【正文】 不溶性化合物如氧化亞鎳和鎳云母會(huì)在陽(yáng)極表面形成不溶薄膜，使槽電壓升高或引起陽(yáng)極鈍化。陰極銅中含有這些金屬使由于陽(yáng)極泥機(jī)械夾帶來(lái)的結(jié)果。另外，如Ag、Au、Pt等電位更正貴金屬、鉑族金屬和稀有金屬，更是不能溶解，而落到電解槽底部。采用誘導(dǎo)法脫砷技術(shù)，砷的脫除率可達(dá)90％，此法還可抑制砷化氫氣體發(fā)生。一般包括脫銅，脫砷、銻、鉍和脫鎳等。到80年代，世界上最大單一生產(chǎn)電解銅的工廠生產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到40萬(wàn)t／a。周期性短時(shí)間改變直流電流方向的電解方法。以銅陽(yáng)極板為陽(yáng)極，純銅始極片或不銹鋼板為陰極，以硫酸銅和硫酸溶液為電解液，將極板按一定的極距相間排列于電解槽內(nèi)，通入直流電，陽(yáng)極不斷溶解，便在陰極上析出電解銅。工廠在建設(shè)過(guò)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。(3)供水、供電條件 有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業(yè)。銅電解精煉車間設(shè)計(jì)的圖紙包括：工藝流程圖、電解槽構(gòu)造圖、設(shè)備連接圖和車間平面布置圖共三張，其中包括CAD和手工繪制。銅電解精煉冶金計(jì)算包括：電解過(guò)程金屬平衡和物料平衡，凈液量的計(jì)算。 （3）前者的成本要比后者高。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(guò)剩酸量須中和處理，所以一般不采用。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。裝機(jī)容量未來(lái)增長(zhǎng)78%，這個(gè)速度未來(lái)電力發(fā)展增長(zhǎng)速度應(yīng)該比過(guò)去五年要放慢了。從2001 年到2005 年， 萬(wàn)噸， 萬(wàn)噸，占全球增量的63%。2005年。考慮到地質(zhì)勘查促進(jìn)資源儲(chǔ)量級(jí)別升級(jí)情況，未來(lái)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(guò)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。在全球經(jīng)濟(jì)一體化的大趨勢(shì)下，應(yīng)充分考慮利用國(guó)外的銅礦資源，這不僅是平衡國(guó)內(nèi)銅市場(chǎng)供需缺口的需要，而且也是市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必然選擇。長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)銅資源不能滿足國(guó)內(nèi)消費(fèi)需求，供需缺口較大，需要通過(guò)國(guó)際市場(chǎng)加以平衡，為此國(guó)家每年要花大量外匯。表11全球銅礦資源分布及主要國(guó)家產(chǎn)量銅礦產(chǎn)量?jī)?chǔ)量基礎(chǔ)儲(chǔ)量20032004美國(guó)112011603500070000澳大利亞8308502400043000智利49005380140000360000中國(guó)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(guó)家1400160060000110000世界總值1360014500470000940000注：e為估計(jì)值。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。(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。熔點(diǎn)為498℃。SiO吹煉時(shí)，由于銅對(duì)硫的親和力大于鐵，而鐵對(duì)氧的親和力大于銅，是反應(yīng)CuO2+FeS=Cu2S+FeO向右進(jìn)行到底。它不穩(wěn)定，遇熱即分解。(2) 化亞銅Cu2S，天然的硫化亞銅為輝銅礦，藍(lán)黑色無(wú)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。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。硫化銅精礦是煉銅的主要原料。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。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色。金屬銅，元素符號(hào)Cu，,，熔點(diǎn)1083Co。全球主要產(chǎn)銅國(guó)家是智利、美國(guó)、俄羅斯。進(jìn)入冶煉廠的銅礦都為浮選產(chǎn)出的銅精礦，品位10～35%。銅的蒸汽壓很小，在熔點(diǎn)溫度下僅為9105Pa。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。(3) 氧化銅CuO，天然氧化銅為黑色無(wú)光澤的黑銅礦，～。