【正文】 成本要比后者高。該法除部分預(yù)備作業(yè)及電解精煉作業(yè)外，均在高溫下進(jìn)行。此法適于處理含有鈷、鎳、鋅等金屬的硫化銅精礦，但銅的回收率低，回收貴金屬較困難，電能消耗大，電解后液的過剩酸量須中和處理，所以一般不采用。②用濃度較高的 H2SO4溶液反萃銅，得到含銅約50g/L的溶液。①硫酸化焙燒浸出法是將精礦中的銅轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤蛩徙~溶出；②氨液浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氨絡(luò)合物溶出，浸出液在高壓釜內(nèi)用氫還原，制成銅粉，或者用溶劑萃取電積法制取電銅；氯鹽浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氯絡(luò)合物進(jìn)入溶液，然后進(jìn)行隔膜電解得電銅。一般適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅。裝機(jī)容量未來增長78%，這個速度未來電力發(fā)展增長速度應(yīng)該比過去五年要放慢了。推動電力發(fā)展主要是電線、電纜主要大產(chǎn)品，其中中國電線、電纜在全球占的份額是20%。從2001 年到2005 年， 萬噸， 萬噸，占全球增量的63%。在中國政府的大力支持下，中國銅工業(yè)在國際化經(jīng)營和境外投資取得初步進(jìn)展。2005年。 中國銅產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造步伐明顯加快，裝備水平大幅提高?？紤]到地質(zhì)勘查促進(jìn)資源儲量級別升級情況，未來20年內(nèi)銅精礦生產(chǎn)大省的產(chǎn)能都能夠穩(wěn)住，甚至通過新建礦山及現(xiàn)有礦山產(chǎn)能的擴(kuò)建，其銅精礦產(chǎn)量還有望擴(kuò)張。即使受國際上漲的影響，2004我國銅精礦(金屬量)，%。在全球經(jīng)濟(jì)一體化的大趨勢下，應(yīng)充分考慮利用國外的銅礦資源，這不僅是平衡國內(nèi)銅市場供需缺口的需要，而且也是市場經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必然選擇。%1%礦床類型 斑巖礦少，砂卡巖礦多，使得溶劑萃取技推廣受到限制；砂卡巖型銅礦多數(shù)適宜地下開采，開采成本高。長期以來，我國銅資源不能滿足國內(nèi)消費(fèi)需求，供需缺口較大，需要通過國際市場加以平衡，為此國家每年要花大量外匯。表11全球銅礦資源分布及主要國家產(chǎn)量銅礦產(chǎn)量儲量基礎(chǔ)儲量20032004美國112011603500070000澳大利亞8308502400043000智利49005380140000360000中國6106202600063000印度尼西亞9798503500038000哈薩克斯坦4854851400020000墨西哥3614002700040000秘魯83110003000060000波蘭4955003000048000俄羅斯6755752000030000贊比亞3304001900035000其他國家1400160060000110000世界總值1360014500470000940000注：e為估計(jì)值。全球陸地上的銅礦資源量可能要比先前公布的16億噸多。銅極耐大氣腐蝕，其在表面可形成一層主要有堿式硫酸銅組成的保護(hù)薄膜，即銅綠，其化學(xué)成分為CuS04*Cu(OH)2及CuSO4*3Cu(OH)2。銅的電位序中是+，比氫高，是電位較正的金屬。(2) 銅的導(dǎo)熱性　 固體銅中含有自由電子所產(chǎn)生的另一重要效應(yīng)就是其擁有極高的導(dǎo)熱性，其熱導(dǎo)性為386W/()，導(dǎo)熱性僅次于銀。這一特性使得銅大量應(yīng)用于電子、電氣、電信和電子行業(yè)。熔點(diǎn)為498℃。