【正文】 9 30第八章 主要設(shè)備的選擇和計(jì)算 33 33，以年產(chǎn)銅量為設(shè)計(jì)基礎(chǔ) 35 37 39 41 43 45 47 附屬設(shè)備的選擇和設(shè)計(jì) 50 52 58第九章 車間環(huán)保和安全生產(chǎn) 60 60 62 63 65 65第十章 設(shè)備明細(xì)表 66第十一章 車間平面配置與安排 68 68 69第十二章 經(jīng)濟(jì)技術(shù)分析與評(píng)價(jià) 71 71 71 74主要參考文獻(xiàn) 76外文資料 77外文中文翻譯 82致 謝 86小論文 87第一章 概述銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。，熔點(diǎn)1083℃，沸點(diǎn)2567℃。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色，表面形成氧化銅膜后，外觀呈紫銅色。銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性，例如其熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗張強(qiáng)度大，易熔接，具有抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細(xì)的銅絲，制成很薄的銅箔。銅能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金。銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛應(yīng)用于電氣、電子、機(jī)械制造、建筑、國(guó)防等工業(yè)領(lǐng)域。銅及其合金的消費(fèi)量?jī)H次于鋼鐵和鋁。銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大，發(fā)電機(jī)的線圈、電線、電纜等都是用銅制造的。銅用于制造各種子彈、槍炮和飛機(jī)、艦艇的熱交換器等部件，還用于制造軸承、活塞、開關(guān)、閥門及高壓蒸汽設(shè)備等，其他熱工技術(shù)、冷卻裝置、民用設(shè)備等也廣泛使用銅和銅合金。銅資源廣泛分布在世界各個(gè)國(guó)家和地區(qū)，其中儲(chǔ)量最多的是智利和美國(guó)，%%。其它儲(chǔ)量較多的國(guó)家還有秘魯、中國(guó)、波蘭、贊比亞、俄羅斯、墨西哥、印度尼西亞、加拿大、哈薩克斯坦、剛果（金）和菲律賓等。我國(guó)銅礦分布廣泛，江西、西藏和云南的儲(chǔ)量最多，%，銅儲(chǔ)量較多的還有甘肅、安徽、內(nèi)蒙古、山西、湖北、黑龍江等6省區(qū)。以上9省區(qū)的儲(chǔ)量合計(jì)占全國(guó)銅礦總儲(chǔ)量的80%。我國(guó)已開發(fā)的銅礦主要分布在自然地理?xiàng)l件較好、經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)、地質(zhì)勘查工作相對(duì)集中的東部、中部和南部各?。▍^(qū)），在這些省（區(qū)）內(nèi)，已探明的大中型銅礦床，凡其礦區(qū)建設(shè)、水、電和交通運(yùn)輸?shù)韧獠織l件較優(yōu)越，開采技術(shù)條件和礦石選冶技術(shù)條件較好的絕大多數(shù)礦床都已開發(fā)，并形成了江西、銅陵、大冶、白銀、中條山、云南、東北7大銅業(yè)基地。但是，經(jīng)過多年的開采，7大銅業(yè)基地現(xiàn)大多已進(jìn)入中晚期，并出現(xiàn)了不同程度的資源危機(jī)。在7大銅礦基地中，除江西銅基地的資源相對(duì)充足外，白銀銅基地資源已經(jīng)枯竭；云南銅基地的易門、牟定已列入關(guān)閉礦山，東川、大姚保有儲(chǔ)量嚴(yán)重不足；中條山銅基地已經(jīng)“三礦變一礦”，其中蓖子溝、胡家峪銅資源已經(jīng)枯竭，銅礦峪資源雖保有一定儲(chǔ)量，但品位太低；大冶銅基地的5座銅礦山中，有兩座資源已經(jīng)枯竭；銅錄山、豐山洞等礦山也已出現(xiàn)資源危機(jī)。近幾年來隨著銅礦找礦、勘探需求的增長(zhǎng)，地質(zhì)工作的機(jī)制也在發(fā)生變化，如有的企業(yè)對(duì)礦山二輪找礦給予噸金屬級(jí)補(bǔ)貼，或與地勘隊(duì)伍建立雙贏的長(zhǎng)期合作機(jī)制，對(duì)有前景的區(qū)域投資組織專家進(jìn)行區(qū)域地質(zhì)論證和技術(shù)攻關(guān)，大的礦山和冶煉企業(yè)逐步成為銅資源勘探投資的主體。