該反應(yīng)在450℃開(kāi)始至1100℃完成。2H2O和透視石CuO(7) 氯化銅CuCl2，氯化銅無(wú)天然礦物，人造氯化銅為褐色粉末?，F(xiàn)在的銅煉技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出同品級(jí)銅的導(dǎo)電量比這個(gè)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)高出4%~5% 。正因?yàn)檫@一特性，高級(jí)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。生產(chǎn)銅礦最多的前5個(gè)國(guó)家是，智利、美國(guó)、印度尼西亞、秘魯和澳大利亞，2003年分別出產(chǎn)銅礦490萬(wàn)噸、112萬(wàn)噸 、 、全球銅礦資源分布及主要國(guó)家產(chǎn)量見(jiàn)表16。因此，對(duì)銅資源問(wèn)題必須引起我們的高度關(guān)注。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(yè)礦床品位為2%5%；智利，美國(guó)及印度尼西亞等銅資源國(guó)家的斑巖型銅礦無(wú)論是礦床數(shù)量和儲(chǔ)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(guó)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(guó)銅礦資源的使用成本普遍高于世界，競(jìng)爭(zhēng)能力十分有限。因此，這五個(gè)省是我國(guó)銅工業(yè)的重要原料基地除湖北與石南外，其他三個(gè)銅精礦生產(chǎn)大省的共同特點(diǎn)是：它們的銅儲(chǔ)量保障程度都比較高，且基礎(chǔ)儲(chǔ)量及查明資源儲(chǔ)量都不錯(cuò)，具備資源儲(chǔ)量級(jí)別升級(jí)的資源基礎(chǔ)。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。我國(guó)既是銅資源較貧乏的國(guó)家又是世界上第二大銅消費(fèi)國(guó)。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(lái)五年的投資在3萬(wàn)億左右，其中是電網(wǎng)、電站一半的格局。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。 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。 （2）后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。實(shí)習(xí)結(jié)束后，回校進(jìn)行論文的撰寫(xiě)及繪圖等相關(guān)工作。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。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)。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。工藝流程包括電解精煉和電解液凈化兩部分。(2)周期反向電流電解。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(dòng)化程度逐步提高，銅電解精煉生產(chǎn)規(guī)模日趨大型化。凈化流程通常依陽(yáng)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。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。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(yáng)極上是不可能進(jìn)行的。它們不進(jìn)行電化學(xué)溶解而落入槽底。(3) 負(fù)電性的鎳、鐵、鋅，陽(yáng)極中的鐵和鋅含量極微，電解時(shí)它們與金屬鎳一道溶入電解液中。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。除砷銻液可用萃取法或化學(xué)法。相鄰槽間留有20～40㎜的槽間絕緣空隙。用鈦板時(shí)不用涂板，因它的傳熱率和膨脹系數(shù)與銅板相差很大。陰陽(yáng)極和電解液組成見(jiàn)表。適當(dāng)提高溫度對(duì)Cu2+擴(kuò)散和均勻電解液成分有利，但溫度夠高反而增大化學(xué)溶解和電解液蒸發(fā),本設(shè)計(jì)電解液溫度取60℃添加劑的作用是抑制陰極表面突出部分的晶粒繼長(zhǎng)大，從而促使其電積物均勻致密。輸液用鉛管或聚氯乙烯管。這樣就可能在陽(yáng)極上由于Cu2+過(guò)飽和而沉淀CuSO4一般電流效率為92～98%，電耗為200～250KW為節(jié)約電能，以采用高酸低銅的電解液組成較為有利，但必須同時(shí)對(duì)陽(yáng)極及電解液純度提出較高的要求，操作的電流密度也不能過(guò)高，以免影響陰極銅的質(zhì)量。（2）硫脲 硫脲是一種表面活性物質(zhì)，點(diǎn)到適用時(shí)作用不明顯，通常與動(dòng)物膠混合使用，能促使陰極銅表面細(xì)化、光滑、質(zhì)地致密。