(6) 硫酸銅CuSO4，自然界的硫酸銅為天藍(lán)色三斜晶體系結(jié)晶的膽礬。SiOySi2吹煉時，由于銅對硫的親和力大于鐵，而鐵對氧的親和力大于銅，是反應(yīng)CuO2+FeS=Cu2S+FeO向右進(jìn)行到底。它高溫穩(wěn)定，在2200℃以上才完全分解，在1060℃以下時則部分或全部變?yōu)椤Ｋ环€(wěn)定，遇熱即分解。由于銅對硫的親和力大，故在冰銅吹煉時FeS先氧化造渣，剩下的Cu2S（稱白鈹）被吹煉成粗銅。(2) 化亞銅Cu2S，天然的硫化亞銅為輝銅礦，藍(lán)黑色無定形或結(jié)晶形，熔點(diǎn)為1135℃.它在高溫下穩(wěn)定或氧化成金屬銅，常溫下不被空氣氧化，430680℃下則氧化放出SO2。因銅為正電性元素，故不能置換酸（鹽酸和硫酸）中的氫，而僅能溶于有氧化作用的酸如硝酸和有氧化劑存在時的硫酸中。高溫下，液體銅能溶解、氧、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等氣體。我國銅資源分布很廣，幾乎遍及全國各地。硫化銅精礦是煉銅的主要原料。5H2O銅葉綠礬CuFe4+3(SO4)6(OH)2已知的含銅礦物有250多種，[1]主要工業(yè)礦物如下表，其中最重要的是黃銅礦、斑銅礦和輝銅礦。%，世界銅儲量約5000180。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色。年產(chǎn)35萬噸電解銅的銅電解車間設(shè)計(jì) 目 錄1 前言 1 1 1 3 3 4 5 5 7 8 8 9 9 10 12 12 12 12 12 13 13 132 廠址選擇 14 16 18 18 18 19 204 銅電解精煉的主要設(shè)備選擇 215 銅電解技術(shù)指標(biāo) 24 24 24 24 25 25 25 26 266 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 27 27 27 27 27 28 28 287 電解精煉冶金計(jì)算 29 29 29 29 30 30 31 34 35 35 37 38 38 計(jì)算硫酸銅產(chǎn)品產(chǎn)量 39 39 40 408 銅電解精煉的主要生產(chǎn)設(shè)備的選用 42 42 42 44 45 46 46 46 46 47 47 48 48 49 49 49 49 50 50 509 環(huán)保措施 52 52 5210 車間定員 54附圖 56參考文獻(xiàn) 61專題：銅陽極鈍化機(jī)理及影響因素 62致 謝 681 前言銅是人類最早發(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。金屬銅，元素符號Cu，,，熔點(diǎn)1083Co。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金，形成的合金主要分成三類：黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金，白銅是銅鈷鎳合金。全球主要產(chǎn)銅國家是智利、美國、俄羅斯。Cu(OH)2硫酸鹽銅靛巖CuSO4膽礬CuSO4進(jìn)入冶煉廠的銅礦都為浮選產(chǎn)出的銅精礦，品位10～35%。未經(jīng)選礦的氧化礦可直接用濕法或離析法等方法處理。銅的蒸汽壓很小，在熔點(diǎn)溫度下僅為9105Pa。加熱至150℃，銅在空氣中開始氧化，高于350℃氧化生成Cu20和CuO。Cu2S不溶于水、稀硫酸和苛性鈉中，但能溶于氰化鉀和熱硝酸中。以Cu2S和FeS為主的共熔體稱為冰銅。(3) 氧化銅CuO，天然氧化銅為黑色無光澤的黑銅礦，～。(4) 氧化亞銅CuO、CuO2，天然氧化亞銅稱為赤銅礦，熔點(diǎn)為1235℃。該反應(yīng)在450℃開始至1100℃完成。(5) 硅酸銅xCun2H2O和透視石CuOSiO2，后者易被HC、CO等還原，也易被FeO、CaO等強(qiáng)堿性氧化物和銅、鐵硫化物分解，并能溶于濃硝酸、稀醋酸、鹽酸和硫酸中。