【正文】 銻 40 66 微量 硫 － 95 3 鐵 75 10 15 鋅 93 4 3 鋁 75 20 5 二氧化硅 － 100 － 鉍 20 80 微量 31 表 43 銅電解液中有害雜質(zhì)允許含量（克 / 升） 元素 Ni As Fe Sb Bi 含量 14 5 表 44 假設(shè)數(shù)據(jù) 電解銅回收率 ％ 電解銅品位 ％ 殘極率 18％ 鎳進(jìn)入電解液的百分?jǐn)?shù) 91％ 砷進(jìn)入電解液的百分?jǐn)?shù) 72％ 銻進(jìn)入電解液的百分?jǐn)?shù) 38％ 室溫 25℃ 物料平衡計算： （ 1） 1t 陽極銅需要溶解陽極量 : （ 2） 陽極實(shí)際需要量： （ 3） 實(shí)際溶解陽極量： （ 4） 陽極的含銅量： （ 5）殘極量： 18%＝ t/a （ 6） 殘極含銅量： t0 2 4 %98% % ＝?? ?at / 2 6 7 5)(9 9 5 0 0 0 00 2 4 ＝?? ?a/ 1 3 9 49 9 5 0 0 0 00 2 4 ＝?at /% ＝? 32 %= t/a （ 7）計算陽極泥量： 50000 %=300 t/a （ 8） 陽極泥含銅量： % = t/a （ 9） 電解液中銅含量： % %= t/a 表 45 陽極泥中各元素重量級百分比 表 46 銅電解精煉主要元素物料平衡 元素 進(jìn)入陽極泥的量， t/a 陽極泥成分， % 元素 進(jìn)入陽極泥的量， t/a 陽極泥成分， % Cu % = Au = As = Ag = Sb = Fe = Ni = S = Bi = Zn = Pb = 其他 Se+Te = 共計 300 100 物料名稱 物料 量 Cu As Ni Au Ag t/a % t/a % t/a % t/a % t/a % t/a 裝入 陽極 合計 產(chǎn)出 電解銅 50000 49965 殘疾銅 陽極泥 300 電解液 損失及計算誤差 合計 33 電解槽熱平衡計算 由電解槽計算得（ ） 電解槽內(nèi)尺寸： 2700 1110 1275 電解槽外尺寸： 2900 1310 1375 電解槽共 389 個 ,實(shí)際選用 400 個 假設(shè)：電流強(qiáng)度： 12020A 槽電壓： 電解液溫度： 64℃ 電解車間室溫 25℃ 電解槽外壁溫度 35℃ 電解液循環(huán)速度 25L/min 熱收入 熱收入為電流通過電解液時所產(chǎn)生的熱： Q= 310? E：克服電解液阻力得到的 電壓，為槽電壓的 50%左右 I：電流強(qiáng)度 t:時間（ S） N：電解槽數(shù) Q= 50% 12020 3600 400 = 熱支出 （ 1） 電解槽液面水蒸氣發(fā)熱損失 Q1 電解槽總液面積： F=400 = m2 每平方電解槽液面在無覆蓋時的小時水蒸發(fā)量查表得(). 34 64℃的水氣化熱為 KJ/Kg Q1= = KJ/h (2)電解槽液面輻射與對流熱損失 Q2 根據(jù)博立葉公式： Q=K（ t2t1)F 式中 : Q—— 電解槽液面的輻射與對流熱損失（ kJ/kg）； K—— 輻射與對流聯(lián)合給熱系數(shù)（ kJ/m2 所以必須定時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；同時也回收有價金屬雜質(zhì)。 電解液循環(huán)速度過大不僅增加動力消耗而且影響電解液中的懸浮雜質(zhì)和陽極泥粒子不易下沉，甚至沖起陽極泥，使金銀等附著于陰極，影響電銅的質(zhì)量，增加了貴金屬的損失。 本設(shè)計是大型電解槽、電極間距小以及電流密度較高，為了維持電解槽能各處電解液溫度和成分的均勻，采用電解液與陰極板板面平行的循環(huán)方式，即采用槽底中央進(jìn)液、槽上一端出液的新“下進(jìn)上出”循環(huán)方式，它是在電解槽底中央沿著槽的長度方向設(shè)一個進(jìn)液管（ PVC硬管）或在底兩側(cè)設(shè)兩個平行的進(jìn)液管，通過沿管均布的小孔（小孔距與同名極距相同，為 100mm）給液。 綜合看來，添加劑的用量要根據(jù)電流密度、電解液溫度、成分來決定。在 GUSO4 電解液中不穩(wěn)定，它會隨電解液的溫度和電解 液中 cl的濃度增加，分解速度加快。 骨膠是一種動物膠，由動物骨、皮熬制成的生膠質(zhì)。 CU2+大幅度波動會使陰極銅質(zhì)量失控，泵、管道堵塞或損壞，甚至電解槽漏液等事故，因此，在電解車間建設(shè)中脫銅工序是不可少 27 的。 5H2O）。 組成：CUSO H2SO H2O、添加劑（鹽酸、有機(jī)化合物）。一般含銅 40～ 50ｇ /L，含游離硫酸 180～ 210g/L。 銅電解 電解液成分 銅電解精煉所用的電解液為含硫酸銅的硫酸水溶液。和常規(guī)電解不同，陰極是永久性的不銹鋼板，在不銹鋼陰極板上析出的電解銅定期取出剝離作為成品?？蓮?qiáng)化生產(chǎn)，節(jié)省投資，縮短電解銅在產(chǎn)周期。