本次設(shè)計(jì)添加劑添加的順序?yàn)椋簞?dòng)物膠、硫脲、干酪素和鹽酸提高電解液溫度能增加銅離子、硫酸根離子的擴(kuò)散速度。電解液的循環(huán)方式有兩種：下進(jìn)液、上出液和上進(jìn)液、下出液。提高電流密度是增產(chǎn)挖潛的好辦法。）247257305312331電流效率（%）電能消耗（度/噸）188199256259縮短同極中心距能降低槽電壓，減少電能消耗，還能提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。6 主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)電流效率是指銅電解精煉過(guò)程中，陰極實(shí)際析出量與理論析出量的百分比。銅電解回收率反映銅電解過(guò)程中銅的回收程度，其計(jì)算方法如下：銅電解回收率（％）=電銅含量（噸）∕（裝入原料含銅量（噸）回收品含銅量（噸））回收品是指殘極、銅屑、碎銅、制取硫酸銅溶液及陽(yáng)極泥等含銅物料（若陽(yáng)極泥含銅本企業(yè)不能回收，則按損失處理）。7 銅電解精煉冶金計(jì)算 （71）式中 N電解槽總數(shù),個(gè) ； M年產(chǎn)電解銅量，t；360年工作日，日；24日通電時(shí)數(shù)，h； 電解槽作業(yè)率,%； 電流強(qiáng)度，A；電流效率，%；，g/(A根據(jù)上面計(jì)算結(jié)果，電解槽內(nèi)尺寸為：長(zhǎng)寬高=。℃)； —電解液與車間空氣溫度差，℃； —傳熱面積，㎡。電解過(guò)程中各種雜質(zhì)進(jìn)入電解液的百分比及本設(shè)計(jì)所取有害雜質(zhì)在電解液中的允許含量分別如表2和4所示。下表81是電化學(xué)用整流裝置主要規(guī)格電參數(shù)和外形尺寸說(shuō)明，下表所示：表81 電化學(xué)用整流裝置主要規(guī)格電參數(shù)和外形尺寸說(shuō)明項(xiàng)目、規(guī)格產(chǎn)品型號(hào)整流線路額定直流輸出相控調(diào)壓范圍外形尺寸電壓 V電流 A外形尺寸H1B1D1mmKHS6000/300三相全控橋3006000200016001000整流柜2000800600控制柜KHS8000/3003008000KHS9000/3003009000KHS12500/160雙反星形帶平衡電抗器160125000~160KHS12500/200200125000~200KHS16000/125125160000~125KHS16000/200200160000~200KHS18000/300300180000~300KHS12000/300同相并聯(lián)三相全控橋300120000~300200032001000整流柜2000800600控制柜KHS12000/600600120000~600KHS12000/800800120000~800KHS14000/320320140000~320KHS16000/600600160000~600KHS20000/250雙反星同相逆并聯(lián)帶平衡電抗器250200000~250KHS25000/100100250000~100KHS25000/125125250000~125KHS25000/200200250000~200KHS25000/250250250000~250KHS25000/320320250000~320KHS31500/6363315000~63KHS31500/8484315000~84KHS31500/100100315000~100KHS31500/125125315000~125KHS31500/160160315000~160KHS31500/200200315000~200KHS31500/250250315000~250KHS31500/320320315000~320注：*在目前技術(shù)水平的條件下，若電流問(wèn)題能很好處理，橋式電路較帶電抗器有明顯優(yōu)勢(shì)。電解槽起裝槽時(shí)，為了不使該槽在通電狀況下操作，需用短路棒將該槽兩條槽間導(dǎo)電排短路，由于短路棒工作時(shí)間不長(zhǎng)，搭接可以靈活掌握。生產(chǎn)實(shí)踐中，集液槽的容積約為電解槽內(nèi)電解液總體積的20%。計(jì)算中，設(shè)高位槽可容納6分鐘的循環(huán)電解液，其容積為：設(shè)置于附跨廠房?jī)?nèi)，內(nèi)尺寸為：，深3m；混凝土澆鑄，壁及底厚110㎜，內(nèi)襯5㎜軟塑料板。本設(shè)計(jì)取兩個(gè)分配槽，每個(gè)供液管分別向一列電解槽供液，由進(jìn)液分管連接。③匯流管：出液總流量為7800560=2340000L/。以個(gè)陽(yáng)極吊架約重：400㎏。一般它們的內(nèi)襯選用不銹鋼板，中性隔離槽（皂液槽）可用普通鋼板做內(nèi)襯。槽壁厚200㎜左右，沿長(zhǎng)度用厚100㎜隔離板分為三個(gè)沉淀室。（1）廢渣本項(xiàng)目無(wú)外排廢渣。（4）節(jié)約蒸汽為減少蒸汽消耗 ,設(shè)計(jì)中采取的措施有:電解槽外壁選用厚度為 25mm 聚乙烯泡沫塑料 ,用粘結(jié)劑粘結(jié)在槽壁上降低熱能輻射損失,有效降低蒸汽消耗。不同素質(zhì)的勞動(dòng)人員應(yīng)有不同的崗位配置，做到用其所長(zhǎng)，避其所短，