铜电解槽精炼车间工业设计 (1)
年产10万吨电解铜的铜电解车间设计
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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。
铜电解精炼车间工艺
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铜电解精炼是铜冶炼过程中的重 要环节,用于生产高纯度阴极铜 ,满足不同领域对铜材的质量要 求。
铜电解精炼的原理
电解原理
在铜电解精炼过程中,通过直流 电的作用,使阳极铜溶解并进入 电解液,而阴极上则析出高纯度 阴极铜。
杂质去除
在电解过程中,阳极铜中的杂质 会溶解进入电解液,通过适当的 方法去除,从而实现粗铜的高纯 度化。
阴极材料
02
03
阳极材料
阴极通常采用不锈钢板或钛板制 成,具有良好的导电性和耐腐蚀 性。
阳极通常采用铅银合金或纯铅制 成,具有良好的导电性和耐腐蚀 性。
辅助设备
循环系统
用于循环电解液,确保电 解槽内的电解液均匀分布。
过滤系统
用于去除电解液中的杂质 和颗粒物,保持电解液的 清洁度。
冷却系统
用于控制电解液温度,保 持适宜的电解温度。
总结词
保持电解液的清洁度和循环流动对于铜电解精炼过程的顺利进行至关重要。
详细描述
在铜电解精炼过程中,电解液会不断产生杂质和沉淀物,影响电解效果和产品质量。通过采用循环过滤系统,可 以定期清除电解液中的杂质和沉淀物,保持电解液的清洁度和有效成分的稳定,确保铜电解精炼过程的顺利进行。
电解产物处理与回收
电流密度与极距选择
总结词
合理选择电流密度和极距是铜电解精炼操作中的重要参数,对提高铜产品质量和 降低能耗具有重要意义。
详细描述
电流密度的大小决定了电解过程的速率,而极距则影响电解过程的电流效率和铜 产品的纯度。通过优化电流密度和极距的选择,可以提高铜产品的质量和降低能 耗,提高生产效率。
电解液循环与过滤
节能减排技术的研究与应用
余热回收利用
通过余热回收利用技术,将铜电解精 炼过程中的余热转化为电能或其他形 式的能源,降低能耗和减少环境污染。
电解铜初步设计
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第三章电解精炼3.1 概述本项目处理的原料为葫芦岛锌业股份有限公司铜熔炼技术改造项目所产的粗铜和外购粗铜、紫杂铜,整个湿法系统由铜电解厂房和净液厂房两大部分组成。
20万t/a铜电解采用不锈钢永久阴极电解工艺。
净液车间的净液流程包括一段脱铜电解、生产硫酸铜和二段脱铜电解。
3.2 铜电解车间3.2.1 原料、辅助材料及产品(1)原料原料:年处理阳极铜244640.06t/a。
其中自产原料产电铜150000t/a,外购粗铜和紫杂铜产电铜50000t/a。
阳极单块重380kg,有效尺寸960×1000mm。
阳极铜成分如表3-1所示。
表3-1 铜阳极板成分表(2)辅助材料:硫酸:2000t/a。
盐酸:80~120t/a。
硫脲:6t/a。
明胶:10t/a。
干酪素:6t/a。
(3)产品阴极铜:200000t/a,含Cu99.9935%产品质量符合GB/T467-1997 A级铜Cu-CATH-1国家标准。
残极:39143.781t/a,含Cu 99.5% 返回铜熔炼阳极泥:1000t/a含Cu 14.31% ,Au 1623.18g/t,Ag 19.63%,送葫芦岛锌业股份有限公司阳极泥处理系统。
3.2.2 工艺流程3.2.2.1 工艺流程选择铜电解工艺按阴极的不同类型主要分为传统始极片法和不锈钢永久阴极法。
传统始极片法是通过在由金属钛或者不锈钢制成的阴极(种板)上经过电解反应产出物理外形尺寸、化学成分符合电解具体工艺要求的纯铜薄片(始极片),铜薄片经校平、穿棒等加工、制作后,作为生产系统的阴极使用。
在生产过程中,铜离子在由铜薄片制成的阴极上的得到电子后不断沉积、析出,达到一定重量后得到产品阴极铜。
葫芦岛锌业股份有限公司北方铜业公司现有的电解铜厂采用就是传统小极板工艺。
不锈钢永久性阴极法是采用不锈钢板制作的阴极,铜离子在阴极上析出,直接产出最终产品阴极铜。
阴极铜需从不锈钢极板上剥离,不锈钢阴极可在寿命周期内反复使用,因此废除了种板系统和始极片的加工、制作过程,大大简化了生产工序。
毕业设计_30万吨年电铜的铜电解精炼车间工艺设计
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30万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计设计总说明铜电解精炼过程,主要是在直流电的作用下,铜在阳极上失去电子后以铜离子的形态溶解,而铜离子在阴极上得到电子以金属铜的形态析出的过程。
目前世界铜冶炼厂使用的主要熔炼工艺为闪速熔炼和熔池熔炼,其中熔池熔炼包括诺兰达连续炼铜法、艾萨熔炼法、瓦纽科夫法。
本设计为年产30万吨电铜的铜电解精炼车间,铜的电解精炼是以火法精炼产出的精铜为阳极,以电解产出的薄铜(始极片)作阴极,以硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液。
在直流电的作用下,阳极铜进行电化学溶解,纯铜在阴极中沉积,杂质则进入阳极泥和电解液中,从而实现了铜与杂质的分离,确定了铜电解过程中的主要技术经济指标。
本设计还进行了物料平衡、热平衡、水平衡、主要设备及辅助设备的计算与选择。
进一步提高铜电解精炼的技术水平,从而达到对铜电解精炼技术有更深刻了解的目的。
关键字:铜;电解精炼;平衡计算;设计The Process Design of Electrolytic Refining Workshop with Annual Output 300,000 Tons Electrolytic CopperSpecialty:Metallurgical engineeringName:Zhu langtaoTutor:Zhang qiuliDesign DescriptionThe copper electrolysis fining process is mainly under the direct current function,copper loses the electron after the anode by cupric ion shape dissolution,but the cupric ion obtains the electron on the negative pole by the metal copper shape separation process.At present the world copper refinery use main smelting craft to dodge the fast smelting and the molten bath smelts,the molten bath smelts including the Landa continual copper smelting,Isa smelts,Niu Shinao smelts.Originally designed