特別是采用了機(jī)械化、自動化水平高的陰陽極加工機(jī)組，并采用新技術(shù)適當(dāng)提高了陰陽極板的垂直度以后，陰極銅產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著的改善。為保證電解液成分，調(diào)節(jié)陰極銅的物理性能，需在電解液 中加入硫酸、添加劑。 電解精煉工藝 電解精煉的工藝：電解液由循環(huán)槽經(jīng)電解液循環(huán)泵泵至板式換熱器，加熱至 65℃左右以穩(wěn)定的流量供到各個電解槽。 銅電解精煉 原理 銅電解精煉的原理如下： 陽極反應(yīng)： Cu－ 2e ==Cu2+ EΘ Cu/Cu2＋ ＝ 0. 34V Me－ 2e ==Me 2+ EΘ Me/Me2＋ ＜ 0. 34V H2O－ 2e==2H＋ ＋ 1/2O2 EΘ H2O/O2＝ SO42― ―2e ==SO 3＋ 1/2O2 EΘ SO42－ /O2＝ 式中 Me 代表 Fe、 Ni、 Pb、 As、 Sb 等比 Cu 更負(fù)電性的金屬，它們從陽極上溶解進(jìn)入溶液。 選擇原由 “ 十一五 ” 期間的再生銅回收加工產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目被省政府批準(zhǔn)列為 “ 山東省重點(diǎn)基本建設(shè)項(xiàng)目 ” 。山東省銅主要來源于伴生銅礦；礦床在魯東、魯西地區(qū)均有分布；較集中分布的地區(qū)有海陽－榮成地區(qū)，該區(qū)主要是熱液充填脈型的礦點(diǎn)；福山－棲霞地區(qū)（多金屬礦伴生的銅礦）；五蓮七寶山地區(qū)（與金伴生的熱液交代型銅礦）；鄒平（與火山機(jī)構(gòu)有關(guān)的斑巖型及熱液型銅礦）；金嶺－萊蕪地區(qū)（鐵礦伴生的銅礦）?？們α?1500 萬立方米。鐵山銅礦以產(chǎn)銅為主，金次之；鐵礦主要分布于馬廠湖鎮(zhèn)，為雞窩狀礦點(diǎn)。直屬 35 千伏及以上變電 20 站 83 座，其中 220 千伏 20 座， 110 千伏 41 座，主變?nèi)萘?1004 萬千伏安，線路長度 2575 千米。截至 2020 年 8月，公司資產(chǎn)總額 億元，在冊員工 1098 人。 水體資源 水資源豐富，水質(zhì)優(yōu)良，符合人畜飲水和工農(nóng)業(yè)用水標(biāo)準(zhǔn)。 下圖為山東省各站雷暴日數(shù)的多年平均分布圖，由圖可知，山東半島和山東西部雷暴日數(shù)較少，魯北的東營、濱州、魯中山區(qū)、和魯南的沂蒙山區(qū)雷暴 日數(shù)較多，最大值重新在萊蕪。風(fēng)力大于 8級者，累年平均 20天左右。春季多東北風(fēng)，秋與冬季多北、東北風(fēng)，夏季多東、東南風(fēng)。年均降水量 790920毫米。春季回暖迅速，少雨多風(fēng)，空氣干燥。具有立體化的海陸空交通優(yōu)勢。日東高速公路和東部沿海鐵路穿越區(qū)境。是中共臨沂市委、市政府所在地，是魯東南的政治、經(jīng)濟(jì)、文化、商貿(mào)中心。西部、 15 北部為山區(qū)，東部為丘陵，中南部為平原。 廠址地點(diǎn) 中國山東 臨沂市 蘭山區(qū) 臨沂，地處山東東南，東近黃海，南鄰江蘇連云港、徐州，東接港城日照，西接棗莊、濟(jì)寧、泰安，北靠淄博、濰坊。近年來出現(xiàn)如白銀法、諾蘭達(dá)法等熔池熔煉以及日本的三菱法等、火法冶煉逐漸向連續(xù)化、自動化發(fā)展。從歷史數(shù)據(jù)可以看出，全球精銅需求的寒冬正逐漸過去。這種消費(fèi)的不景氣在 09 年出現(xiàn)了集中釋放，歐洲精銅消費(fèi)同比下降 %，北美消費(fèi)同比下滑 %，而全球除中國外的精通消費(fèi)量回撤幅度高達(dá) %。在產(chǎn)能利用率方面，自 2020 年其全球產(chǎn)能利用率出現(xiàn)了緩慢回落的局面，其中產(chǎn)能利用率由 08 年的 %下降至 09 年的 %，而后至 10 年回落到 %。亞洲整體增幅達(dá) %，其中中國、哈薩克斯坦及土耳其同比增幅較大，但由于土耳其的低基數(shù)效應(yīng)（去年同期為 萬噸），對銅市場的影響相對有限。中國銅消費(fèi)的增長點(diǎn)比較特別，其很大程度上取決于國家基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。 2020 年中國全年銅消費(fèi)量近 700 萬噸，同比上漲幅度超過 11%。盡管銅管在年內(nèi)維持了高生產(chǎn)態(tài)勢，但 2020 年 9 月美國商務(wù)部對無縫精煉銅管的反傾銷終裁還是會影響到后期國內(nèi)銅管的產(chǎn)量。 9 國內(nèi)市場生產(chǎn)狀況 從中國銅相關(guān)品種的供給量來看，中國的精煉銅產(chǎn)量、銅管產(chǎn)量及銅棒與合金產(chǎn)量均維持了較好的增長勢頭。