1998年中國(guó)開放銅民用消費(fèi)市場(chǎng)以來，精銅消費(fèi)量逐年不斷增加，%。2002年，中國(guó)超過美國(guó)成為世界上精銅消費(fèi)量第一大國(guó)，之后一直保持“霸主”地位。據(jù)安泰科07年3月提供的數(shù)據(jù)，而中國(guó)精銅消費(fèi)量為380萬噸，%。但由于銅價(jià)的大幅上揚(yáng)，在汽車運(yùn)輸、家電、建筑等行業(yè)，銅需求受到一定程度的抑制甚至替代，從而使得2006年國(guó)內(nèi)銅消費(fèi)增長(zhǎng)速度繼續(xù)放緩。有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)顯示，%，%繼續(xù)回落。%，%。中國(guó)銅礦產(chǎn)量不是特別高，但精銅產(chǎn)量上升很快，1998～%。精銅產(chǎn)量位世界第二，僅次于智利。，%。這主要是由于銅價(jià)的上漲，國(guó)內(nèi)幾乎所有主要的銅生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量都有所增長(zhǎng)。中國(guó)的進(jìn)口量和出口量也是逐年增加，在庫(kù)存釋放、產(chǎn)量快速增加、需求增速回落等多種因素的共同影響下，2006年國(guó)內(nèi)精銅進(jìn)口出現(xiàn)大幅降落，據(jù)中國(guó)海關(guān)總署統(tǒng)計(jì)，%。受銅價(jià)大幅上漲的刺激，2006年中國(guó)的銅精礦含銅產(chǎn)量增幅繼續(xù)擴(kuò)大，居世界第6位，%，成為近年來增幅最大的一年。銅精礦產(chǎn)量的增長(zhǎng)主要來自銅陵有色集團(tuán)公司、金川集團(tuán)公司、新疆阿舍勒銅業(yè)公司、云南楚雄礦冶公司和巴彥二淖爾西部銅業(yè)公司，%、%、%、%%，、，為2006年中國(guó)銅精礦產(chǎn)量增長(zhǎng)貢獻(xiàn)了大部分力量。2006年，精銅產(chǎn)量達(dá)到20萬噸的企業(yè)數(shù)量由2005年的3家（銅陵、江銅、云銅）增加為5家（銅陵、江銅、云銅、大冶、金川）。10萬噸以上的企業(yè)數(shù)量也從6家增至7家。，%，居全國(guó)銅生產(chǎn)企業(yè)精銅產(chǎn)量之首。%。%。表中所列的14家企業(yè)除白銀有色和上海大昌2家企業(yè)06年的產(chǎn)量較05年有小幅減少外，其他12家企業(yè)均增加了產(chǎn)量。%%。自20世紀(jì)60年代以來，世界銅冶煉【1】技術(shù)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，主要表現(xiàn)在：（1）傳統(tǒng)的冶煉工藝迅速的被新的強(qiáng)化冶煉工藝所取代，到目前為止世界上大約有110座大型冶煉廠，其中采用傳統(tǒng)工藝的冶煉廠僅剩下1/3，其余2/3的工廠已采用新的強(qiáng)化工藝進(jìn)行銅的生產(chǎn)?，F(xiàn)在，奧托昆普閃速熔煉和各種熔池熔煉工藝，已經(jīng)成為主流煉銅工藝。（2）氧氣利用更為廣泛，富氧濃度大大提高。（3）各煉銅廠的裝備水平和自動(dòng)化水平都大大提高。（4）計(jì)算機(jī)DCS集散控制系統(tǒng)已為更多的冶煉廠采用，使得冶煉工藝的控制更為精準(zhǔn)。（5）冶金工藝參數(shù)的測(cè)定更為先進(jìn)，測(cè)定的數(shù)據(jù)更為可靠，如艾薩爐熔池，溫度直接連續(xù)測(cè)定的實(shí)現(xiàn)可使熔池溫度控制在177。5℃左右。有價(jià)金屬的綜合回收率進(jìn)一步提高，綜合能耗進(jìn)一步降低，勞動(dòng)生產(chǎn)率進(jìn)一步提高，冶金環(huán)境進(jìn)一步改善。（6）濕法煉銅工藝有了更大的發(fā)展。 我國(guó)銅冶煉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀近幾十年來我國(guó)的銅工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，火法冶煉的技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。貴溪冶煉廠和金隆公司的閃速熔煉爐在經(jīng)過改造，技術(shù)水平有了很大的提高。