to produce per 300,000 the first electrolytic copper refine the work shop,refining the precise copper produced electrolytically and concisely as the positive pole with fire law of copper,take copper sulfic acid and aqueous solution of the sulfuric acid as the electrolytic liquid very much with the electrolytic thin copper beginning that produces.Under the funcition of the direct current,positive pole copper carries on electrochemistry to dissolve,pure copper is deposited in the negative pole,the impurity is entered in positive pole mud and electrolytic liquid,thus realized the separation of the copper and impurity,have confirmed the main technical and economic index in the electrolytic course of copper.Have originally designed and also carried on supplies equilibrating,calculation and choice of the thermal balance,horizontal weighing apparatus,capital equipment and auxiliary equipment. Further improve the standard of the electrolytic refining and reached for the refinement of the electrolytic technology is a profound understanding of purpose. Keywords:Copper;Electro refining;balanced computing;design目录1 文献综述 (6)1.1铜的简介 (6)1.2铜生产技术 (7)1.2.1传统炼铜技术 (7)1.2.2现代炼铜技术 (7)1.2.3冰铜吹炼 (7)1.2.4铜的精炼 (7)1.2.5湿法炼铜 (8)1.3铜的电解精炼 (9)1.3.1铜电解精炼现状 (9)1.3.2铜电解精炼的基本原理 (9)1.3.3铜电解精炼中杂质的主要行为 (11)2 设计原则及要求 (14)2.1设计原则 (14)2.2设计要求 (14)2.3主要设备及辅助设备的计算与选择 (14)2.4冶金计算 (15)2.5制图内容和要求 (15)3 主要设备的计算与选择 (16)3.1电解槽 (16)3.1.1电解槽的材质 (16)3.1.2电解槽的构造 (16)3.1.3电解槽衬里的材质 (17)3.1.4电解槽的安装 (17)3.1.5阳极 (18)3.1.6阴极 (19)3.1.7种板 (19)3.2电解槽各有关设备选择和计算 (20)3.3整流器的选材及计算 (22)3.4车间运输设备的选择与计算 (22)3.5车间及跨的选择 (23)3.6极板作业机组 (23)4 主要技术经济指标的论证与选择 (25)4.1主要技术条件 (25)4.1.2添加剂 (26)4.1.3电解液温度 (26)4.1.4电解液循环 (27)4.1.5电流密度 (27)4.1.6同极中心距 (27)4.1.7阳极寿命和阴极周期 (27)4.2主要经济指标 (28)4.2.1电流效率 (28)4.2.2残极率 (29)4.2.3铜电解回收率 (29)4.2.4槽电压 (29)4.2.5直流电能单位消耗 (30)4.2.6硫酸单位消耗 (30)4.2.7蒸汽单位消耗 (30)5 冶金计算 (31)5.1铜电解精炼物料平衡计算 (31)5.1.1阳极泥率和阳极泥成分计算 (31)5.1.2电解精炼物料计算 (32)5.2铜电解精炼热平衡计算 (34)5.2.1计算电解槽液面水蒸发热损失 (35)5.2.2电解槽液面的辐射与对流的热损失 (35)5.2.3电解槽壁的辐射与对流热损失 (36)5.2.4管道内溶液热损失 (36)5.2.5电流通过电解液所产生的热量 (36)5.2.6全车间需要补充热量 (37)5.3电解液净化及硫酸盐生产冶金计算 (37)5.3.1净液量计算 (37)5.3.2硫酸铜的物料平衡计算 (38)5.3.3脱铜电解物料平衡计算 (40)5.3.4粗硫酸镍生产计算 (41)5.4电解循环系统设备及管道计算 (43)5.4.1循环贮槽材质及容积确定 (43)5.4.2高位槽 (43)5.4.3阳极泥贮槽 (43)5.4.4电解液循环泵 (43)5.4.5电解液加热器 (44)6 厂址选择 (46)7 环保与安全 (48)7.1环境保护 (48)7.2安全生产 (48)致谢 (50)参考文献 (51)附:专题 (52)1 文献综述1.1铜的简介铜是人类最早发现和应用的金属之一,据考证,西亚地区是世界上最早应用铜并掌握炼铜技术的地区。
年产19万吨高纯阴极铜电解精炼车间设计
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江西理工大学本科毕业设计(论文)任务书冶金与化学工程学院冶金工程专业2013 级(2017届)136班学生卫强题目:年产19万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计原始依据:通过在福建省龙岩市上杭县紫金铜业电解厂实习,实地考察铜电解精炼车间,熟悉电解精炼流程。
通过查阅资料,收集相关数据,根据专业知识设计一个年产19万吨的高纯阴极铜电解精炼车间。
(1)阳极成分如下:表1 阳极成分(质量百分数%)元素Cu As Sb Bi Ni Fe Pb 含量0.035 0.043 0.002 0.068 0.002 0.001(2)技术参数:电解铜回收率:99.8%;电铜品位:99.9935%(符合高纯阴极铜的化学成分要求:GB/T1385-92;残极率:15%主要内容和要求:(1)撰写实习报告一份;(2)完成设计说明书一篇,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。
(3)用CAD绘制设备图和至少一张手工图纸: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)。
(4)完成设计说明书一篇。
(5)翻译外文资料一篇。
(6)小论文一篇。