(7) 氯化銅CuCl2，氯化銅無天然礦物，人造氯化銅為褐色粉末。(1) 銅的導(dǎo)電性 銅最重要的特性之一便是其具有極佳的導(dǎo)電性，其電導(dǎo)率為58m/(Ωmm2)?，F(xiàn)在的銅煉技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出同品級銅的導(dǎo)電量比這個國際標(biāo)準(zhǔn)高出4%~5% 。(3) 銅的耐蝕性　 銅具有良好的耐蝕性能，優(yōu)于普通鋼材，在堿性氣氛中優(yōu)于鋁。正因?yàn)檫@一特性，高級衛(wèi)浴給水裝置中大量使用銅制水管、龍頭及有關(guān)設(shè)備。艦船設(shè)備、螺旋槳、生活和消防管網(wǎng)；沖制種類硬幣(耐腐蝕性)、裝飾、獎牌、獎杯、雕塑和工藝品(耐蝕性色澤典雅)等。生產(chǎn)銅礦最多的前5個國家是，智利、美國、印度尼西亞、秘魯和澳大利亞，2003年分別出產(chǎn)銅礦490萬噸、112萬噸 、 、全球銅礦資源分布及主要國家產(chǎn)量見表16。（占世界銅儲量的60%以上）主要分布在美洲、大洋洲和東南亞諸國，層狀銅礦床（大約20%)多分布在非洲國家（贊比亞、剛果）以及波蘭、澳大利亞和阿富汗，含銅黃鐵礦和黃鐵礦多金屬礦床（10%以上），往往分布在加拿大、日本、哈薩克斯坦、澳大利亞、阿富汗、俄羅斯。因此，對銅資源問題必須引起我們的高度關(guān)注。礦石質(zhì)量 平均品位偏低，%。平均品位偏高，智利與秘魯斑巖型銅礦品位為1%2%；剛果，贊比亞及波蘭的砂頁礦床品位為2%5%；智利，美國及印度尼西亞等銅資源國家的斑巖型銅礦無論是礦床數(shù)量和儲量均占80%以上，適宜使用溶劑萃取技術(shù)，使用成本偏低盡管我國銅礦資源的保障程度與世界銅礦資源的保障程度相仿，但是因資源的關(guān)系，我國銅礦資源的使用成本普遍高于世界，競爭能力十分有限。雖然國家花大氣力發(fā)展銅礦業(yè)，但是銅精礦(金屬量)生產(chǎn)量并無顯著增加。因此，這五個省是我國銅工業(yè)的重要原料基地除湖北與石南外，其他三個銅精礦生產(chǎn)大省的共同特點(diǎn)是：它們的銅儲量保障程度都比較高，且基礎(chǔ)儲量及查明資源儲量都不錯，具備資源儲量級別升級的資源基礎(chǔ)。據(jù)中國有色金屬工業(yè)協(xié)會提供的統(tǒng)計(jì)資料顯示，5年間增長100余萬噸以上，居世界第二位；精銅消費(fèi)量也呈快速增長態(tài)勢，2000年精銅消費(fèi)量為190萬噸，2005年達(dá)到368萬噸，居世界第一位。2000年，中國銅冶煉企業(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。2000年～%%。我國既是銅資源較貧乏的國家又是世界上第二大銅消費(fèi)國。裝機(jī)容量應(yīng)該從2005年9月份發(fā)電裝容量突破5萬億千瓦。十一五期間電力投資還是比較大，根據(jù)電力行業(yè)資料，未來五年的投資在3萬億左右，其中是電網(wǎng)、電站一半的格局。 從銅礦石中或精礦提取煉銅的方法較多，總括起來分火法和濕法兩大類。處理硫化礦多用硫酸化焙燒浸出或者直接用氨或氯鹽溶液浸出等方法。其主要過程包括：①用對銅有選擇性的肟類螯合萃取劑（LiX－64 N，N－510，N－530等）的煤油溶液萃取銅，銅進(jìn)入有機(jī)相而與鐵、鋅等雜質(zhì)分離。 氧化銅礦酸浸法流程(2) 硫化銅精礦焙燒浸出法 硫化銅精礦經(jīng)硫酸化焙燒后浸出，得到的含銅浸出液，經(jīng)電積得電銅。火法煉銅是將銅礦（或焙砂、燒結(jié)塊等）和溶劑一起在高溫下熔化，或直接煉成粗銅，或先煉成冰銅（銅、鐵、硫?yàn)橹鞯娜垠w）然后在煉成粗銅。 （2）后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。濕法冶煉技術(shù)的提高及應(yīng)用的推廣，降低了銅的生產(chǎn)成本，提高了銅礦產(chǎn)能，短期內(nèi)增加了社會資源供給，造成社會總供給的相對過剩，對價格有拉動作用。