云銅已采用艾薩法代替電爐熔煉，金昌冶煉廠和侯馬冶煉廠已采用奧斯邁特法生產(chǎn)銅，特別是艾薩法一次順利投產(chǎn)成功，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到世界同類工藝的先進(jìn)水平。葫蘆島東方銅業(yè)用浸沒頂吹熔煉工藝代替密封鼓風(fēng)爐熔煉工藝，我國(guó)自行開發(fā)的白銀煉銅法也取得較大的進(jìn)展，大冶的諾蘭達(dá)爐自投產(chǎn)以來，運(yùn)轉(zhuǎn)一直正常。除了火法冶煉外，近年來我國(guó)濕法冶煉也取得較大的進(jìn)展。從1983年我國(guó)建成第一座萃取電積工廠以來，現(xiàn)在已有200個(gè)工廠采用萃取電積工藝處理銅礦或銅精礦生產(chǎn)陰極銅，德興銅礦用細(xì)菌浸出廢銅礦石產(chǎn)出高純陰極銅，為我國(guó)低品位硫化礦的處理闖出了一條新路。廢銅冶煉技術(shù)方面，經(jīng)過十年的艱辛努力，四川德陽(yáng)東方電工機(jī)械有限責(zé)任公司技術(shù)人員于2000年推出了我國(guó)第一條UL+Z－1800+255/14型全廢銅連鑄連軋機(jī)組生產(chǎn)線，該條生產(chǎn)線結(jié)合了美國(guó)、法國(guó)、意大利等公司的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，一經(jīng)推出即制造出了符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的低氧光亮銅桿，年產(chǎn)量可達(dá)5萬噸，此生產(chǎn)線將我國(guó)100%廢銅料加工成高質(zhì)量光亮銅桿的夢(mèng)想變成了現(xiàn)實(shí)。中國(guó)銅冶煉技術(shù)改造步伐明顯加快，裝備水平大幅提高。江西銅業(yè)集團(tuán)公司、銅陵有色金屬集團(tuán)公司、云南銅業(yè)集團(tuán)公司等骨干銅冶煉企業(yè)，先后引進(jìn)了奧托昆普閃速熔煉、諾蘭達(dá)熔煉等一批先進(jìn)工藝和裝備，使得中國(guó)銅冶煉行業(yè)綜合能耗呈現(xiàn)下降。目前，中國(guó)銅行業(yè)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力不斷提高。2000年，中國(guó)銅冶煉企業(yè)(含礦山、冶煉聯(lián)合企業(yè)和獨(dú)立冶煉企業(yè))實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入337億元人民幣。2005年。在中國(guó)國(guó)內(nèi)銅產(chǎn)品需求增長(zhǎng)和產(chǎn)量增加的帶動(dòng)下，中國(guó)銅產(chǎn)品進(jìn)口快速增長(zhǎng)。其中銅原料部分增加顯著，特別是銅精礦和陰極銅的進(jìn)口量增幅很大，2000年～%%。在中國(guó)政府的大力支持下，中國(guó)銅工業(yè)在國(guó)際化經(jīng)營(yíng)和境外投資取得初步進(jìn)展。截至2005年，在國(guó)內(nèi)4家銅企業(yè)4個(gè)牌號(hào)的精煉銅產(chǎn)品已在倫敦金屬交易所(LME)注冊(cè)，成為國(guó)際認(rèn)可的品牌。中國(guó)在境外已獲得投資權(quán)益銅金屬基礎(chǔ)儲(chǔ)量約650萬噸，形成了近8萬噸/年的銅精礦(金屬量)產(chǎn)能。%～%，%～%的雜質(zhì)，使其滿足不了工業(yè)對(duì)銅的性質(zhì)的要求。電解精煉的目的就是進(jìn)一步脫除火法精煉難以除去的、對(duì)銅的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能有損害的雜質(zhì)，%以上，并且回收火法精煉銅中的有價(jià)元素，特別是貴金屬、鉑族金屬和稀散金屬。銅的電解精煉是將火法精煉銅鑄成陽(yáng)極板，以電解產(chǎn)出的薄銅片（始極片）作為陰極，二者相間地裝入盛有電解液（硫酸銅與硫酸的水溶液）的電解槽中，在直流電的作用下，陽(yáng)極銅進(jìn)行電化學(xué)溶解，陰極上進(jìn)行純銅的沉積。由于化學(xué)性質(zhì)的差異，貴金屬和部分雜質(zhì)進(jìn)人陽(yáng)極泥，大部分雜質(zhì)則以離子形態(tài)保留在電解液中，從而實(shí)現(xiàn)了銅與雜質(zhì)的分離。