日程安排:第4周(2017年03月06日至2017年03月12日)查阅文献资料,翻译一篇英文资料,写出文献综述第5周(2017年03月13日至2017年03月19日)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(2017年03月20日至2017年03月26日)完成概述和厂址的选择与论证第7周(2017年03月27日至2017年04月02日)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(2017年04月03日至2017年04月09日)完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算第9周(2017年04月10日至2017年04月16日)完成主要设备选型计算和车间配置与安排第10周(2017年04月17日至2017年04月23日)完成车间环保和技术经济分析与评价第11周(2017年04月24日至2017年04月30日)完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图第12周(2017年05月01日至2017年05月07日)完成车间平面和立面配置图第13周(2017年05月08日至2017年05月14日)初步完成设计说明书第14周(2017年05月15日至2017年05月21日)修改设计说明书、编辑论文第15周(2017年05月22日至2017年05月28日)老师评阅设计、学生准备答辩第16周(2017年05月29日至2017年06月04日)毕业答辩主要参考文献和书目:[1] 朱祖泽、贺家齐. 现代铜冶金学[M]. 北京:科学出版社,2003[2] 陈国发. 重金属冶金学[M]. 北京:冶金出版社,2010[3] 陈维东. 铜电解精炼中阳极杂质的行为[J].1993, 4(20): 56~60[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] 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[8] 程彤. 降低阴极铜电单耗生产实践[J]. 2010, (4): 50~51[9] 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[10] 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[11] 邱栋良. 冶金起重机选用指南[J].[12] 张文毓. 钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J]. 2009, 26(1): 32[13] 《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[14] 姜国民. 浅谈ISA法阴极铜加工机组[J]. 2005, 42(2): 42[15] 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[16] 袁一. 化学工程师手册[M]. 北京:机械工业出版社,1999[17] 刘会巨. 铜电解车间的防腐[J]. 2009, 5 (13): 12~16[18] 李著华. 论铜电解车间的采暖通风[J]. 2001, 2: 47~48[19] 《化学工程师手册》编写组. 化学工程师手册[M]. 北京指导教师(签字):2017年3月6 日江西理工大学本科毕业设计(论文)开题报告冶金与化学工程学院冶金工程专业2013 级(2017届)6班学号03学生卫强题目:年产19万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计本课题来源及研究现状:随着社会的发展,资源的短缺,人类对阴极铜电解精炼的技术研究越发深入,根据我国目前阴极铜电解精炼的技术现状,要获得更纯的阴极铜,在电解精炼中,要提高产品质量、降低能源消耗、提升劳动生产力,结合当前经济效益和行业内统计数据,改善我国目前的生产条件,进一步使阴极铜电解技术的发展向着更纯的阴极铜、更低的生产成本、更高的电解生产率方向发展。
年产20万吨铜电解槽设计
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年产20万吨铜电解槽设计摘要本文主要设计了一座年产20万吨铜的电解铜精炼车间,根据已知条件,选定操作技术条件、经济技术指标、主体设备设计及冶金计算等内容。
根据已知条件及结合铜电解槽工艺的实际条件,本设计所生产的电铜纯度为99.9941%,电解过程所使用电流强度为25000A,槽电压为0.3V,电流密度为320A/m2,电解液温度是60℃,电解液循环速度为30L/min,电解槽设计内尺寸为4150×1120×1430mm,电解槽数为860个,车间采用双跨布置。
然后根据冶金计算得出铜电解槽的阳极泥成分、阴极铜的成分、物料平衡、有害杂质在电解液中的允许含量以及净化过程中杂质的脱除效率及热平衡等重要数据。
绘制出铜电解精炼电解槽安装图。
关键词:铜电解精炼,工艺设计,物料平衡,热平衡Design of Annual Output of 200000 Tons Copper ElectrolyticTankAbstractThis paper mainly designs a refining workshop with an annual output of 200000 tons of copper electrolytic copper, under the given conditions, the selected operation technical conditions, economic and technical indicators, the main equipment design and metallurgical calculation etc. On the basis of the known conditions and combining with the actual conditions of copper electrolysis process, the design of the production of electrical copper purity 99.9941%, electrolytic process by using the strength of the current 25000A, slot voltage 0.3V, the current density for the 320A/m2, electrolyte temperature is 60 ℃, electrolyte circulation rate was 30L / min, design of aluminium electrolytic cell size is 4150 x 1120 x 1430mm, electrolytic cell number for 860 workshop features double span arrangement. And then calculated based on Metallurgical