低,一般在2-3%左右。
金属铜,元素符号Cu,原子量63.54,比重8.92,熔点1083Co。
纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。
铜具有许多可贵的物理化学特性,例如其热导率都很高,化学稳定性强,抗张强度大,易熔接,且抗蚀性、可塑性、延展性。
纯铜可拉成很细的铜丝,制成很薄的铜箔。
能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金,形成的合金主要分成三类:黄铜是铜锌合金,青铜是铜锡合金,白铜是铜钴镍合金。
铜在地壳中的克拉克值为0.01%,世界铜储量约5000 104t,主要储于智利、美国、俄罗斯、利比亚、加拿大、秘鲁、波兰、菲律宾等国家。
此外洋底锰結核中亦有丰富的铜。
全球主要产铜国家是智利、美国、俄罗斯。
已知的含铜矿物有250多种,[1]主要工业矿物如下表,其中最重要的是黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿。
表1-1 含铜主要供应矿物名称矿物种类分子式含铜量(%) 自然元素自然铜Cu 100硫化物黃铜矿CuFeS234.5斑铜矿Cu5FeS263.3辉铜矿Cu2S 79.8铜蓝CuS 66.4 硫砷化物和硫砷铜矿Cu3AsS448.3硫锑化物砷黝铜矿(Cu9Fe)12As4S13 57.0黝铜矿(Cu9Fe)12Sb4S1352.1氧化物赤铜矿Cu2O 88.8黑铜矿CuO 79.8碳酸盐孔雀石CuCO3·Cu(OH)257.3蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)255.1硫酸盐铜靛岩CuSO4胆矾CuSO4·5H2O铜叶绿矾CuFe4+3(SO4)6(OH)2·2H2O硅酸盐硅孔雀石CuSiO3·2H2O 36.0除了主要矿物外,铜矿中还含有少量的其他金属,如铅、锌、镍、铁、砷、锑、铋、硒、锑、钨、钼、钴、锰等,并含有金银等贵金属和稀有金属,它们在冶炼过程中分别进入不同的产品中,所以炼铜工厂通常设有综合回收这些金属的车间。
进入冶炼厂的铜矿都为浮选产出的铜精矿,品位10~35%。
硫化铜精矿是炼铜的主要原料。
有时也处理自然铜精矿,但很次要。
氧化矿可与硫化矿一起处理。
未经选矿的氧化矿可直接用湿法或离析法等方法处理。
我国铜资源分布很广,几乎遍及全国各地。
一般来说,我国硫化矿的品味较低。
矿物的性质也比较复杂,原生矿与次生矿交错混乱,并有大量多金属伴生,处理也比较复杂,且需特别重视综合回收问题。
铜的蒸汽压很小,在熔点温度下仅为9×10-5Pa。
高温下,液体铜能溶解、氧、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等气体。
凝固时,溶解的气体又从铜中放出,造成铜铸件内带有气孔,影响铜的机械性能和电工性能。
1.1.2铜的化学性质铜在干燥的空气中不起变化,但在含有二氧化碳的潮湿空气中则能氧化形成碱式碳酸铜(铜绿)的有毒薄膜。
加热至150℃,铜在空气中开始氧化,高于350℃氧化生成Cu20和CuO。
因铜为正电性元素,故不能置换酸(盐酸和硫酸)中的氢,而仅能溶于有氧化作用的酸如硝酸和有氧化剂存在时的硫酸中。
铜能溶于氨水及与氧、硫、卤素等化合。
1.1.3铜的主要化合物的性质(1) 化铜CuS,天然硫化铜为绿色或棕黑色无定形不稳定化合物铜蓝,比重为4.68,中性或还原性气氛中加热即分解为Cu2S和S2。