20世紀(jì)70年代以來，銅電解精煉技術(shù)進(jìn)展很大。除周期反向電流（PRC）電解，永久性不銹鋼陰極－ISA法和KIDD法等新工藝外，在出裝槽自動(dòng)化、檢側(cè)和大功率可控硅整流設(shè)備方面都有相當(dāng)?shù)倪M(jìn)步，使過程向大型化、高效率和低消耗方面發(fā)展。永久性不銹鋼陰極技術(shù)在銅電精煉過程中的應(yīng)用，不再用種板槽生產(chǎn)始極片而全部用來生產(chǎn)陰極銅，以及避免了由于各種原因造成始極片變形引起極間短路的可能，使得極間距可以進(jìn)一步減小，從而提高了電流密度和電解槽的利用率；永久性不銹鋼陰極的應(yīng)用也為進(jìn)一步提高出裝槽的自動(dòng)化程度創(chuàng)造了條件。KIDD工藝是對(duì)ISA法的繼承與發(fā)展，與ISA相比KIDD的最大不同點(diǎn)在于陰極底部不涂蠟，消除了涂蠟的不良影響，減少運(yùn)行成本，不會(huì)使表面粘附陽(yáng)極泥和長(zhǎng)粒子，不會(huì)在陰極上形成薄膜。永久陰極銅電解技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用至今已有20余年歷史，到1998年，使用永久陰極銅電解技術(shù)生產(chǎn)的精銅產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的40%以上。在銅電解過程中，電解液中銅和雜質(zhì)含量逐漸增加，添加劑含量不斷積累，而硫酸的含量則逐漸減少，從而使電解液成分偏離所需的條件控制范圍。所以必須定時(shí)定量地抽取電解液進(jìn)行凈化處理，并用等量的新液替換，調(diào)整電解液組成；同時(shí)也回收有價(jià)金屬雜質(zhì)。常規(guī)凈化方法有：（1）加銅中和或直接濃縮法生產(chǎn)硫酸銅；（2）電解沉積法；（3）中和、濃縮生產(chǎn)硫酸銅，電解法除As、 Sb，冷凍結(jié)晶生產(chǎn)硫酸鎳；（4）高酸結(jié)晶法生產(chǎn)硫酸銅，電解除As、Sb、Bi，電熱蒸發(fā)生產(chǎn)粗硫酸鎳。一般需大量生產(chǎn)硫酸銅時(shí)用（1）、（2）和（3）；不需大量生產(chǎn)時(shí)，可用（4），小廠以（2）法為宜。新的凈化方法有：（1）滲析法（陰離子交換膜）；（2）萃取法；（3）共沉淀法：（4）氧化法除As、Sb、Bi。第二章 廠址選擇廠址選擇【2】要根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)計(jì)劃和工業(yè)布局的要求進(jìn)行。廠址選擇適當(dāng)與否，對(duì)企業(yè)的建設(shè)速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)及工農(nóng)關(guān)系等會(huì)帶來重大影響。廠址選擇的一般原則是：應(yīng)符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設(shè)規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設(shè)施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應(yīng)充足和產(chǎn)品銷售便利的地方，有較好的交通運(yùn)輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當(dāng)?shù)淖匀坏匦魏瓦m宜的工程地質(zhì)、水文、地震等級(jí)條件及較好的協(xié)作條件等。在進(jìn)行廠址選擇時(shí)，應(yīng)根據(jù)有色生產(chǎn)的特點(diǎn)，應(yīng)充分論證以下幾個(gè)問題： 建設(shè)一座有色冶金廠，對(duì)全國(guó)的工業(yè)布局、一個(gè)區(qū)或一個(gè)城市的合理發(fā)展、各個(gè)工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展等起著重要的作用，應(yīng)根據(jù)工業(yè)布局“大分散，小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針，按“工農(nóng)結(jié)合，城鄉(xiāng)結(jié)合，有利生產(chǎn)，方便生活”的原則，進(jìn)行廠址選擇和居住區(qū)規(guī)劃，使之符合工業(yè)布局總體規(guī)劃及城市建設(shè)規(guī)劃的要求。 