electrolytic trough of copper anode slime composition, cathode copper the composition, the material balance, harmful impurities in the electrolyte and allows content purification impurity removal efficiency and thermal equilibrium, and other important data. Draw out the electrolytic refining of copper electrolysis installation drawing.Key Words: Copper electrolysis refining, Process design, Material balance, Heat balance目录1 绪论 (1)1.1 铜的基本性质 (1)1.2 铜的用途 (1)1.3 铜资源的分部 (2)1.3.1 世界铜矿分部状况 (2)1.3.2 中国铜矿种类及分部状况 (3)1.4 铜的生产方法 (4)1.4.1 火法炼铜 (4)1.4.2 湿法炼铜 (5)1.5 现代炼铜新技术 (6)1.5.1 闪速熔炼 (7)1.5.2 艾萨炼铜法 (7)1.5.3 白银炼铜法 (7)1.5.4 奥斯麦特炼铜法 (8)1.5.5 水口山炼铜法 (8)1.6 电解精炼的目的 (9)1.7 设计的内容及意义 (9)1.7.1 设计的内容 (9)1.7.2 设计的意义 (10)2 铜的电解精炼的工艺流程及基本原理 (11)2.1 铜的电解精炼的工艺流程 (11)2.2 铜电解精炼的基本原理 (11)2.2.1 电解过程的电极反应 (12)2.2.2 一价铜离子的形成与影响 (13)2.2.3 阳极杂质在电解过程中的行为 (13)3 技术条件及技术经济指标的选择 (16)3.1 操作技术条件 (16)3.1.1 电流密度 (16)3.1.2 电解液成分 (16)3.1.3 电解液温度 (17)3.1.4 电解液循环 (17)3.1.5 添加剂 (19)3.1.6 同极中心距 (20)3.1.7 阳极溶解周期和阴极周期 (21)3.2 技术经济指标 (21)3.2.1 电流效率 (21)3.2.2 残极率 (21)3.2.3 电解回收率 (22)3.2.4 槽电压 (22)3.2.5 直流电耗 (22)3.2.6 蒸汽单位消耗量 (23)3.2.7 硫酸单位消耗 (23)3.2.8 水单位消耗 (23)4 产物 (24)4.1 电解铜 (24)4.2 阳极泥 (24)5 主体设备的选择与计算 (26)5.1电解槽 (26)5.1.1 电解槽的材质与结构 (26)5.1.2 电解槽的排列 (26)5.1.3 电解槽的安装 (27)5.2 电解槽的计算 (28)5.2.1 商品电解槽总数 (29)5.2.2 电解槽中阴极、阳极的片数 (30)5.2.3 电解槽尺寸 (30)5.2.4 种板槽数确定 (31)5.2.5 槽边导电排、槽间导电板、阴极导棒 (31)6 冶金计算 (34)6.1 物料平衡计算 (34)6.2 净液量计算 (37)6.3 槽电压组成计算 (39)6.4 电解槽热平衡计算 (40)6.4.1 热支出 (40)6.4.2 热收入 (43)6.4.3 全车间需补充的热量 (44)7 车间环保 (45)7.1 废水处理 (45)7.2 废气处理 (46)7.2.1 电解工段废气治理措施 (46)7.2.2 净液工段废气治理措施 (47)7.3 节能降耗 (47)7.4 车间防腐 (47)7.4.1 电解槽 (47)7.4.2 电解液输送管道 (48)致谢 (49)参考文献 (50)1 绪论1.1 铜的基本性质铜在化学元素周期表中属第一族元素,原子量是63.54,原子序数是29,密度8.92,熔点1083℃,沸点2567℃。
年产万吨电铜电解车间的设计
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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。
年产万吨电铜电解车间的设计
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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。
产20万吨电解铜的铜电解车间设计
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产20万吨电解铜的铜电解车间设计江西工业大学应用科学学院毕业设计年产20万吨电解铜的铜电解车间设计摘要本文的主要内容是在目前的铜电解工艺中,选择了与阳谷祥光铜业有限公司相结合的投资节约方案。
效果是迅速的,过程是成熟的,为了被推进,但它必须是可靠的,而不是盲目地推进。
电解过程采用永久性不锈钢阴极电解。
选择的工艺条件为:铜回收率为99.8%,铜直接回收率为98%,残极率为16%,电解铜溶解率为1.95%,阳极板为1000×960×44mm,阳极和阴极数分别为54和55,阴极为1029×1010×3.25mm不锈钢,电流密度生产为280A/m,电流效率为95%。
电解车间分为两个系统,一个为东系统,一个为西系统,中间为一个单元,东系统400罐,西系统320罐,每20罐为一组。
该设备是根据工艺条件计算选择的:720台混凝土内衬玻璃钢电解槽,2台带组合吊架和接酸板的专用吊车。
五个自动化生产单元,2个可控硅整流器,25个全玻璃钢带盖储罐,2个高位储罐,8个板式换热器和4个隔膜压滤机。
导电装置采用平衡电流型绝缘导电装置,滤布采用聚丙烯1000A微孔膜复合滤布。
净化工艺采用真空蒸发、水冷结晶、带式过滤生产硫酸铜,诱导法去除铜和砷,真空蒸发冷冻结晶法生产硫酸镍。
关键词:电解铜;电解;净化;工艺流程设计随着年产20万吨电解铜的电解车间设计摘要本文的主要内容是目前在铜电解过程中,选择阳谷祥光铜业有限公司投资组合,获得有效快速、成熟的技术,而且要先进可靠,不能盲目抽象技术.电解的永久不锈钢阴极电解的工艺选择工艺条件的选择是:铜回收率为99.8%,在该工艺电解铜直接收率为98%,残铜率为16%,电解铜溶解率为1.95%,一阳极板1000×960×44毫米,阴阳数分别为54片、55片,阴极为1029×1010×3 .25毫米不锈的钢,生产电流密度为280A / m,电流效率为95%.电解的2个系统的西侧为中东系统装置,400槽,西系统320槽,每个20槽为一组,根据设备条件计算和选择玻璃钢浴槽混凝土衬里:720,带组合吊架和酸盘式专用起重机2.5自动生产线可控硅整流器2,配有一个盖玻片钢罐25,高槽2,板式热交换器8,隔膜压滤机4.传导的装置配有平衡电流绝缘导电装置,滤布由聚丙烯微孔滤膜制成,1000A.过程对于净化选择通过真空蒸发、水冷结晶、带式过滤机生产诱导硫酸铜、铜和砷去除通过真空蒸发和冷却结晶,硫酸镍的生产.键单词:电解铜;电解的;净化;工艺设计矿石的平均品位为0.5%-1% 存款类型由于斑岩矿石较少,砂岩矿床较多,溶剂萃取技术的推广受到限制。