Cu2S不溶于水、稀硫酸和苛性钠中,但能溶于氰化钾和热硝酸中。
(2) 化亚铜Cu2S,天然的硫化亚铜为辉铜矿,蓝黑色无定形或结晶形,比重为5.76,熔点为1135℃.它在高温下稳定或氧化成金属铜,常温下不被空气氧化,430-680℃下则氧化放出SO2。
赤热Cu2S的可逐渐被CO2氧化和缓慢地但能完全的被H2分解。
CO能氧化Cu2S。
以Cu2S和FeS为主的共熔体称为冰铜。
由于铜对硫的亲和力大,故在冰铜吹炼时FeS先氧化造渣,剩下的Cu2S(称白铍)被吹炼成粗铜。
Cu2S不溶于水和几乎不溶于稀硫酸,与浓硫酸作用生成CuSO4、CuS和SO2,溶解于浓盐酸时放出H2S。
Cu2S可溶于NH4OH、HNO3、Fe2(SO4)、FeCl3、CuCl2中。
(3) 氧化铜CuO,天然氧化铜为黑色无光泽的黑铜矿,比重为6.3~6.4。
它不稳定,遇热即分解。
CuO易被H2、C、CO、C x H y和较负电性的Zn、Fe、Ni 等所还原。
它不溶于水,但可溶于FeCl2、FeCl3、NH4OH、Fe2(SO4)、(NH4)2CO3及各种稀酸中。
(4) 氧化亚铜CuO、CuO2,天然氧化亚铜称为赤铜矿,比重为6.11,熔点为1235℃。
它高温稳定,在2200℃以上才完全分解,在1060℃以下时则部分或全部变为。
CuO2也易被H2、C、CO、C x Hy和Zn、Fe或其它对氧亲和力强的元素所还原。
高温时进行的反应:2Cu2O+Cu2S=6Cu+ SO2是冰铜吹炼成粗铜的理论基础。
该反应在450℃开始至1100℃完成。
吹炼时,由于铜对硫的亲和力大于铁,而铁对氧的亲和力大于铜,是反应CuO2+FeS=Cu2S+FeO向右进行到底。
因此在冰铜中的FeS未完全氧化造渣以前,理论上Cu2S是不会被氧化的。
CuO2也不溶于水,但溶于HCl、H2SO4、FeCl2、FeCl3、Fe2(SO4)、NH4OH、等溶剂中,这些反应为湿法冶金所应用。
(5) 硅酸铜xCu n·ySi2·zH2O自然界中的硅酸铜有硅孔雀石CuO·SiO·2H2O和透视石CuO·SiO·H2O。
它们在高温下分解成稳定的2Cu2O·SiO2,后者易被H2、C、CO等还原,也易被FeO、CaO等强碱性氧化物和铜、铁硫化物分解,并能溶于浓硝酸、稀醋酸、盐酸和硫酸中。
(6) 硫酸铜CuSO4,自然界的硫酸铜为天蓝色三斜晶体系结晶的胆矾。
无水硫酸铜为白色粉末,加热时分解成CuO和SO3(SO2+O2)。
硫酸铜易溶于水,铁、锌等可从硫酸铜中置换出铜。
(7) 氯化铜CuCl2,氯化铜无天然矿物,人造氯化铜为褐色粉末。
熔点为498℃。
沸点低,易挥发,也溶于水。
氯化铜不稳定,加热至340℃即分解生成白色粉末的氯化亚铜:CuCl2=Cu2Cl2+Cl2。
1.2铜的用途(1) 铜的导电性铜最重要的特性之一便是其具有极佳的导电性,其电导率为58m/(Ωmm2)。
这一特性使得铜大量应用于电子、电气、电信和电子行业。
铜的这种高导电性与取原子结构有关;当多个单独存在的铜原子结合成铜块时,其价电子将不再局限于铜原子之中,因而可以在全部的固态铜中自由移动,其导电性仅次于银。
铜的导电性国际标准为:长1m重1g的铜在20℃时的导电量公认为100%。
现在的铜炼技术已经可以生产出同品级铜的导电量比这个国际标准高出4%~5% 。
(2) 铜的导热性固体铜中含有自由电子所产生的另一重要效应就是其拥有极高的导热性,其热导性为386W/(m.k),导热性仅次于银。