有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般很大。因此在進(jìn)行廠址選擇時(shí)必須充分考慮交通運(yùn)輸問題。為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，在保證良好的運(yùn)輸條件下，進(jìn)行廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場(chǎng)。、供電條件 有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業(yè)。因此希望廠址附近有充分的水源和電源。以供電為例，廠址距離電源每增加一公里，就需增加外部高壓輸電線投資3～4萬元，這不僅大大增加投資，而且影響建設(shè)進(jìn)展，所以冶金企業(yè)盡可能的選擇在供電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)供電半徑之內(nèi)是至關(guān)重要的。 有色冶金生產(chǎn)特點(diǎn)之一是無一例外地產(chǎn)出大量造成環(huán)境污染的“三廢”物質(zhì)，除必須有完善的“三廢”治理工程設(shè)計(jì)外，在選擇廠址時(shí)，必須盡量考慮在主導(dǎo)風(fēng)向和主要水流的下游位置，安排好“三廢”處理場(chǎng)地和廢渣堆放場(chǎng)地，要有良好的自然通風(fēng)條件，并應(yīng)考慮廠址附近居民點(diǎn)、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)木漁業(yè)及旅游勝地、自然資源保護(hù)區(qū)等問題。 冶煉廠的土建投資是相當(dāng)大的，廠址地震等級(jí)的不同會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)以及基礎(chǔ)工程的投資帶來很大影響，所以廠址不能選在發(fā)震斷層地區(qū)和基本裂度為9級(jí)以上的地震區(qū)。此外，～，；不能選在厚度較大的Ⅲ級(jí)自重濕陷性黃土地區(qū)和有泥石流或滑坡等危害的山區(qū)，廠址底下不宜又有用礦物礦藏或以開采的礦坑和溶洞等。 冶煉廠一般是機(jī)械化自動(dòng)化水平比較高的現(xiàn)代化企業(yè)，為保證企業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行，必須有充足的設(shè)備及備品備件供應(yīng)，要有強(qiáng)有力的機(jī)械加工和維修能力。若廠址附近具備這些條件，便可發(fā)揮專業(yè)協(xié)作的優(yōu)越性，減少輔助設(shè)施投資和降低生產(chǎn)成本。工廠在建設(shè)過程中的施工條件諸如磚瓦、砂石、石灰、水泥、木材等能否就地取材，施工力量和施工場(chǎng)地是否具備等，都對(duì)建設(shè)進(jìn)度起著一定的作用。在廠址選擇時(shí)，應(yīng)充分考慮廠址附近是否具備這些條件，那種片面強(qiáng)調(diào)“小而全”不重視專業(yè)化協(xié)作的做法是不恰當(dāng)?shù)?，甚至是錯(cuò)誤的。本次設(shè)計(jì)課題是設(shè)計(jì)一個(gè)年產(chǎn)16萬噸銅電解車間，根據(jù)上述廠址選擇原則，考慮眾多因素，決定把這次廠址設(shè)置于江西鷹潭貴溪。貴溪位于江西省東北部、信江中游，“東連江浙、南控甌閩”?，F(xiàn)為“全國(guó)文化先進(jìn)市”、“全國(guó)科技先進(jìn)市”、“全國(guó)全民健身先進(jìn)市”，被譽(yù)為“銅都銀鄉(xiāng)”。區(qū)位優(yōu)越，陸路交通便利，水運(yùn)通暢。土地肥沃，農(nóng)業(yè)資源豐富，是全國(guó)商品糧基地、南方最大早熟梨基地、江西省重點(diǎn)產(chǎn)材基地、長(zhǎng)江防護(hù)林基地、國(guó)家儲(chǔ)備糧基地。礦藏資源豐富，品位極高。已探明儲(chǔ)量的有金、銀、鉛、鋅、鈾、瓷土、石膏、硅石、花崗巖等30余種，其中冷水銀礦儲(chǔ)量為全國(guó)之最。貴溪地屬中亞熱帶溫濕氣候區(qū)，氣溫高，光照充足，雨量豐沛，無霜期長(zhǎng)。境內(nèi)地形復(fù)雜，地域性氣候差異較大。3月中下旬至5月下旬為春季，約70天；自5月下旬至9月下旬為夏季，約120天；自9月下旬11月下旬為秋季，約60天；自11月下旬3月中下旬為冬季，約