电解铜的铜电解车间设计
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电解铜的铜电解车间设计目录1 前言 01.1铜的性质 0铜的物理性质 0铜的化学性质 (2)铜的主要化合物的性质 (2)1.2铜的用途 (3)1.3铜资源状况 (4)世界铜资源 (4)中国资源 (6)1.4中国铜的生产状况和消费 (7)中国铜的生产状况 (7)铜的消费 (8)铜的湿法冶金 (9)铜的火法冶金 (10)1.6铜的新技能.......................... 错误!未定义书签。
一种采取溶剂萃取净化铜电解液的要领本错误!未定义书签。
疏散强化型电解铜箔及其制造要领..... 错误!未定义书签。
硫化矿细菌浸出..................... 错误!未定义书签。
1.7设计的内容 (11)冶金盘算 (11)重要设备及帮助设备盘算 (11)制图内容和要求 (11)2 厂址选择 (13)3.1铜电解精炼流程简述 (15)3.2铜电解精炼的理论底子 (17)阳极历程 (17)阴极历程 (17)阳极上杂质 (18)3.3电解液的净化 (19)4 铜电解精炼的主要设备选择 (20)5 铜电解技能指标 (23)5.1铜电解的条件 (23)电解液组成 (23)添加剂 (23)电解液温度 (24)电解液循环 (24)电流密度 (24)同极中心距 (25)5.2阳极寿命和阴极周期 (25)6 主要经济技能指标 (26)6.1电流效率 (26)6.2残极率 (26)6.3铜电解采取率 (26)6.4槽电压 (26)6.5直流电能电位消耗 (27)6.6硫酸单位消耗 (27)6.7蒸汽单位消耗 (27)7 电解精炼冶金盘算 (28)7.1电解槽设计盘算 (28)商品电解槽总数 (28)电解槽的极板数 (28)每槽阳极片数 (29)种板电解槽数 (29)7.2物料平衡盘算 (30)7.3铜电解精炼热平衡盘算 (33)热收入 (34)热支出 (34)5.4净液量的盘算 (36)7.5硫酸盐生产物料平衡盘算 (37)盘算铜料参加量 (37)盘算硫酸铜产物产量 (38)一次母液体积 (38)5.6脱铜电解物料平衡盘算 (39)7.7粗硫酸镍生产盘算 (39)8 铜电解精炼的主要生产设备的选用 (41)8.1整流器及导电铜质料的盘算 (41)直流电源 (41)槽边导电排 (43)槽间导电板 (44)短路棒 (45)8.2电解液循环系统设备及管道盘算 (45)集液槽 (45)电解液循环泵 (45)高位槽 (46)加热器 (46)供液管 (47)电解液循环管 (47)阳极片剥机 (48)8.3车间运输设备盘算及选择 (48)起重机 (48)叉车 (48)8.4其他设备及设施 (49)种种帮助槽子 (49)阳极泥放出与收集 (49)9 环保步伐 (50)9.1情况掩护 (50)9.2宁静生产 (51)10 车间定员 (52)附图 (54)参考文献.................................... 错误!未定义书签。
年产16万吨铜电解车间设计本科毕业设计(论文)任务书.docx
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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。
铜电解工艺设计设计
![铜电解工艺设计设计](https://img.taocdn.com/s3/m/76d75107a6c30c2259019ed6.png)
1 文献综述设计有色冶金厂,在于根据原材料的特点和研究成果以及国内外工业生产实践,设计合理的工艺流程,选择合适的工艺设备并进行合理的配置,根据工艺要求设计适宜的厂房结构和辅助设施,配备必要的劳动定员,确保生产正常进行。
在设计中必须做到技术上先进可靠,经济上合理,既要为生产获得较好的技术经济指标创造条件,又要为生产工人提供良好的劳动场所,使建设投资能最大限度地发挥效果。
1.1铜的性质和用途纯铜呈紫红色,熔点约1083.4℃,沸点2567℃,密度8.92g/cm3,具有良好的延展性。
铜属第四周期第一副族元素。
原子序数29,原子量63.57。
1g纯铜可拉成3000m细铜丝或压延成面积为10m2几乎透明的铜箔。
纯铜的导电性仅次于银,但比银便宜得多,所以当今世界一半以上的铜用于电力和电讯工业上。
铜在空气中加热时表面形成黑色氧化铜Cu2O;在氧气不足的情况下,形成红色氧化亚铜Cu2O。
铜与硫蒸气反应,能形成硫化铜Cu2S、硫化亚铜Cu2S或非化学计量的硫化铜。
铜在常温下与卤素有反应;与氮气即使在高温下也无反应;在加热情况下与氧化二氮、氧化氮作用形成Cu2O;与二氧化氮作用形成CuO。
铜与盐酸或稀硫酸不起作用,遇氧化性强的硝酸或热浓硫酸有反应:Cu+4HNO3(浓)Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O3Cu+8HNO3(稀)3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OCu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O还能溶于热的氯化铜盐酸溶液或氯化铁溶液中:Cu+CuCl2+2HCl2HCuCl2Cu+FeCl3+HCl FeCl2+HCuCl2化合物中铜的主要氧化态是+1、+2,极少数是+3。
在高温和干态时,一价铜化合物是稳定的,许多二价铜化合物加热能转变成一价:4CuO2Cu2O+O2↑2CuS Cu2S+S2CuCl22CuCl+Cl2但在水溶液中,以二价稳定,一价铜化合物易因歧化反应生成二价铜和金属铜:2Cu+Cu2++Cu三价铜化合物不重要,已知的K3CuF6为淡绿色结晶。
15万吨铜电解精炼工艺设计
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15万吨/年铜电解精炼工艺设计摘要本设计为15万吨/年铜电解精炼工艺设计,对铜的生产概况、铜电解精炼的一般原理及一般生产过程进行了综述,对厂址的选择依据进行了讨论。
对铜电解精炼物料平衡、铜电解精炼热量平衡、净液量以及硫酸盐生产物料平衡进行了计算,对工艺过程中的主要设备进行了选型计算。