實(shí)習(xí)結(jié)束后，回校進(jìn)行論文的撰寫及繪圖等相關(guān)工作。根據(jù)工藝流程各個主要過程，合理地選擇主要冶煉設(shè)備和確定個數(shù)、容量、對其主要尺寸加以計(jì)算，計(jì)算中采用的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)有根據(jù)地引用文獻(xiàn)和生產(chǎn)實(shí)踐資料。整流器及導(dǎo)電材料的計(jì)算和選擇，電解液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備及管道計(jì)算，車間運(yùn)輸設(shè)備計(jì)算與選擇，其他設(shè)備及設(shè)施。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、地震等級條件及較好的協(xié)作條件等[9]。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。(4)環(huán)境保護(hù)和節(jié)約用地問題 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，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”處理場地和廢渣堆放場地，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。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。為了提高銅的性能，使其達(dá)到各種應(yīng)用的要求，同時回收其中的有價金屬，特別是貴金屬、鉑族金屬和稀散金屬，必須進(jìn)行電解精煉。工藝流程包括電解精煉和電解液凈化兩部分。電解精煉有常規(guī)電解、周期反向電流電解和永久陰極電解可供選用。(2)周期反向電流電解。缺點(diǎn)是電流效率低，電耗高于常規(guī)電解。隨著生產(chǎn)技術(shù)不斷完善，電解極板作業(yè)等機(jī)械化和自動化程度逐步提高，銅電解精煉生產(chǎn)規(guī)模日趨大型化。1979年澳大利亞精煉銅公司(Coppei refinet iesplyLtd．CRL)首先將此法用于銅電解精煉工業(yè)生產(chǎn)，又名艾薩(ISA)電解法。凈化流程通常依陽極板的雜質(zhì)含量、需脫除的雜質(zhì)種類和產(chǎn)品方案確定。根據(jù)硫酸銅需要量，選用直接濃縮或加銅中和工藝生產(chǎn)硫酸銅。電解液中的砷、銻、鉍等雜質(zhì)常在脫銅電解后期進(jìn)入黑銅粉。蒸發(fā)濃縮法鎳的脫除率高，但硫酸損失大，勞動條件差，一般適用于規(guī)模小的工廠；冷凍結(jié)晶法無廢氣排放，但投資較大，適于規(guī)模大的工廠選用。至于H2O和SO42失去電子的氧化反應(yīng)，由于其電極電位比銅正的多，故在陽極上是不可能進(jìn)行的。電解過程中還形成一價銅離子Cu+并建立下列平衡： 上式在不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列在表31中。它們不進(jìn)行電化學(xué)溶解而落入槽底。它們以Cu2S、Cu2O、Cu2Te、Cu2Se、Ag2Se、Ag2Te等存在陽極板內(nèi)，電解時亦進(jìn)入陽極泥中。(3) 負(fù)電性的鎳、鐵、鋅，陽極中的鐵和鋅含量極微，電解時它們與金屬鎳一道溶入電解液中。其粘附量相當(dāng)于砷銻放電析出的兩倍，而且銻進(jìn)入陰極的數(shù)量比砷大，因此銻的危害更為突出。凈化的目的在于回收其中的銅、鈷、鎳，除去有害的砷和銻，以及能使硫酸返回適用。用電積法可直接產(chǎn)出硫酸和銅。除砷銻液可用萃取法或化學(xué)法?！?、～、～，內(nèi)襯鉛皮或聚氯乙烯塑料板。相鄰槽間留有20～40㎜的槽間絕緣空隙。陽極表面要平整無毛刺，厚度要均勻，對會引起的陽極鈍化和嚴(yán)重影響陰極質(zhì)量的鉛、砷、銻等雜質(zhì)的含量要嚴(yán)格控制。用鈦板時不用涂板，因