在查明資源儲量中，以斑巖型礦床為主，占查明資源儲量的 %。 2020 年后恢復(fù)快速增長趨勢。 銅鉛鋅 在我國國民經(jīng)濟(jì)和國防建設(shè)中用途廣泛、地位重要，銅鉛鋅礦產(chǎn)資源是我國重要的戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，其可供性和安全性直接關(guān)系到國家的國防、經(jīng)濟(jì)、人民生活和社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的安全。 礦產(chǎn)資源具有地質(zhì)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境三重屬性，它是人類 社會賴以生存和發(fā)展的基礎(chǔ)，特別是戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源，更是影響人類社會實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素之一。就目前和未來我國銅消費(fèi)的發(fā)展趨勢而言，我國銅資源滿足不了其消費(fèi)的最低需求，必須加強(qiáng)地質(zhì)找礦工作。 銅有多種化合物，但其用量很少，只占銅消費(fèi)量的 1％左右，主要用于化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、冶金等。含銅 %以上的高純銅用于制造高導(dǎo)電性的銅材銅線和需導(dǎo)電的零部件。 銅的用途 古往今來，銅都是用途較為廣泛的有色金屬。銅不能置換酸溶液中的氫，但溶于有氧化作用的酸中。 密度 (20℃ ) ％ g／ cm3 熔點(diǎn) ℃ 沸點(diǎn) 2560 ℃ 平均比熱 (0～ 100℃) J ／ (kg 3 1 緒論 銅是僅次于銀的優(yōu)良導(dǎo)電導(dǎo)熱體，常溫下銅的導(dǎo)電率為銀的 94％，導(dǎo)熱率為銀的 %。 雖然國有骨干的大型電解廠的技術(shù)水平和產(chǎn)品質(zhì)量已達(dá)到國際先進(jìn)水平，在國際市場具有一定競爭能力，但總體來講，我國電解銅廠小型多、分散、技術(shù)裝備水平落后。我國電解銅生產(chǎn)能力在 20 萬噸以上的企業(yè)有銅陵有色金屬集團(tuán)、江西銅業(yè)集團(tuán)、云南銅業(yè)集團(tuán)、金川集團(tuán)、大冶有色集團(tuán)，其他大多數(shù)企業(yè)生產(chǎn)能力較低，生產(chǎn)規(guī)模較小。繪制出銅電解精煉電解槽車間平面圖、俯視圖、側(cè)視圖一張。通過搜集相關(guān)資料，熟悉了電解精煉工藝及車 間布置。 （ 1）銅電解精煉物料平衡計算 （ 2）銅電解精煉槽熱平衡計算 （ 3）銅電解精煉主要設(shè)備的選擇與計算 1）電解槽的選擇和計算 2）陽極、陰極尺寸的 選擇 、輔設(shè)備一覽表 （二） 繪制圖紙 主體設(shè)備三視圖一張（ A2 圖紙繪制） 四、 設(shè)計時間與安排 由 3013 年 12 月 2 日至 2020 年 1月 3 日，共 5 周。 2）銅的資源及消費(fèi)情況。本人離校后發(fā)表或使用該畢業(yè)論文（設(shè) 計）或與該論文（設(shè)計）直接相關(guān)的學(xué)術(shù)論文或成果時， 單位署名為青島農(nóng)業(yè)大學(xué)。 畢業(yè)設(shè)計 年產(chǎn) 5 萬噸電解銅的電解車間的設(shè)計 火法煉銅畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書 （銅電解精煉） 畢業(yè)論文（設(shè)計）誠信聲明 本人聲明：所呈交的畢業(yè)論文（設(shè)計）是在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，論文中引用他人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖表、資料均已作明確標(biāo)注，論文中的結(jié)論和成果為本人獨(dú)立完成，真實(shí)可靠，不包含他人成果及已獲得青島農(nóng)業(yè)大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書使用過的材料。本人授權(quán)青島農(nóng)業(yè)大學(xué)可以將本畢業(yè)論文（設(shè)計）全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本畢業(yè)論文（設(shè)計）。 （ 2）設(shè)備設(shè)計計算：確定主要設(shè)備的主要尺寸、主要附屬設(shè)備的選擇與計算 二、 原始數(shù)據(jù) 表 41 陽極成分（％） 元素 Cu As Sb Ni Bi