关键词:铜,电解,净化,衡算,冶炼厂15wt/a electrolysis refining of copper technological design The Technology Design of Cokingwith 800,000t/a Metallurgical CokeSpecialty: chemical engineering & technologyName: Yang yangTutor:Li LinboAbstractThis design is the electrolysis refining of copper technological design with the annual output of 150,000 tons. The paper summarizes the copper production survey, the general principle and the general production process of copper Electrolysis. Discussed the choice basis of the factory site. It makes technology calculation to the Mass balance and the Heat balance of the electrolysis Process, purification of liquid volume as well as the materials balance of Kraft production. This paper also discusses selection and calculation of the major equipment.Key words:Copper、Electrolysis、Purification、Balance computation、Refinery绪论铜的电解提纯是将粗铜(含铜99%)预先制成厚板作为阳极,纯铜制成薄片作阴极,以硫酸(H2SO4)和硫酸铜(CuSO4)的混和液作为电解液。
铜电解槽设计说明
![铜电解槽设计说明](https://img.taocdn.com/s3/m/6f9ea431b4daa58da0114ad9.png)
铜电解槽课程设计电解是从矿石中提取有色金属的主要方法,是大多数有色金属生产的必要工序。
对于铜而言,电解主要有常规电解法、周期反向电流电解法和永久性阴极板电解法。
常规电解法包括阳极加工、始极片生产和制作、装槽、灌液、通电电解、出槽等工序;永久性阴极板电解法包括阳极加工、装槽、灌液、通电电解、出槽、清洗阴极并剥下成品电铜等工序。
铜电解车间的设计一般包括技术经济指标的选择和论证、冶金计算、电解液净化及硫酸盐生产、主要及附属设备计算、车间配置及管理、投资估算、安全,环保与防腐等内容。
完成电解过程使用的主体设备为电解槽,由长方形槽体和附设的供液管、排液斗、出液斗的液面调节堰板等组成。
1 铜电解精炼的方法铜的生产主要视含铜矿石成分及品位而定。
电解分为电解精炼(电解)和电解沉积(电积)。
电解精炼采用可溶性阳极,以火法冶金炼制的粗金属作为阳极进行电解,通过选择性的阳极溶解及阴极沉积,达到分离粗金属中杂质和提纯金属的目的;电解沉积采用不溶性阳极,使经过浸出、净化的电解液中待沉积的金属离子在阴极上还原析出,制得纯金属。
因此,电解精炼是火法冶金工艺提取高纯有色金属的最后精炼工序,而电解沉积则是湿法冶金的最后精炼工序。
目前,在纯铜的生产中,大约有80%的铜采用硫化物矿石通过电解法制取,另有20%的铜采用低品位氧化铜矿通过电积法制取。
(1) 常规电解精炼法常规电解精炼法自19世纪末用于工业生产以来,已成为目前应用最广的一种方法。
在实际生产中,首先是在种板槽中用火法精炼获得的粗铜作为阳极,用钛母板作为阴极,通以一定电流密度的直流电,使阳极铜发生电化学溶解,并在钛母板上析出0.5~1.0mm厚度的纯铜薄片,称为种板。
将其从母板上剥离下来后,经过整平、压纹,再与导电棒、吊耳装配成阴极板(又称始极片),即可作为生产槽所用的阴极,称为阴极板。
然后,将粗铜阳极板和纯铜阴极板相间地装入盛有电解液的生产电解槽内,通入直流电进行电解精炼,铜在阳极上溶解并迁移至阴极进行电沉积,待沉积到一定质量时将其取出,作为电解铜成品。
铜电解精炼设计说明书
![铜电解精炼设计说明书](https://img.taocdn.com/s3/m/4fd1639825c52cc58ad6be9b.png)
西安建筑科技大学华清学院本科毕业设计(论文)任务书题目:年产5万吨电解铜的铜精炼车间工艺设计院(系): 材料与冶金工程系专业:冶金工程专业学生姓名:小新学号:指导教师(签名):主管院长(主任)(签名):时间:2011年02 月18 日一、毕业设计(论文)的主要内容(含主要技术参数)毕业设计主要内容包括:根据设计题目进行毕业实习,收集有关资料,熟悉铜电解精炼过程的工作原理及生产过程,为铜电解精炼工艺的设计打下基础;铜电解精炼车间总体设计方案的制定;铜电解精炼操作技术条件的选择;完成物料平衡、热平衡计算; 生产工艺的设计;车间工艺的布置;主要设备包括电解槽、阳极、阴极的设计,辅助设备的选型;主要技术经济指标的确定.使学生能够理论联系实际,掌握流态化焙烧工艺设计的基本过程,为今后从事相关的技术工作奠定基础。
二、毕业设计(论文)题目应完成的工作(含图纸数量)1 完成毕业实习报告,并收集有关资料,进行技术准备;2 完成设计说明书1份;3 绘出车间平面图、剖面图、电解槽安装图各一张;4 完成与设计内容相关的专题1篇,不少于5000字;5 翻译与本专业相关的外文技术资料1篇,中文不少于4000字。
三、毕业设计(论文)进程的安排序号设计(论文)各阶段任务日期备注1 资料收集与整理,毕业实习,完成实习报告2。
21-3.142 专题及英文翻译 3.15-。
3.273 设计相关物料平衡及热平衡计算3。
30-4.244 主体设备及生产工艺设计4。
27-5。
205 绘图,撰写设计说明书5。
21-6。
106 准备答辩 6.10-6。
20四、主要参考资料及文献阅读任务(含外文阅读翻译任务)1 邱竹贤编,《冶金学(有色金属冶金)》,冶金工业出版社,20012 重有色金属冶炼设计手册(铜镍卷),冶金工业出版社,19963《有色金属冶炼设备》,有色金属冶炼设备编委会,冶金工业出版社,19944《有色冶金炉设计手册》,有色冶金炉设计手册编委会,冶金工业出版社,20005《有色冶金原理》,傅崇说主编,冶金工业出版社,19986《有色冶金过程污染治理》,陈拂顺主编,冶金工业出版社,19987 李进,王碧侠编,Metallurgical Engineering English,西安建筑科技大学,20048朱祖泽,贺家齐编, 现代铜冶金学,科学出版社,20039 阅读并翻译与设计内容相关的英文资料一份。
铜电解车间工艺流程
![铜电解车间工艺流程](https://img.taocdn.com/s3/m/b3c4fb7a5627a5e9856a561252d380eb6294239f.png)
铜电解车间工艺流程
1. 原料准备:原料主要是含铜的废旧电线、废铜零件等,需要对原料进行分类、清洁和破碎处理。
2. 酸化浸出:将原料放入浸出槽中,加入酸性液体(如硫酸),通过化学反应将铜溶解到液体中。
3. 共沉淀:将酸化浸出液中的铜离子与氢氧化物或碱性物质反应,产生沉淀物。
通过过滤或离心等方式分离沉淀物。
4. 还原电解:将经过共沉淀处理后的铜溶液放入电解槽中,通过电解的方式将铜离子还原成固态的金属铜。
5. 电解槽清洗:清洗电解槽,将其中的杂质和不纯物质清除。
6. 铜束处理:将电解槽中产出的铜束进行处理,包括去除残留的电解液、清洗和烘干。
7. 铜束铸锭:将处理后的铜束通过熔炼或其他方式,将其熔化并浇铸成锭。
8. 检验质量:对铜锭进行质量检验,确保铜的成分和杂质符合要求。
9. 包装和出货:将合格的铜锭包装起来,并按照客户要求进行出货。
以上是铜电解车间的典型工艺流程,不同工厂和生产线可能会有一些差异。
铜电解精炼车间设计方案探讨
![铜电解精炼车间设计方案探讨](https://img.taocdn.com/s3/m/c1233b06f08583d049649b6648d7c1c708a10b7d.png)
铜电解精炼车间设计方案探讨张春发【摘要】铜电解精炼即在阳极上的铜溶解,到阴极上析出,同时阳极上的杂质溶解或沉淀到电解液或槽底的一个电化学过程.电解精炼就是一个提纯和贵金属富集的过程.一般的生产企业阴极铜是终端产品,由于该产品的生产周期较长,达7~10天,所以,一旦出现质量问题,将会有大批量的阴极铜报废,给企业带来不可估量的损失.更有甚者,有的企业由于铜电解车间在设计过程中局部工艺或设备选型不合理,造成了开工即停产改造的后果.下面就传统法铜电解车间在设计过程中几点经验与同行分享.一、车间平面布置1.车间在设计时如一步达产建议阴、阳极加工机组选在车间的中间部位,车间一端二楼平台留24米的操作空间,供始极片加工或出残极、阴极铜之用;另一端留18米的操作空间,供出残极、阴极铜之用.这种布局可以达到阴、阳极从车间中部入槽,残极和阴极铜从两侧出去,操作顺畅的效果,工作效率高.【期刊名称】《资源再生》【年(卷),期】2011(000)008【总页数】3页(P54-56)【作者】张春发【作者单位】巴彦淖尔西部铜材有限公司【正文语种】中文铜电解精炼即在阳极上的铜溶解,到阴极上析出,同时阳极上的杂质溶解或沉淀到电解液或槽底的一个电化学过程。
电解精炼就是一个提纯和贵金属富集的过程。
一般的生产企业阴极铜是终端产品,由于该产品的生产周期较长,达7~10天,所以,一旦出现质量问题,将会有大批量的阴极铜报废,给企业带来不可估量的损失。
更有甚者,有的企业由于铜电解车间在设计过程中局部工艺或设备选型不合理,造成了开工即停产改造的后果。
下面就传统法铜电解车间在设计过程中几点经验与同行分享。
建议阴、阳极加工机组选在车间的中间部位,车间一端二楼平台留24米的操作空间,供始极片加工或出残极、阴极铜之用;另一端留18米的操作空间,供出残极、阴极铜之用。
这种布局可以达到阴、阳极从车间中部入槽,残极和阴极铜从两侧出去,操作顺畅的效果,工作效率高。
年产十五万吨铜电解车间设计方案提纲
![年产十五万吨铜电解车间设计方案提纲](https://img.taocdn.com/s3/m/86bcdb2b58eef8c75fbfc77da26925c52dc59146.png)
年产十五万吨铜电解车间设计方案提纲篇一:标题:年产十五万吨铜电解车间设计方案提纲正文:一、背景介绍1. 所在行业:铜电解车间主要应用于铜的加工和提纯,是铜工业中的关键工艺流程之一。
2. 生产现状:目前,国内铜电解车间的生产能力主要集中在沿海地区,而中西部地区的生产能力相对落后。
3. 设计方案的目的:本设计方案旨在通过优化铜电解车间的结构和设备,提高生产效率和产品质量,实现年产十五万吨铜的生产能力。
二、工艺流程1. 铜矿提取:采用浮选、重选、磁选等工艺,将铜矿中的杂质去除。
2. 电解铜制备:将铜矿提取的铜离子通过电解法制铜,形成纯铜。
3. 精炼:将纯铜进行精炼处理,提高铜的纯度和含铜量。
4. 包装和销售:将精铜进行包装,然后进行销售。
三、设备选型1. 电解池设备:采用高效节能的电解池,如多级电解池、高效能阳极氧化池等。
2. 精炼设备:采用高效的精炼设备,如真空精炼机、离子交换膜技术设备等。
3. 冷却设备:采用冷却设备,降低纯铜的温度,提高生产效率。
四、设计方案的实施1. 工艺参数设计:通过分析工艺流程和设备参数,确定最佳工艺参数。
2. 设备配置设计:根据工艺流程和设备参数,设计合适的设备配置方案,确保设备正常运行。
3. 现场勘查和模拟实验:对铜电解车间进行现场勘查和模拟实验,验证设计方案的可行性。
4. 施工设计和施工建设:根据设计方案,制定详细的施工设计图纸和施工计划,并进行施工建设。
五、经济效益分析1. 生产成本分析:通过模拟实验和实际调查,对生产成本进行分析,并确定可行的生产成本。
2. 经济效益分析:通过效益分析,确定设计方案的经济效益,包括生产效率、产品质量和生产成本等方面。
六、结论本设计方案旨在优化铜电解车间的结构和设备,提高生产效率和产品质量,实现年产十五万吨铜的生产能力。
通过实施本设计方案,预计可以获得良好的经济效益和社会效益。
篇二:提纲:I. 介绍A. 年产十五万吨铜电解车间的定义和目标B. 设计方案的背景和目的II. 工艺流程A. 铜电解车间的工艺流程B. 电解铜的基本原理和过程C. 电解铜车间的主要设备III. 技术方案A. 技术可行性分析B. 技术方案的选择和考虑C. 设备的设计和制造IV. 环境保护A. 车间环境保护措施的考虑B. 废水、废气和废渣的处理和处置方案C. 环境友好型设备的设计和选择V. 人力资源A. 人员需求和招聘B. 培训和管理C. 员工福利和工作环境VI. 经济效益A. 投资成本分析和预算B. 产出和利润分析C. 市场营销策略和竞争力VII. 结论A. 设计方案的优缺点B. 未来发展方向和建议拓展:铜是一种非常重要的金属,广泛应用于电子、电力、化工、汽车等领域。
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铜电解槽精炼车间工艺设计一、概述1、粗铜经火法精炼后仍含有一点数量的杂质。
这些杂质的存在会使铜的某些物理性质和机械性能变坏,不能满足电气工业对铜的要求。
因此,粗铜在火法精炼后需要电解精炼以除去有害杂质。
铜的电解精炼以火法精炼产出的铜为阳极,以电解产出的薄铜片为阴极,以硫酸和硫酸铜水溶液作电解液。
在直流电作用下,阳极铜电化学溶解,在阴极上沉积,杂质则进入阳极泥和电解液中,从而实现铜于杂质的分离。
下图为铜电解精炼一般工艺流程图:阳极阳极泥电解液电解液电铜阳极泥残极送电解返火法送阳极泥处理送阳极泥返火精炼槽精炼处理法精炼粗硫酸返火法精炼生产精制硫酸镍返回电解精炼图1-1铜电解精炼一般工艺流程图:2、铜阳极铜电解精炼的原料是火法精炼后烧铸而成的铜阳极。
生产中应尽量获得质量良好的铜阳极板。
二、技术条件及技术经济指标的选择1、操作技术条件⑴、电流密度电流密度是指单位面积上通过的电流安培数。
电流密度的范围为200-360A /m 2.。
种板电解槽电流密度比普通电解槽电流密度稍低,本设计中普通电解槽电流密度取300 A /m 2,种板电解槽电流密度取230A /m 2。
⑵、电解液成分电解液成分主要由硫酸和硫酸铜水溶液组成。
其铜和硫酸的含量视电流密度、阳极成分和电解液的纯净度等条件而定。
在电解生产中,必须根据具体条件加以掌握,以控制电解液的含铜量处于规定的范围。
⑶、极距极距一般指同极中心距。
本设计取极距为90mm 。
⑷、阳极寿命和阴极周期阳极寿命根据电流密度、阳极质量及残极率来确定,一般为18-24天。
阴极周期与电流密度、阳极寿命及劳动组织等因素有关,一般为阳极寿命的1/3。
本设计中阳极寿命为18天,阴极寿命为6天。
2、技术经济指标 ⑴、电流效率电流效率是指电解过程中,阴极实际析出量占理论量的百分比。
本设计中电流效率为% ⑵、残极率残极率是指产出残极量占消耗阳极量的百分比。
本设计中残极率17%。
⑶、电解回收率铜电解回收率反应在电解过程中铜的回收程度,其计算方法如下:铜电解回收率×100 % ⑷、槽电压槽电压由电解液电阻引起的电压降,金属导体电压降,接触点电压降,克服阳极泥电阻的电压降,浓差极化引起的电压降等组成。
普通槽槽电压一般为~;种板槽电压一般为~。
三、主体设备设计1、电解槽的材质与结构电解槽的材质一般以钢筋混凝土为槽体,内衬造价低廉、耐热、耐腐蚀和电绝缘性能良好的材料。
电解槽结构见设计图。
通常电解槽由长方形槽体和附设的供液管、排液斗、出液斗的液面调节堰板等组成。
槽体底部作成由一端向另一端倾斜,最低处开设排泥孔,较高处设有放液孔,分别供刷槽时排放阳极泥和电解液用。
电解槽安装在钢筋混凝土横梁上,槽底四角垫以橡胶板和瓷砖。
2、电解槽总数的确定电解槽总数包括普通电解槽、种板电解槽和脱铜电解槽。
其总数按下式计算:(3-1)M 年产铜数量,t;η电流效率;I 电流强度,A。
铜的电化当量,g∕A·h本设计中已知 M = 40000tη= %I =10000A年工作日:350d日通电小时:将已知数据代入上式得N = 取整数N=424个3、阳极、阴极、种板和始极片的选择与计算⑴、阳极、阴极和种板的尺寸①阳极尺寸的选择与生产规模、操作机械化程度及其他一些条件有关。
本设计中采用阳极尺寸为:阳极长780mm 阳极宽730mm 。
②阴极尺寸应比阳极稍大一些,一般比阳极宽35~55mm,比阳极长25~45mm。
本设计中阴极尺寸为:阴极长=780+30=810mm 阴极宽=730+40=770mm。
③种板的尺寸一般比始极片宽20~30 mm,长50~70mm。
本设计中种板的尺寸为:种板长=780+20=800mm 种板宽=730+50=780mm 。
⑵、电解槽中阴极和阳极的片数每槽阴极的片数为: nc =I∕(Dkfc) (3-2)式中n c 每槽阴极片数,片; I 电流强度,A ;D k电流密度,A ∕m 2;(本设计中取300 A ∕m 2) f c每片始极片的面积( 本设计中为 × × 2 = )。
每槽阳极的片数为:n c +1将以上数据代入式(3-2)得 n c =10000∕(300×)= 取整数30, 则每槽阳极的片数为30+1=31。
4、电解槽尺寸的确定 电解槽长度:电解槽两端各留120mm ,则电解槽长度为: L=31×90+2×120=3030mm ; 电解槽宽度:阴极两侧距槽边各留50mm ,则电解槽宽度为: D=730+2×50=830mm ; 电解槽深度:阴极下端距槽底留280mm ,阴极上端距距槽面留80mm ,则电解槽深度为: H=780+280+80=1140mm 。
5、种板槽数的确定电解精炼过程所需种板槽数可按下式计算: X=(3-3)式中 N 车间电解槽总数,个; a种板周期,d ;取一天 n c一个普通电解槽的阴极数,片; P一片阴极所需始极片量,取; A 阴极周期,d ;B 一个种板槽的种板数,片; C始极片的成品率,取。
其中 f c = ××2=则 B = I ∕(D k f c )=10000∕(230×= 取35。
将以上数据代入式(3-3)得X= = 31 1本设计中,铜阳极化学成分见下表: 表4-1 阳极成分表元素 进入溶液∕% 进入阳极泥∕% 进入阴极∕% Cu 98 Au — 99 1 Ag — 98 2 As 63 30 7 Sb 25 65 10 Bi 15 80 5 Pb — Sn 5 85 10 Fe 72 10 18 Ni 10 Zn 93 4 3 O — 100 — 其他 5 90 5根据以上数据计算出阳极泥率,阳极泥成分,电铜成分,最后编制出铜电解精炼物料平衡表。
表4-3 阳极泥率和阳极泥成分计算表元素 进入阳极泥的量占阳极溶解量的百分数∕% 阳极泥成分∕%Cu × =Au × =Ag × =As × =Sb × =Bi × =Pb × =Sn × =Fe × = Ni ×= 4Zn × =O × =其他× = 阳极泥率100表4-4 阴极铜成分计算表元素进入阳极泥的量占阳极溶解量的百分数∕%阳极泥成分∕%Cu × =Au × =Ag × =As × =Sb × =Bi × =Pb × =Sn × =Fe × =Ni × =Zn × =其他× =合计 100根据以上数据进行物料平衡计算如下:① 40000 t电铜中的含铜量:40000×% = t②生产40000 t电铜所需铜量:∕99% = t③生产40000 t电铜要进入阳极泥中的铜量:(∕98%)×% = t④阳极泥量:∕% = t⑤生产40000 t电铜要进入溶液中的铜量:(∕98%)×% = t⑥生产40000 t电铜所需阳极数量:++= t(1-17%)×%阳极含铜量:×% = t⑦残极数量:×17% = t残极含铜量:×% = t用上述结果编制物料平衡表如下:表4-5 铜电解精炼物料平衡表进料物料名称数量∕t 铜含量∕%纯铜量∕t铜阳极合计出料物料名称数量∕t 铜含量∕%纯铜量∕t阴极铜40000残极阳极泥电解液损失合计2、净液量的计算根据阳极铜成分,阳极铜中各种杂质进入电解液的百分数,电解液中杂质的允许含量及净液过程中杂质的脱出效率,可以计算出所需的净液量。
计算中需要以下数据:根据上面计算,生产40000t电铜需要阳极,其中残极量为。
阳极中铜及主要杂质含量:Cu %,Ni %,As %,Sb %,Bi %;铜、镍、砷、锑和铋进入溶液的百分数为:Cu %,Ni %,As 63%,Sb 25%,Bi 15%;电解液中铜和杂质的允许含量(g ∕L ): Cu 45,Ni 15,As 7,Sb ,Bi ;采用冷却结晶法生产粗硫酸镍,这几种物质的脱出率为: Cu 98%,Ni 75%,As 85%,Sb 85%,Bi 85%。
按主要元素分别计算净液量如下: Q Cu = = 18034 m 3∕aQ Ni = = 9278 m 3∕aQ As = = 705 m 3∕aQ Sb = = 8158 m 3∕aQ Bi == 294 m 3∕a槽中增加不溶阳极的方法脱除,故净液量以镍元素所需的量计算,取净液量为9280 m 3∕a 。
净液量确定后,可计算出需要在普通电解槽系统设置的脱铜槽数。
需用脱铜槽脱除的铜量:(18034-9280)×45×10-3= t 所需脱铜槽数: =由计算结果可以看出,设5个脱铜槽就足够了。
有了脱铜槽数,就可以确定出普通电解槽数。
普通电解槽数=电解槽总数-种板槽数-脱铜槽数=424-31-5=388个。
3、槽电压组成铜电解精炼电解槽的槽电压一般为~。
槽电压主要由阴阳极电位差,电解液电阻产生的电压降以及导体、接点和阳极泥电阻产生的电压降三部分组成。
①阴阳极电位差:铜电解精炼过程的阴阳极电位差主要是由于浓差极化造成的。
②电解液压降:电解液压降是指电流通过电解液时,由于电解液电阻造成的电压降。
③导体、接点和阳极泥压降:导体主要指导电棒和电极。
导电棒和电极的电阻引起的压降很小。
接点电阻主要与接点处接触面积大小、接触处压紧程度及接触处是否清洁有关。
阳极泥压降是指电流通过时,阳极泥的电阻引起的压降。
据有关资料,导体压降为~V,接点压降为~ V,阳极泥压降为~。
参考文献[1] 《铜铅锌冶炼设计参考资料》编写组.铜铅锌冶炼设计参考资料.北京:冶金工业出版社,1979.[2] 李明照,许并社.铜冶金工艺. 北京:化学工业出版社,2012.[3]云正宽.冶金工程设计(第2册工艺设计). 北京:冶金工业出版社,2006.。